EVALUACIÓN DE LA INOCUIDAD DELOS ALIMENTOS TRANSGÉNICOS

EVALUACIÓN DE LA INOCUIDAD DELOS ALIMENTOS TRANSGÉNICOS

Dr. Fidel Guevara LaraDr. Fidel Guevara LaraUnidad de Biotecnología e Ingeniería Unidad de Biotecnología e Ingeniería Genética de Plantas (Unidad Irapuato),Genética de Plantas (Unidad Irapuato),Centro de Investigación y de Estudios Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N.Avanzados del I.P.N.Irapuato, Irapuato, GtoGto., México., MéxicoEE--mail: mail: fguevarafguevara@ira.@ira.cinvestavcinvestav.mx.mxhttp://http://wwwwww.ira..ira.cinvestavcinvestav.mx.mx

Organismo transgénicoOrganismo que ha adquirido una combinación genéticanovedosa a través del uso específico de técnicas deingeniería genética (de DNA recombinante).

En el caso de los transgénicos, la modificacióngenética adquirida es debida a la incorporación dematerial genético proveniente de uno o variosorganismos de la misma especie o de otra(s).

Todos los transgénicos son OGMs, pero…no todos los OGMs son transgénicos.

Academia Mexicana de Cienciaswww.amc.unam.mx/Agencia_de_Noticias/Notas_Científicas/nc_29c-docbio.html

RetosRetos nutricionalesnutricionales de la de la tecnologíatecnología génicagénica

DeficienciaDeficiencia de de vitaminavitamina A: A: carece carece 45% de la 45% de la poblaciónpoblación mundialmundial..

DeficienciaDeficiencia de de hierrohierro: : carececarece 30% 30% de la de la poblaciónpoblación mundialmundial........

GENES BACTERIANOS DE SÍNTESIS DE β-CAROTENOPLANTAS TRANSFORMADAS CON FENOTIPO NORMALEXPRESION DE LOS GENES EN EL ENDOSPERMOPRODUCTOR DE β-CAROTENO (PRO-VITAMINA A)FITASA FÚNGICA; FERRITINA DE FRIJOLPROTEÍNA DE ARROZ RICA EN CISTEÍNAARROZ RICO EN CISTEÍNA Y HIERRO ASIMILABLEPERO: PROBLEMAS DE PATENTES

GENES BACTERIANOS DE SÍNTESIS DE β-CAROTENOPLANTAS TRANSFORMADAS CON FENOTIPO NORMALEXPRESION DE LOS GENES EN EL ENDOSPERMOPRODUCTOR DE β-CAROTENO (PRO-VITAMINA A)FITASA FÚNGICA; FERRITINA DE FRIJOLPROTEÍNA DE ARROZ RICA EN CISTEÍNAARROZ RICO EN CISTEÍNA Y HIERRO ASIMILABLEPERO: PROBLEMAS DE PATENTES

Ye y col., 2000. Science 287: 303-305

CultivoCultivo Nuevo rasgoNuevo rasgo ResultadoResultado ReferenciaReferencia

LechugaLechuga Ruta deRuta devitamina Cvitamina C

Más vitamina C,Más vitamina C,(antioxidante),(antioxidante),absorción hierro absorción hierro

Jain & Nessler,Jain & Nessler,20002000

MaízMaíz Proteína deProteína deamarantoamaranto

Más proteína yMás proteína yaminoácidosaminoácidosesencialesesenciales

RascónRascón--CruzCruzy col., 2003. Theor. Appl.y col., 2003. Theor. Appl.Genet., en prensa.Genet., en prensa.

ArrozArroz Ferritina deFerritina desoyasoya

Más hierroMás hierrodisponibledisponible

MurrayMurray--KolbKolby col., 2002y col., 2002

TomateTomate Síntesis deSíntesis dequercetina

Más capacidadMás capacidadantioxidante

Muir y col., 2001Muir y col., 2001quercetina antioxidante

Ingeniería genética en el ganado lechero

ComposiciónComposición de la de la lecheleche

((másmás caseínacaseína, , másmás Ca y P, Ca y P, quesosquesos,,

lecheleche humanahumana??))

