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Inocuidad de alimentos derivados de
Organismos Genéticamente
Modificados
Agustín López Munguía
Instituto de Biotecnología, UNAM.
TRES CONSIDERACIONES
FUNDAMENTALES SOBRE LOS OGMs
¿SON SEGUROS LOS OGMs?
¿SON NECESARIOS?
¿A QUIEN BENEFICIAN?
Producción mundial de cereales*– Superficie conservada gracias a las tecnologías mejoradas
PRODUCCIÓN DE CEREALES
1950 650 millones t
2000 1,900 millones t
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Superficie
conservada
1.1 mil millones ha
Superficie
utilizada
660 millones ha
Mill
on
es d
e h
ectá
reas
1,800
1,400
1,000
600
200
•Utiliza equivalentes de arroz molido
Fuente: FAO Production Yearbooks y AGROSTAT
Futuras fuentes de suministro de alimentos en el mundo
85% del futuro crecimiento en la
producción de alimentos debe
provenir de tierras ya cultivadas
Pocas posibilidades de expandir
la superficie, excepto en América
del Sur (el área de los Cerrados
de Brasil) y África al sur del
Sahara
Reto para alimentar a una población de 8,300 millones en el
2030,
Demanda de 771 millones de toneladas de arroz, es decir, 153
millones más que los 618 millones producidos en el 2005.
Estrategias biotecnológicas: convertir al arroz de planta C3 a
C4: mientras más energía solar captura una planta de arroz,
mayor es su rendimiento. Un arroz C4 tendría entre 15 y 20%
más de rendimiento.
Un estudio revela que el cambio climático podría devastar los
rendimientos de cultivos en los EUA.Caroline Scott-Thomas, 01-Sep-2009
Publicación en el: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
llevado a cabo por dos economistas: el Dr Michael Roberts de la North Carolina
State University y el Dr Wolfram Schlenker de la Columbia University, quienes
mediante un modelo de cambio climático evaluaron dicho efecto a lo largo de este
siglo. Encontraron que los rendimientos de maiz, soya y algodón podrían caer
entre 30 y 46% para finales de siglo en el escenario de menor cambio (es decir si
logran reducirse en un 50% en 2050 con respecto a los de 1991), y entre un 63 a
82% si se mantienen en los niveles actuales. El efecto se sentirá en todo el planeta,
particularmente en paises en vías de desarrollo.
Tamaño del mercado de diversos productos farmacéuticos
de naturaleza transgénica
Producto Enfermedad Mercado
(millones de dólares)
Eritropoyetina Anemia 6,800
Insulina Diabetes 4,017
Factores de coagulación Hemofilia 2,585
Factores de crecimiento Neutropenia 2,181
Interferón beta Esclerosis múltiple 2,087
Interferón alfa Cáncer, hepatitis 1,832
Anticuerpos monoclonales Cáncer 1,751
Hormona de crecimiento Crecimiento 1,706
Anticuerpos monoclonales Varios 1,152
tPA Trombosis 642
Interleucinas Cáncer 184
Factor de crecimiento Heridas 115
Vacunas Varios 50
Otras proteínas Varios 2,006
M.Gavrilescu, Y Chisti / Biotechnology Advances 23 (2005) 471-499
WHO backs GM foods but warns that risk assessments needed
24/06/2005- Adding fuel to the already heated debate on GM foods and ingredients, the UN’s
World Health Organisation claims genetically modified foods can contribute to enhancing
human health and development.
I
– International Food Biotechnology Council (1990)
– OECD Group of National Experts on Safety in Biotechnology, 1993, 1994, 1996
– OECD Task Force on the Safety of Novel Foods and Feed, 1998-presente
– FAO/WHO Expert Consultations, 1991, 1996, 2000, 2001, 2003
– CODEX Task Force on Foods Derived from Biotechnology, 1999-2004
– US FDA, 1992, 2000, 2002
– Council for Agricultural Science and Technology (CAST), 2001
– ENTRANSFOOD, the EU Thematic Network on the Safety Assessment of Genetically Modified Food Crops, 2000-2003
– European Food Safety Authority (EFSA), 2002, Guidance Documents GMO Panel, 2003-2007
– International Life Science Institute (ILSI), Task Forces, 1996
En 2003, Comisión del Codex Alimentarius publicó
principios para el análisis de riesgos de alimentos
derivados de la biotecnología.
