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CONACYTRoberto Alegría

JOSE ROBERTO ALEGRIA COTODepto. de Desarrollo Científico y

Tecnológico

[email protected] 29 de noviembre de 2002.

11 a.m.

(36) ALIMENTOS PROVENIENTES DE ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMGs) Y NUTRICIÓN HUMANA

(36) ALIMENTOS PROVENIENTES DE ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMGs) Y NUTRICIÓN HUMANA

Aula PrincipalFacultad de Ciencias de la Salud


OBJETIVOS:

• Presentar información actualizada con validez científica, en forma clara y comprensible.

• Contribuir a generar un ambiente propicio para la reflexión sobre el impacto de los alimentos provenientes de Organismos Modificados Genéticamente (OMGs) sobre la nutrición humana.

•Promover el espíritu crítico e identificar el potencial de la investigación biotecnológica en el mejoramiento de la nutrición humana.


IntroducciónIndicadores sobre OMG’s¿Riesgos potenciales a la salud?Organismos modificados genéticamente Plantas (primera generación) Plantas (segunda generación) Animales EnzimasReflexión final

CONTENIDO:


INTRODUCCIÓNBIOTECNOLOGÍA Y ALIMENTACIÓN MUNDIALLa población humana, se calcula para el 2025 en 8000 millones ¿podrá alimentarsele? El reto no es tanto en la producción de alimentos sino en que estos sean altamente nutritivos, fácilmente disponibles y del menor costo posible -relación entre producción y comercialización contra su impacto al medio ambiente o sus efectos en la salud-(Saucedo P., L.A. Huatulco 2001).


INTRODUCCIÓNSALUD Y NUTRICIÓN

El estado de nutrición de la madre afecta directamente la salud del producto y viceversa. La base de la salud de un adulto se gesta desde los primeros años de vida. Un niño con déficit alimentario se ve afectado en su peso corporal, estatura y en el desarrollo psico motor e intelectual.

Niños con deficiencia energético-protéica se benefician en su salud alimentándose con Soya. En el 2000 se cultivaron a nivel mundial 25.8 millones de hectáreas de Soya modificada por Biotecnología.

(Posada, B.S.M. Huatulco 2001).


ADN

célulacromosomas

gen

ADN

proteína

La molécula de la vida

• 30,000 genes codifican para 80,000 proteínas que realizan todas las funciones de la vida.

Trillones de células

Cada célula humanatiene:

• 46 cromosomas

• 2 m de ADN

• 3 mil millones de sub-unidades de ADN (bases: A, T, C, G)

Acido Desoxiribo Nucleico


genoma

Célula

cromosomas

genes los genes

contienen instrucciones para hacer proteínas ADN

proteínas

las proteínas actúan sólas o en complejos para realizar las funciones celulares

ADN ADN

ARN

PROTEÍNAS

BASES MOLECULARESDE LA VIDA


D. melanogaster13,000 genes

De 289 geneshumanos implicados enenfermedades,hay 177cercanamentesimilares a los genes deDrosophila.

Humanos30,000 genes

GENOMICA

Chimpancé30,000 genes

A. thaliana25,000 genes

Ratón30,000 genes

C. elegans19,000 genes

95% idéntico

70% idéntico

20% idéntico

60% idéntico

El genoma humano es 10 veces mas pequeño que el genoma de la salamandra Bolitoglossa subpalmata y 200 veces menor que el de la Ameba

Entre una persona y otra el ADN solo difiere en 0.2%


ESTRUCTURA DE UN GEN

Promotores

ExonesSitio de inicio de la Transcripción

Sitio de terminación

de la Transcripción

Realzadores

< 100 Kb

Los promotores pueden ser genéricos o tejido específico

La actividad del gen depende de los FACTORES de TRANSCRIPCIÓN (FT) que activan las ARN pol. Los FT son: los Factores de Transcripción General (se unen a secuencias promotoras genéricas) y los Activadoresde Transcripción (se unen a secuencias promotoras específicas).Los FT pueden encenderse o apagarse en respuesta al medio ambiente.

Intrones


1. Agrobacterium. Uso de la bacteriaComo "Ingeniero Genético". La bacteria conteniendo el inserto, infecta las células de la planta produciendo la recombinación genética.2. Acelerador de Partículas (Gene Gun). Un cañón artificial bombardea micropartículas con el inserto, sobre la célula.3. Electroporación. Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear. 4. Polietilenglicol. Exposición de las membranas al PEG, facilita el movimiento de las moléculas de ADN.5. Silicon Wiskers. Inyección con fibras microscópi-cas, que atraviesan las membranas con los insertos.