EliminaciónEliminación de de componentes componentes indeseablesindeseables ((lactosalactosa))

PropiedadesPropiedades funcionalesfuncionales ((quesosquesos,,

actividadactividad antimicrobianaantimicrobiana))

Karatzas, 2003. Nat. Biotechnol. 21:138.

Microarreglos de DNA y el sabor de la fresa

Identificación del gen SAAT de la fresaAlcohol aciltransferasaBiosíntesis de ésteres delsabor de la fresa

Ejemplo del uso de técnicas genómicas para la disección de un proceso complejo del desarrollo de un fruto con aplicaciones alimentarias

SAATAcil-CoA

R1 SCoAO +

Alcohol

HO-R2

ÉsterR1 O

R2O

Aharoni y col., 2000. Plant Cell 12:647.

ALIMENTOS TRANSGÉNICOS EN MÉXICO

CULTIVADOSALGODÓN – Resistente a insectosSOYA - Resistente a herbicidas e insectosTOMATE - Larga vida de anaquel

CONSUMIDOSSOYA – Resistente a herbicidasMAÍZ – Resistente a herbicidas y a insectosCANOLA – Resistente a herbicidasPAPA – Resistente a virus

Amanda Gálvez. CIBIOGEM. Taller sobre Flujo Genético. México, D.F.29-30 Sept., 2003. www.fumec.org

Laboratorio de Biotecnología de AlimentosLaboratorio de Biotecnología de AlimentosJefe: Dr. Octavio Paredes (IBQ)

InvestigadoresAndrés Cruz (Biól)Fidel Guevara (QBP)Male Valverde (Biól)

Estudiantes DoctoradoArmando Carrillo (IBQ)Angélica del Villar (QFB)Gabriela Espinosa (QFB)Pedro García (Biól)Sergio Medina (IBQ)Quintín Rascón (QBP)Héctor Silos (Ing Agr Fito)Leonor Valderrama (QFB)Angel Valdez (IBQ)Karina Valenzuela (IBQ)Pablo Vanegas (Ing Agr Hort)

Estudiantes MaestríaLuis Díaz (QFB)Beatriz Salcedo (IBQ)Sugey Sinagawa (IBQ)Maribel Valdez (IBQ)

Tesistas LicenciaturaAngeles Betancourt (Lic Nutr)Talía Hernández (Lic Nutr)

MaízMaíz

No transformadas

Evento C/10Evento 2k/30

Evento 2k/31

0

0.1

0.2

No transformadasEvento C/10Evento 2k/30Evento 2k/31

Lisina

ofan

o

AminoácidosAminoácidosenen

MaízMaíz--AmarantinaAmarantinag

/ 100

g se

milla

0.4

0.3

Tript

Lisina Triptofano

No 0.067 / incrementotransformadas 0.26 / incremento

Evento C/10 0.35 / 35% 0.09 / 34%Evento 2k/30 0.36 / 39% 0.1 / 49 %

0.37 / 42% 0.1 / 49%Evento 2k/31Rascón-Cruz y col., 2003

ANÁLISIS EN PROCESOANÁLISIS EN PROCESO

Digestibilidad Digestibilidad in vitroin vitro de amarantina expresadade amarantina expresada

Análisis de alergenicidad en ratasAnálisis de alergenicidad en ratas

InmunodetecciónInmunodetección de amarantina en tejidos de maízde amarantina en tejidos de maíz

Antiespasmódico,enfermedades del estómagoy del hígado

Antiespasmódico,enfermedades del estómagoy del hígado

Complemento en el alimento de aves y pecesComplemento en el alimento de aves y peces

Ceremonias religiosasCeremonias religiosas

REGENERACIÓN DE CEMPAXÚCHILELONGACIÓN Y ENRAIZAMIENTO

Vanegas-Espinoza y col., 2002

Análisis histoquímico de β-glucuronidasaen tejidos transformados de nopal

García Saucedo y col., 2003

•Flujo de Genes•Flujo de Genes

•Efectos Sobre la Biodiversidad de laFauna y Flora Silvestres

•Efectos Sobre la Biodiversidad de laFauna y Flora Silvestres

•Efectos Sobre la Salud •Efectos Sobre la Salud Cambio en la calidadnutricional/funcionalToxicidadAlergenicidad