-Evaluación de la inocuidad
-Efectos intencionales y no intencionales
-Identificar peligros nuevos o diferentes
2005 Ley de Bioseguridad
2008 REGLAMENTO DE LA LEY DE BIOSEGURIDAD
DE ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
“Bioseguridad: el conjunto de conocimientos que facilita la evaluación de riesgos, así como la legislación y regulación necesarias para autorizar el uso seguro de procesos biotecnológicos y productos modificados genéticamente”
Bioseguridad: se construye
un concepto...
Recomendaciones internacionales
Usar de la mejor ciencia disponible para identificar peligros y exposiciones de
tal manera que se pueda cuantificar el riesgo
Identificar riesgos potenciales a la salud humana y animal, y para el ambiente
Capacidad de detectar efectos potencialmente dañinos no intencionales
Equivalencia sustancial
• Concepto que permite tener una referencia para la
evaluación.
•Tiene como objetivo determinar si el producto modificado
es al menos tan seguro como su contraparte silvestre.
No se ha evaluado el efecto a largo plazo
prácticamente de ningún alimento
No se puede asegurar la inocuidad absoluta de
ningún alimento.
CONCEPTO DE EQUIVALENCIA
SUSTANCIAL
• Punto de inicio para la evaluación.
• Comparación del OGM y su contraparte
silvestre mas cercana.
• Identificación de efectos esperados e
inesperados en los que podrían enfocarse
nuevos estudios.
ASPECTOS DE BIOSEGURIDAD
• Proceso de construcción del OGM
• Seguridad de las nuevas proteínas
• Ocurrencia e implicaciones de efectos
inesperados
• Transferencia de genes a la microflora
• Alergenicidad de las nuevas proteínas
• Papel de los nuevos alimentos en la dieta
• Influencia en el procesamiento
Gen(es)
– Fuente(s)
– Caracterización Molecular
– Inserto/número copias/integridad gen
– Efectos inesperados de la expresión del gene.
Proteína(s)
– Historial de uso seguro y consumo
– Función/especificidad/modo de acción
– Niveles de Expresión
– Toxicología/Alergenicidad
Seguridad comoalimento/pienso
Quimico/nutricionales
– Análisis Proximal
– Nutrientes y antinutrientes clave
– Impacto en la dieta
– Análisis de desempeño en modelos animales
Estudios Ambientales
– Seguridad para organismos no blanco
– Degradación en suelo
– Entrecruzamiento
– Susceptibilidad a enfermedades
Seguridad Gen/Prot Seguridad
como planta
Evaluación Regulatoria a Productos Biotecnológicos: inocuidad
como alimento, pienso y al medio ambiente
15
Característica del cultivo
Fenotipo
Identidad
Fuente
Productividad
¿Cuáles son los temas de Bioseguridad?
¿Cuál es el impacto en la dieta?
¿Habría daños si se da un consumo en exceso al anticipado?
¿Se digiere la proteína?¿Que tan fácilmente?
¿Se altera con el procesamiento?¿Cómo?
¿Es alergénica?
¿Hay cambios inesperados
ACRILAMIDA EN LA DIETA
Inhibidores de proteasas
Alteración del crecimiento; hipertrofia pancreática
Alteración del crecimiento; aglutinación de eritrocitos;
actividad mitógena en cultivos celulares
Hemaglutininas
Glucósidos cianógenos
Intoxicación con ácido cianhídrico
Azúcares no digeribles
Fermentación en el intestino
TODO ALIMENTO ES UN TOXICO POTENCIAL
Ejemplo de tóxicos inherentes a las plantas.Saponinas (soya, espinaca, espárrago…)
Glucosinolatos (col, nabo, rábano, mostaza, …)
Gosipol (semilla de algodón)
Vicina y convicina (habas)
Fitoalexinas (papa dulce, apio, habas, …)
Safrol (pimienta negra)
Ejemplo de cancerígenos naturales5,8 metoxipsoraleno (perejil, apio, …)
p-hidrazinobenzoato (setas)
Sinigrina (col, acelgas, coliflor, mostaza,
rábano, …)
Estragol (albahaca, helecho)
Safrol (nuez moscada, pimienta negra, …)
Bencil acetato (albahaca, té de jazmín, miel, café, …)
Ácido cafeico (manzana, zanahoria, apio, cereza, uva, …)
Micotoxinas(Fusarium spp. Aspergillus spp.)
Proteína de B.thuringiensis : Cry1Ab
Un ejemplo (Instituto de Control de Calidad de Productos Agrícolas. Wageningen,
Holanda):
Dosis de la proteína de a ratones (1.5 mg/día) y conejos (15 mg/día). Equivalentes a la dosis
de proteína Bt que un humano consumiría si comiese de 3 a 4 ton de tomate al día.