SISTEMAS DE TRANSFERENCIA GENÉTICA


INDICADORES: COMPARACIÓN ENTRE HIBRIDIZACIÓN CLÁSICA Y LA TRANSGÉNESIS

PUNTOS DE COMPARACIÓN

HIBRIDIZACIÓNCLÁSICA

TRANSGÉNESIS

Número de genestransferidos

Una docena de millares de genes para encontrar el gen de interés

Uno o varios genes de interés en una construcción genética

Elección de la característica a transmitir

Se limita a la compatibilidad sexual (confinada al interior de una especie)

En principio ilimitada (franquea la barrera de las especies)

Tiempo para estabilizar la nueva variedad

10 a 20 años o más

3-4 años

(Counseil de la science et de la technologie, 2002).


INDICADORES: LIBERACIONES U.S. OMGs (oct. 2002)Organismos regulados con al menos 10 liberaciones

Número de liberaciones APROBADAS bajo permiso y notificaciones

Número TOTAL de liberaciones APROBADAS bajo permiso y notificaciones

Organismos APROBADOS (categoría FENOTIPOS)

www.isb.vt.edu(Regulatory Information)

Maíz (3869)Papa (711)

Frijol de soya (616) Algodón (566) Tomate (518)

Trigo (249) Tabaco (207)

Colza (166)Alfalfa (145) Arroz (140)

Remolacha (134) Melón (132)

Hierba rastrera (114)Lechuga (114)

Álamo (66) Calabaza (60)

Fresa (40) Caña de azúcar (34)

Cebada (33)Uva (33)

Manzana (32) Girasol (32)

Chícharo (28)Pepino ( 25)

Maní (24)Grama azul de Kentucky (23)

Brassica oleracea (18)Pino (17)

Arabidopsis thaliana (16)

Papaya (16)Petunia (16)Ocozol (15)

Pseudomonas syringae (14)

Zanahoria (13)Pimienta (12)

Nogal (12)Pasto Bermuda (10)

VMT (10)Melón (10)

Tolerancia a herbicidas (2705)

Resistencia a insectos (2834)

Calidad del producto (1685)

Resistencia a virus (1187)

Propiedades agronómicas (664)

Resistencia a hongos (553)

Otros (444)

Gen marcador (376)

Resistencia a bacterias (98)

Resistencia a nemátodos(10)


27.8 millones

de ha 1998

$ 2.1-$ 2.3miles de millones 1999

En el año 2000 se cultivaron en el mundo 44,2 millones de ha de PRIMERA GENERACION de cultivos transgénicos.

ToleranciaherbicidasResistenciainsectosAmbos

NATURALEZA DE LA MODIFICACIÓN GENÉTICA


1699,744,2TOTAL

762,8Colza

11125,3Algodón

1623,310,3Maiz

3658,425,8Soya

% producc.

total plantas

% cultivos

transgén.

Sup. cult.

millones ha.

Plantas

transgénicas

74%

19%7%


INDICADORES: CULTIVOS TRANSGÉNICOS EN EL MUNDO EN MILLONES DE HECTAREAS, 1996 A 2000

1996 1997 1998 1999 2000

Soya 0,45 5,04 13,59 21,78 25,8

Maíz 0,30 2,61 9,11 11,28 10,3

Colza 0,11 1,42 2,43 3,46 2,8

Papa 0,01 0,01 0,03 0,04 <0.1

Algodón 0,73 1,43 2,46 3,92 5,3

Tabaco 1,0 1,0 1,0 1,0 n.d.

TOTAL 2,6 11,51

28,62

41,48

44.2(Counseil de la science et de la technologie, 2002).



PAÍS 1999 2000% de

Cambio

Estados Unidos

28,7 30,3 +5,6

Argentina 6,7 10,0 +49,3

Canada 4,0 3,0 -25,0

China 0,3 0,5 +66,7

Africa del Sur 0,1 0,2 +100

Australia 0,1 0,2 +100

Otros <0,1 <0,1 -

TOTAL 39,9 44,2 +10,8

INDICADORES: CULTIVOS TRANSGÉNICOS POR PAÍS EN MILLONES DE HECTAREAS, 1996 A 2000


Una sustancia se considera TÓXICA cuando ataca el funcionamiento del metabolismo: sistema respiratorio, digestivo, nervioso, inmune, reproductivo, etc. Los agentes tóxicos pueden provenir de diferentes fuentes de los alimentos. La evaluación de la toxicidad de un alimento habitualmente sigue cuatro pasos: 1. identificación del peligro, 2. caracterización de la evaluación de la relación dosis-efecto, 3. estimación de exposición, 4. estimación o cuantificación del riesgo. Hay que diferenciar la toxicidad aguda (envenenamiento) de la toxicidad crónica (cancerígena, por ejemplo)

RIESGOS POTENCIALES: ¿TOXICIDAD?