Cambio en la calidadnutricional/funcionalToxicidadAlergenicidad

PREOCUPACIONES POR ELPREOCUPACIONES POR ELUSO DE TRANSGÉNICOSUSO DE TRANSGÉNICOS

Aspectos de Inocuidad de los Alimentos GMAspectos de Inocuidad de los Alimentos GM

•Proceso de modificación genética

•Inocuidad de proteínas nuevas

•Ocurrencia e implicaciones de efectos no intencionales

•Transferencia de genes a la microflora intestinal

•Alergenicidad de nuevas proteínas

•Papel del nuevo alimento en la dieta

•Influencia del procesamiento alimentario

•Proceso de modificación genética

•Inocuidad de proteínas nuevas

•Ocurrencia e implicaciones de efectos no intencionales

•Transferencia de genes a la microflora intestinal

•Alergenicidad de nuevas proteínas

•Papel del nuevo alimento en la dieta

•Influencia del procesamiento alimentarioChassy, 2002. J. Am. Coll. Nutr. 21: 166S.Kuiper y col., 2001. Plant J. 27: 503.

ManifestacionesManifestaciones contra contra loslos transgénicos transgénicos

July 1998, Vol. 3, No. 7

ManifestacionesManifestaciones contra contra loslos transgénicostransgénicosen en México México

GREENPEACE, GUERREROS VERDES, ...

12-Sept-2003

Transgénicos = Peligro

Pesticidas = Veneno

ORGANICO = VIDA

TÚ DECIDES!!

www.greenpeace.org.mx

www.isaaa.orgwww.agbios.comwww.ift.org/govrelations/biotechwww.cgiar.orgwww.consumersinternational.orgwww.epa.govwww.usda.gov/agencies/biotech/index.htmlwww.coreca.orghttp://bch.biodiv.org/Pilot/Home.aspx……

El El PapelPapel de de loslos MediosMedios

INOCUIDAD ALIMENTARIAÁmbito Internacional

INOCUIDAD ALIMENTARIAINOCUIDAD ALIMENTARIAÁmbito InternacionalÁmbito Internacional

IFBC (International Food Biotechnology Council)-1990IFBC (International Food Biotechnology Council)-1990

FAO (Food and Agriculture Organization-UN)-1990 FAO (Food and Agriculture Organization-UN)-1990

WHO (World Health Organization)-1990WHO (World Health Organization)-1990

OECD (Organization for EconomicCooperation and Development)-1993

OECD (Organization for EconomicCooperation and Development)-1993

ILSI (International Life Sciences Institute)-1996ILSI (International Life Sciences Institute)-1996

Comisión Mixta FAO/OMS del Codex AlimentariusComisión Mixta FAO/OMS del Codex AlimentariusComisión Mixta FAO/OMS del Codex Alimentarius

Comisión Mixta FAO/OMS del Codex AlimentariusComisión Mixta FAO/OMS del Codex AlimentariusComisión Mixta FAO/OMS del Codex AlimentariusGRUPO DE ACCIÓN ESPECIAL INTERGUBERNAMENTALSOBRE ALIMENTOS OBTENIDOS POR MEDIOSBIOTECNOLÓGICOS (Establecido en Julio de 1999)

FAO/WHO, 2000. Safety aspects of genetically modified foodsof plant origin. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation onFoods Derived from Biotechnology.World Health Organization,Geneva, Switzerland.