…
No pudo definirse una Dosis Letal Media.
Se definió un NOEL (NO OBSERVABLE EFFECT LEVEL ) de 3,250mg/Kg peso
Uno consume de 0.2 a 0.4mg de Cry1Ab por Kg de cereal.
Si
Inmunoensayo
Alergenicidad
reconocida
Alergenicidad
desconocida
Fuente del Gene
(alergénico)
Análisis de secuencia
No
Si
No
Estabilidad digestión/
Procesamiento
No <5 sueros
No
Si Si
Si
AlergénicoSi
Posiblemente Alergénico
Si
Sin evidencia de
alergenicidad
No >5 sueros
No AlergénicoNo
DBPCFC
(Prueba)
No
Prueba cutanea
No
Evaluación del Potencial Alergénico de Alimentos
Derivados de Plantas Modificadas Geneticamente.
Alimentos Alergénicos más
comunes
Identificación de la actinidina como el compuesto
responsable de la alergenicidad del kiwi.
Journal of Allergy and Clinical Immunology
Volume 101 • Number 4 • April 1998
Copyright © 1998 Mosby-Year Book, Inc.
Las alergías en niños avanzan en el mundo
Se estima que 4% de los adultos y 8% de los niños en
la Unión Europea (ojo: no-GMO) sufren de alergias
alimentarias. Esto de acuerdo con: la European
Federation of Allergy and Airways Diseases Patients'
Associations.
El CDC estima en su primer estudio a este respecto
que 3 millones de niños las padecen. El reporte
establece que en 2007, 1 de cada 26 niños padece de
alergias a alimentos, un incremento de 18% en 10
años.
GM pea study discontinued after assessment failure
•CSIRO, Australia, noviembre de 2005 (Organización para la Investigación
Científica e Industrial del Commonwealth.
• Desarrollo de una planta de chícharo resistente al ataque de un insecto empleando un
inhibidor de amilasas.
• El valor de la industria australiana de chícharo es de más de 100 millones de dólares
• La plaga del pee weevil (Bruchus pisorum) ocasiona pérdidas de hasta un 30% en los
cultivos.
• Las plantas modificadas resultaron ser 100% efectivas contra el insecto.
• El Dr Simon Hogan y el Professor Paul Foster inmunólogos en el John Curtin School
of Medical Research (JCSMR) demostraron que el chícharo OGM causaba una
respuesta inmune en ratón.
• Por esta razón CSIRO decidió abandonar el proyecto.
La intolerancia al gluten
afecta a uno de cada 133
norteamericanos.
No existe una cura y se
trata de un amplio
mercado que deberá
crecer hasta unos $1,700
millones en 2010
(Packaged Facts, 2006),
habiendo sido de $700
million (2006)
De acuerdo con la OMS la deficiencia en vitamina A (DVA) causa que 250,000 a
500,000 niños sufran de ceguera cada año, particularmente en el sureste asiático y en
África
Mas de la mitad de los que pierden la vista mueren en el transcurso de un año.
Más del 40% de niños tienen un sistema inmune reprimido a causa de la DVA
El arroz sirve de alimento base a más de la mitad dela población en el mundo. Provee
energía y proteínas pero es deficiente en nutrimentos. Bajo contenido aun en el arroz
integral.
Las estrategias de fortificación (distribución), suplementación (industria) y educación
(pobreza y disponibilidad) han tenido hasta ahora muy poco éxito
UN EJEMPLO: UN PARADIGMA
En el arroz no se expresa laFitoeno sintasa. La primera variedad tenía el gene del narciso y la fitoenodesaturasa de la bacteria Erwinia pseudonarcissus.La nueva variedad tiene la sintasa del maíz y contiene mas de 30mg de b-caroteno por g de arroz.
Funciona en diferentes fondos genéticos
No contiene marcadores de resistencia antibióticos
Resueltos los problemas de Propiedad Industrial
Eventos de transformación bien identificados
Uso exclusivo de promotores específicos de tejidos
Cantidad de b-caroteno
Las preguntas más importantes que se deben responder
1. ¿Es seguro consumir las proteínas nuevas que se producen (en
términos toxicológicos y alergénicos)? Considerando también los
patrones estimados de consumo con base en la edad, género,
demografía, estado de salud).
2. ¿Es seguro consumir los nuevos niveles (elevados) de carotenoides?