EL efecto de las sustancias cancerígenas depende de interacción entre DOSIS, SUSCEPTIBILIDAD, AMBIENTE.Aserrín de Madera, Acetona, Aldrín, Almidón, Ampicilina, Anilina, Brea, Bromuro de Etilo, Café (vegija urinaria), Cafeína, Cloranfenicol, Cloro, Dióxido de Azufre, Formaldehido, Fabricación de Papel y Pulpa, Fabricación de Objetos de Piel, Gases de Combustión (gasolina), Gases de Escape de Motor Diesel, Gasolina Natural, Grasas Lubricantes, Isopropanol, Lámparas y Camas Solares (uso), Lana de Vidrio, Lindano, Malatión, Mate, Naftalina, Negro de Humo, OXÍGENO, Oxido Nitroso, Paracetamol (acetaminofen), (Procesos de Imprenta (exposición laboral), Radiación Solar y UV, Rotenona, Sacarosa, Sulfitos, Sulfuro de Etileno, Tricloroetileno, Trietilamina, Vidrio Artístico/Envases de Vidrio/Vajilla (fabricación de), Virus de Hepatitis B y C (infección).

RIESGOS POTENCIALES: ¿SUSTANCIAS CANCERÍGENAS?

(Real Decreto

363/1995)


Respuestas anormales del sistema inmunitario a determinados componentes de los alimentos. Hay reacciones de hipersensibilidad inmediata (rhi) y reacciones de efecto retardado (rer), ejemplo, enfermedad Celíaca (enteropatía sensible al gluten). En las rhi intervienen las inmunoglobulinas E (IgE). Individuos predispuestos a sufrir alergias producen IgE específicos que reconocen determinados antígenos o alergenos. El 90% de las alergias mediadas por IgE se atribuyen a un grupo de ocho alimentos: leche de vaca, huevo, pescado, soya, crustáceos, cacahuetes (mani), nueces de árboles y trigo (en más de 170 alimentos).

RIESGOS POTENCIALES: ¿ALERGIAS ALIMENTARIAS?

(FAO, 1999).


El éxito de las pruebas clásicas de evaluación de la toxicidad y alergenicidad de los alimentos depende de la capacidad de identificar las sustancias de riesgo. El riesgo puede prevenir de efectos imprevistos por la transgénesis debidos a Pleiotropismo (se refiere a los multiples efectos de un gen en diferentes tejidos u órganos). Efectos pleiotrópicos pueden ser causados por: inserción aleatoria del gen, la inserción puede provocar modificaciones en los nucleótidos adyacentes al gen insertado; promotor del transgen activando o desactivando otros genes; procesos post-traducción(glicosilando, acetilando, metilando) cambiando propiedades de la proteína.

RIESGOS POTENCIALES: ¿EFECTOS PLEIOTRÓPICOS?



La casi totalidad (99%) de las plantas genéticamente modificadas cultivadas en el mundo son de cuatro especies: soya, maiz, algodón y colza (canola); son de Primera Generación, y fueron modificadas por motivos agronómicos, principalmente por su TOLERANCIA A HERBICIDAS y RESISTENCIA A PLAGAS DE INSECTOS. Las cuatro especies se comenzaron a cultivar de forma intensiva a mediados del 90 en algunos países del mundo.

MODIFICACIONES GENETICAS EN VEGETALES (Primera Generación)


OMG’s


•LoSat (Pioneer, 1997) aceite de cocina premium (más sano) con la mitad del nivel de grasas saturadas del aceite típico de Soya. •Bajo en ácido Linolénico (Pioneer, 1997) aceite de cocina premium y para la industria de la mayonesa (mas resistente a la oxidación y tiempo de degradación).•Mas ácido Oleico 85% (DuPont, 1997) aceite de cocina resistente a la temperatura, alto valor como aceite pulverizado, mayor vida de estante para nueces fritas en el, grasa mas resistente al calor, mayor valor de la proteína de la Soya (estabilidad de emulsión mayor).•Bajo en estachiosa -alto en sucrosa- (DuPont, 1998) alimentos de Soya mas dulces al paladar, contaminación reducida (menos sólidos) y harina de soya con mas energía como alimento animal.

MODIFICACIONES GENETICAS EN

VEGETALES (Segunda Generación)

(Raasch, C. Huatulco 2001).

OGM’s


ARROZ con tres genes de enzimas de maíz: Fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC), Piruvato ortofosfato dikinasa (PPDK), y NADP enzima malica (ME) que codifican la vía fotosintética C4 se aumentó la producción de arroz. Estudios de campo preliminares en China y en Corea mostraron respectivamente incrementos de granos de 10-30% y de 30-35% de plantas transgénicas con PEPC y PPDK (ISB, 2000 may).