FAO/WHO, 2001. Evaluation of allergenicity of genetically modifiedfoods. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation onAllergenicity of Foods Derived from Biotechnology.Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome,Italy. www.codexalimentarius.net

Evaluación de la “equivalencia sustancial”Evaluación de la “equivalencia sustancial”

FamiliaridadFamiliaridadRastreabilidadRastreabilidadConceptos nuevosConceptos nuevos

FAO/WHO, 2000-2002

Necesidad de estudios de mediano y largo plazo Necesidad de estudios de mediano y largo plazo en modelos animalesen modelos animales

Se requiere de experimentos más enfocados a “ensayos de inocuidad para alimentos”

ToxicidadAlergenicidad

••Punto de partida para la evaluaciónPunto de partida para la evaluaciónde inocuidad de inocuidad alimentariaalimentaria

••Comparación entre el Comparación entre el transgénicotransgénico y su contrapartey su contrapartetradicional más cercanatradicional más cercana

••Identificación de diferencias intencionales yIdentificación de diferencias intencionales yno intencionales en las cuales debería enfocarseno intencionales en las cuales debería enfocarsela evaluación de inocuidadla evaluación de inocuidad

OECD, 1998OECD, 1998

CultivoCultivo CaracterísticaCaracterística Parámetros analizadosParámetros analizados ReferenciaReferencia

MaízMaízMON810MON810

Resistente aResistente ainsectos (Cry1Ab)insectos (Cry1Ab)

AA, AG, MI, AF, PX,AA, AG, MI, AF, PX,AZ, TF, ITAZ, TF, IT

ANZFA, 2000a.ANZFA, 2000a.

ArrozArroz Glicinina de soyaGlicinina de soya AA, AG, MI, PX, VIAA, AG, MI, PX, VI Momma y col.,Momma y col.,1999.1999.

SoyaSoya Alto ácido oleicoAlto ácido oleico AA, AG, IF, MI, AF,AA, AG, IF, MI, AF,PX, ER, IT, VIPX, ER, IT, VI

ANZFA, 2000b.ANZFA, 2000b.

TomateTomate(Flavr Savr)(Flavr Savr)

PoligalacturonasaPoligalacturonasaantisentidoantisentido

MI, PR, TO, VIMI, PR, TO, VI Redenbaugh yRedenbaugh ycol., 1991.col., 1991.

AA= aminoácidos, AE= ácido AA= aminoácidos, AE= ácido erúcicoerúcico, AF= ácido , AF= ácido fíticofítico, AG= ácidos grasos, AZ= azúcares,, AG= ácidos grasos, AZ= azúcares,ER= ER= estaquiosaestaquiosa y y rafinosarafinosa, GL= , GL= glucosinolatosglucosinolatos, IF= , IF= isoflavonasisoflavonas, IT= inhibidor de tripsina,, IT= inhibidor de tripsina,MI= minerales, PR= proteína, PX= análisis proximal, TF= tocoferoMI= minerales, PR= proteína, PX= análisis proximal, TF= tocoferoles, TO= alfales, TO= alfa--tomatinatomatina,,VI= vitaminas Kuiper y col., 2001. Plant J. 27: 503.VI= vitaminas

Estudios de Toxicidad de Cultivos GMEstudios de Toxicidad de Cultivos GM

CultivoCultivo CaracterísticaCaracterística Parámetros analizadosParámetros analizados ReferenciaReferencia

MaízMaízStarLinkStarLink

EndotoxinaEndotoxinaCry9CCry9C

Reactividad con suerosReactividad con suerosde de humanoshumanos alérgicosalérgicosa maíza maíz

EPA, 2000.EPA, 2000.

TomateTomate(Flavr Savr)(Flavr Savr)

PoligalacturonasaPoligalacturonasaantisentidoantisentido

Ingesta de alimentoIngesta de alimentoPeso corporalPeso corporalPeso de órganosPeso de órganosQuímica sanguíneaQuímica sanguíneaHistopatologíaHistopatologíaRatas, 28 díasRatas, 28 días

Hattan, 1996.Hattan, 1996.

Kuiper y col., 2001. Plant J. 27: 503.

EVALUACIÓN DE ALERGENICIDADEVALUACIÓN DE ALERGENICIDAD

Dificultades en la caracterización de alimentos alergénicosDificultades en la caracterización de alimentos alergénicos

Complejidad de alimentosComplejidad de alimentos

Complejidad en las respuestas de los individuosComplejidad en las respuestas de los individuos

Características químicas de proteínas alergénicasCaracterísticas químicas de proteínas alergénicas

Inducción de anticuerpos tipo IgEInducción de anticuerpos tipo IgEResistencia a la digestión enzimáticaResistencia a la digestión enzimática

Shewry y col., 2001. J. Chromat. B 756: 327.Shewry y col., 2001. J. Chromat. B 756: 327.