3. ¿Existieron cambios no deseados en la composición? (Los carotenoides
y otros componentes se derivan de geranil geranil difosfato)
4. ¿Existieron otros cambios no deseados en el fenotipo?
5. ¿Está biodisponible?
6. ¿Qué impacto tendrá a nivel nutricional en la población?
Inocuidad de proteínas: Arroz Dorado
Las nuevas proteínas
• La fitoeno sintetasa del
maíz tiene una historia de
uso seguro
• La caroteno desaturasa de
Erwinia no tiene una
historia del uso
• Estudios de inocuidad de
proteinas
Análisis de Bioinformatica
Goodman et al,
www.goldenrice.org
Pruebas de Digestibilidad
Análisis de “Modification
Post-translacionales”
La caroteno
desaturasa de
Erwinia
“Western
Blot”
118k Da -
92 -
52.2 -
35.7 -
52.2 -
35.7 -
28.9 -
20.8 -
La fitoeno
sintetasa de
maíz “Western
Blot”
Composicion nutricional del Arroz Dorado 2
• OECD documento del consenso sobre el arroz
• Análisis químico proximal
• proteínas, grasa, ceniza, carbohidratos, almidón, NDF, ADF, fibra cruda, lignina
– Aminoácidos
– Ácidos grasos
– Ca, P
• Arroz dorado 2 analitos específicos
– α- y β- caroteno
– Licopeno
– Xantofilas
– Vitamina A
¿ Es biodisponible el b-caroteno del Arroz Dorado?
Rob Russell de la Universidad de Tufts realizó estudios sobre el Arroz
Dorado original y determinó que en cinco personas saludables el β-caroteno
del Arroz Dorado se convierte en vitamina A a razón de 3:1 a 4:1 (es
típicamente 12:1)
Se están realizando estudios de eficacia nutricional con niños en China
(serán publicados en 2010)
Las preguntas que quedan no son sobre inocuidad
Estabilidad cuando se almacena y cocina
Aceptabilidad
Eficacia
Análisis Nutricional del
Arroz Dorado 2
• Se puede estimar el contenido de b-caroteno en base a la información de consumo arroz
• Si b-caroteno se convierte en vitamina A en 4:1, una sola porción de 100 g del arroz dorado 2 provee el RDA de vitamina A
• Contrario a lo que dice un grupo ambientalista, el arroz dorado original (primera generación) podría proporcionar la RDA de vitamina A
• Si se introduce el arroz dorado los estudios complementarios en estado de VAD deben ser realizados
¿Donde Está el Arroz Dorado Hoy?
• Pruebas en campo en varios sitios en La India y Las Filipinas
• Los estudios de eficacia se han terminado en China
• Los datos para la aprobación de la seguridad alimentaria del arroz dorado están siendo analizados
• IRRI y Philrice están planeando lanzar variedades de alto rendimiento en 2012
• India está planeando una introducción en 2012-2014
• China no ha anunciado los planes para el lanzamiento
Alto Riesgo
Dieta: escasez, suficiencia, sobre-nutrición
Enfermedades producidas por los
alimentos
Suplementos naturales no aprobados
Toxicantes naturales
Alergia alimentaria
Contaminantes no intencionales
Residuos de pesticidas y herbicidas
Ingredientes y aditivos aprobados
Alimentos OGM
Riesgos de la seguridad alimentaria
en perspectiva
Dietas deficientes, insuficientes… excesosEnfermedades producidas por los alimentos(infecciones) Suplementos: ¿quien los regula?Tóxicos naturalesAlergias alimentariasContaminantes no intencionalesResiduos de plaguicidasIngredientes no aprobadosOGMs
¿Para qué se necesitan plantas transgénicas?
Un asunto de política nacional para el campo
• Mejorar el rendimiento agrícola
• Reducir los insumos de energía y de agroquímicos
(plaguicidas)
• Diseñar o adaptar plantas a la producción de
sustancias de interés industrial: agroindustrias.
• Mejorar la calidad de los productos
• Adaptar los cultivos a condiciones agricolas
adversas (salinidad, temperatura, sequía, …)
Calentamiento global
Conclusiones
• Inocuidad depende de las características del producto –no del proceso de producción (caso por caso)
• Los cultivos OGMs y no-OGM presentan los mismos riesgos
• Existe una estrategia bien definida y métodos eficaces para la evaluación de la seguridad de OGMs
• Existe una larga historia de la experiencia con la suplementación de los alimentos
• Generalmente, esta carece de regulaciones
• Es difícil imaginarse qué daño se pudo hacer por el arroz dorado que sería peor que la VAD