APLICACIONES AGRONÓMICAS2a. GENERACIÓN DE TRANSGÉNICOS

OMG’s


PAPA con la vacuna que previene la insulina dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más poderosa que la actual vacuna. PAPA con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina del Vibrio cholerae causante del cólera). FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de Herpes simplex (HSV). TABACO con anticuerpos que previenen la caries dental producida por Streptococcus mutans.

APLICACIONES MÉDICAS 2a. GENERACIÓN DE TRANSGÉNICOSOMG’s


ARROZ DORADO con beta caroteno de genes de narciso y de Erwinia uredovora, pigmentos que se transfor-man en pro-vitamina A al ser ingeridos. Hay 70 patentes implicadas en la consecución del arroz dorado; acuerdo con la industria reducen a 12 las patentes esenciales y se limita su cultivo gratuito a las explotaciones agrícolas que no superen los 10.000 dólares de beneficios anuales (Gebelli,2001).

ARROZ fortificado con un gen de la ferritina del frijol de soya. ARROZ con aa esenciales.

ALIMENTOS NUTRACEÚTICOS2a. GENERACIÓN DE TRANSGÉNICOS

12 febrero 2002


ANIMALES

Cerdo transgénico para el precursor dela hormona de crecimiento proteasa resistente (GHRH). Por técnicas de mutagénesis sitio dirigida y terapia electrogénica, se introdujo en músculo de cerdo Los efectos de una inyección de 10 mg de dósis del plásmido, en cerdos de tres semanas de edad, se mantuvo sobre 60 días con un 42% mayor que los controles a los 62 días (42 kg contra 29 kg). (ISB, 2000 mar).

Salmón transgénico para hormona de crecimiento. Producido por AF Protein Inc. Cuenta con el promotor de la proteína de anticongelamiento de otra especie de pez. Crece de 4 a 6 veces más rápido que un salmón no transgénico. Tiene un 20% en mejoramiento de la eficiencia de conversión del alimento (ISB, 2001, oct; Netlink, 2000).

OMG’s


ENZIMAS

Enzimas producidas por Biotecnología mediante el ADN recombinante se usan como aditivos en dietas de aves, para digerir carbohidratos complejos como las beta-glucanasas, alfa-amilasas, maltasas, oligo 1-6 glucosidasas, xilanasas, sacarasas; lipasas; proteasas y fitasas (para la utilización del fósforo).En México, tienen un gran impacto en la producción avícola proporcionando 3/5 de carne de aves para el consumo de proteína animal. Se considera que el mercado mundial de enzimas como aditivos en los alimentos crecerá del valor actual de US $ 60 millones al doble para el 2005.

(Avila G., E. Huatulco 2001).

OMG’s


El Informe de BIOSEGURIDAD de la Unión Europea (UE) no encontró “ningún riesgo para la salud humana o el medio ambiente más allá de las habituales incertidumbres de la producción de plantas convencionales”. Resume 81 proyectos de investigación financiados por la UE durante los últimos 15 años a un costo de US $ 64 millones sobre cultivos de Organismos Modificados Genéticamente (OMG’s) y productos fabricados a partir de ellos. No han aparecido efectos ambientales no previstos, pero aún si los hubiera, “ellos serán rápidamente detectados por los sistemas de control existentes”. La UE prevé levantar Moratoria a fines del 2002.

INFORME DE LA UE(EUR 19884 - © European Communities, 2001).

(Counseil de la S. et de la T., 2002).

OMG’s


El AlgodónBt creciendo en China ha reducido el

uso de pesticidas, incrementado la eficiencia de la

producción y ha mejorado la salud del

agricultor (Science,295, 674 (2002).

CHINA ENCABEZA LA REVOLUCIÓN DE OMGs La investigación en cultivos de plantas genéticamente modificadas para alimentación, está detenida en muchas partes del mundo.

En China las políticas estánpromoviendo el aumento de capacidad de la Biotecnología Vegetal. Los investigadores trabajan con más de 50 especies de plantas, que incluyen (arroz, trigo, papas y mani) y con más de 150 genes funcionales.


REFLEXIÓN FINAL BIOTECNOLOGÍA PARA TODOSSiendo la Biotecnología una herramienta tan poderosa, la sociedad debe participar en la definición de las estrategias que definirán su futuro, es clave generar los mecanismos para que esta disponga de la información necesaria para una participación activa y racional, teniendo en cuenta que "no existe seguridad absoluta para ningún alimento", ya que se sabe poco del efecto a largo plazo de la mayor parte de los alimentos, incluso las variedades genéticas convencionales (López M., A. Huatulco, 2001).

Es fundamental adoptar estrategias transparentes para la evaluación de los riesgos que den respuesta a las genuinas preocupaciones dentro de la población y desarrollar estrategias formativas e informativas para evitar el daño que causa el uso subjetivo y poco ético que en muchos casos se da a la información.

(López M., A. Huatulco, 2001).


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