Análisis dirigidoen suero

Resistencia a la pepsinay pruebas en

modelos animales

Análisis dirigidoen suero

No

No

No

Sí

Sí

Sí

No

Taylor, 2002. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 42: 99.

ÁRBOL DE TOMA DE DECISIONES PARA PRODUCTOS TRANSGÉNICOS

Fuente del gen(Alergénica?)Sí No

Homología en la secuencia

Homología en la secuencia

Sí

ALERGÉNICO +/+ +/- -/-Alto Bajo

Probabilidad de alergenicidad

Nordlee y col., 1996

Expresión de la albúmina 2S de nuez de Brasil en soya transgénica

Chakraborty y col., 2000

Expresión de la albúmina de amaranto en papa transgénica

Alergénica en soya

Aumentó la composición de aminoácidos esencialesNo hubo inducción de IgE en pruebas dealergenicidad en animales modelo

Aumentó el contenido de metionina

CARACTERIZACIÓN DE PROTEÍNAS CON POTENCIAL ALERGÉNICO

Efectosno intencionalesEfectosno intencionalesCultivoCultivo CaracterísticaCaracterística ReferenciaReferencia

CanolaCanola Sobreexpresiónde fitoenosintasa

Sobreexpresiónde fitoenosintasa

Shewmaker ycol., 1999.Shewmaker ycol., 1999.

Arroz(GoldenRice)

Arroz(GoldenRice)

Expresión deruta de síntesisde provitamina A

Expresión deruta de síntesisde provitamina A

Formación decarotenoidesinesperados (luteína,zeaxantina)

Formación decarotenoidesinesperados (luteína,zeaxantina)

Ye y col., 2000.Ye y col., 2000.

PapaPapa Expresión deglicinina desoya

Expresión deglicinina desoya

Mayor contenidode glicoalcaloides(+16-88%)

Mayor contenidode glicoalcaloides(+16-88%)

Redenbaugh ycol., 1991b.Redenbaugh ycol., 1991b.

Cambios metabólicosmúltiples (tocoferol,clorofila, ácidos grasos,fitoeno)

Cambios metabólicosmúltiples (tocoferol,clorofila, ácidos grasos,fitoeno)

Planta

Tejido

DNA

mRNA

Proteínas

Metabolitos

Planta

Tejido

DNA

mRNA

Proteínas

Metabolitos

Alteraciones fenotípicas

Alteraciones fenotípicas

Análisis de secuencia de DNA(sitio de inserción)

Perfil de expresión alterado

Perfil de proteínas alterado

Perfil de metabolitos alterado

Alteraciones fenotípicas

Alteraciones fenotípicas

Análisis de secuencia de DNA(sitio de inserción)

Perfil de expresión alterado

Perfil de proteínas alterado

Perfil de metabolitos alteradoKuiper y col., 2003. Curr. Opin. Biotechnol. 14: 238.

ESFUERZOS REGULATORIOS EN EL MUNDOESFUERZOS REGULATORIOS EN EL MUNDO

Entre los países existe consistencia en las estrategiasnacionales para la evaluación de inocuidad de losalimentos transgénicos.

Concordancia general con consensos internacionales

Entre los países existe consistencia en las estrategiasEntre los países existe consistencia en las estrategiasnacionales para la evaluación de inocuidad de losnacionales para la evaluación de inocuidad de losalimentos transgénicos.alimentos transgénicos.

Concordancia general con consensos internacionalesConcordancia general con consensos internacionales

Estados UnidosCanadáAustraliaUnión EuropeaJapónNueva Zelanda…

Estados UnidosCanadáAustraliaUnión EuropeaJapónNueva Zelanda… bch.biodiv.org/Pilot/Home.aspx

www.biodiv.org/biosafety

S H C PS H C P

ComisiónComisión IntersecretarialIntersecretarial de de BioseguridadBioseguridad yyOrganismosOrganismos GenéticamenteGenéticamente ModificadosModificados (CIBIOGEM)(CIBIOGEM)

PRESIDENTE DE LA REPÚBLICAPRESIDENTE DE LA REPÚBLICA

CONSEJO CONSULTIVODE

BIOSEGURIDAD

CONSEJO CONSULTIVOCONSEJO CONSULTIVODEDE

BIOSEGURIDADBIOSEGURIDAD

CONACYTCONACYT

SecretarioSecretarioEjecutivoEjecutivo

COMITE TECNICOCOMITE TECNICO

DGDG

DGDG DGDG DGDG DGDG

DGDG

Codex Codex AlimentariusAlimentarius

AgriculturaAgricultura

SaludSaludMedioMedio AmbienteAmbiente

Seguimiento a los acuerdos de la ComisiónProponer Subcomités

SeguimientoSeguimiento a a loslos acuerdosacuerdos de la de la ComisiónComisiónProponerProponer SubcomitésSubcomités

SUBCOMITÉSSUBCOMITÉS

SolicitudesSolicitudes

www.cibiogem.gob.mx

SEMARNATSEMARNAT SSASSA SAGARPASAGARPA SEPSEP SESE CONACYTCONACYT

CONABIO

• Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos• Instrumentos internacionales

– Protocolo de Cartagena sobre Biodiversidad (11-Sept-2003)– Codex Alimentarius (FAO/OMS)

• Leyes-Ley General de Salud (Etiquetas, 1997)-Ley General de Sanidad Vegetal y

Ley de Sanidad Animal-Ley Federal de Variedades Vegetales-Ley sobre Producción, Certificación y

Comercio de Semillas-Ley General del Equilibrio Ecológico y

Protección al Ambiente-Ley Federal de Protección al Consumidor...

MARCO REGULATORIO EN MÉXICOMARCO REGULATORIO EN MÉXICO

• Reglamentos-Reglamento de Control Sanitario de Productosy Servicios

-Reglamento de la LGEEPA en Materia deEvaluación de Impacto Ambiental

-Reglamento de la Ley sobre Producción,Certificación y Comercio de Semillas

• Normas Oficiales Mexicanas-NOM-056-FITO-1995

Requisitos Fitosanitarios para la Movilización Nacional,Importación y Establecimiento de Pruebas de Campo deOrganismos Manipulados Mediante la Aplicación deIngeniería Genética (11-Jul-96, DGSV, SAGARPA, CNBA)

-Proyecto de NOM-FITO/ECOL-2001

MARCO REGULATORIO EN MÉXICOMARCO REGULATORIO EN MÉXICO

• Iniciativas de Ley– Varias iniciativas en últimos 2-3 años– Iniciativa de Ley de Bioseguridad de los

Organismos Genéticamente Modificados- Presentada por C. de Diputados a la

C. de Senadores (12-Nov-2002)- Aprobada por Cámara de Senadores

(24-Abr-2003) y turnada aC. de Diputados

- Turnada a Comisiones de diversasSecretarías (28-Abr-2003)

- Foro de discusión (6-Ago-2003)...www.senado.gob.mx/gaceta/153/Dictamen_Bioseguridad_Final_22ABR03.html

MARCO REGULATORIO EN MÉXICOMARCO REGULATORIO EN MÉXICO

GENETIC-IDwww.genetic-id.com

CERT-IDwww.cert-id.com

Kanematsu Corp.www.kanematsu.co.jp

GE-Free / Pammark Farms Ltd.www.urec.net/users/pammark/gmo.htm

SGSwww.sgs.com

EMPRESAS DEDICADAS A CERTIFICACION EMPRESAS DEDICADAS A CERTIFICACION

COMENTARIOS FINALES

Análisis de componentes clave, toxicidad, alergenicidad,desempeño y efectos no intencionales

Análisis in vitro y en modelos animales

Eliminación de epítopos alergénicos y genes marcadores

Equivalencia sustancial - Punto de inicio para evaluar inocuidad

Legislación específica en proceso en México

¿Etiquetado de alimentos transgénicos en México?

GRACIAS!GRACIAS!