Impacto de los Alimentos transgénicos en la Salud Humana:transgénicos en la Salud Humana:

Una Incertidumbre Inaceptable

Dr. Sebastián López B.

Temario

• Generalidades de genética• Modificación genética• Estudios de seguridad alimentaria• Estudios de seguridad alimentaria• Bibliografía

Genética

• Proviene del griego γένος (gen) que significa “descendencia”

• Campo de la biología que estudia la herencia • Campo de la biología que estudia la herencia biológica

Herencia biológica

• El proceso por el cual la descendencia de una célula u organismo adquiere o está predispuesta a adquirir, las predispuesta a adquirir, las características de sus progenitores

Características (Fenotipo)

• Rasgos observables de un organismo:▫ Forma▫ Desarrollo▫ Desarrollo▫ Propiedades bioquímicas▫ Fisiología ▫ Comportamiento

• Resultado de la interacción entre la información genética y el ambiente

• Genoma: definición obsoleta

Información genética (Genotipo)

• Genoma: definición obsoleta• Se localiza en el ADN

ADN

• Ácido desoxirribonucleico• Doble cadena de nucleótidos conectados en serie• Cadenas conectadas entre si mediante • Cadenas conectadas entre si mediante

nucleótidos complementarios

Nucleótidos

• 4 Tipos en el ADN

▫ Adenina – Timina▫ Adenina – Timina

▫ Guanina – Citosina

ADN• Se divide en segmentos llamados cromosomas• Cromosoma bacteriano circular y simple• En organismos sexuados son pares: paterno y • En organismos sexuados son pares: paterno y

materno (2 copias gen)

Gen• Secuencia particular de nucleótidos• Poseen un lugar determinado dentro

de los cromosomas (locus)• Existen genes codificantes y

no codificantes1

Gen: ARN

• Ácido ribonucleico• Cadena simple de nucleótidos• Permiten que la célula acceda• Permiten que la célula acceda

a la información del ADN• 2 Tipos

▫ ARN mensajero (codificante)

▫ ARN no codificantes (Gen ARN)

Regula / intermedia la expresión genica

Genes codificantes

• ARN codificante

Gen: Corte y empalme (Splicing)

• Exon: se mantienen y traducen a proteínas• Intron: región del gen eliminada

Gen: Splicing alternativo

Tipos de splicing alternativo

• Selección de promotores alternativos: dominio N-terminal alternativo. Juego de exones diferentes.de exones diferentes.

• Selección de sitios de poliadenilaciónalternativos: dominio C-terminalalternativo. Juego de exones diferentes.

• Retención de intrones: puede dar lugar a un codón de parada o cambiar la pauta de lectura.

• Splicing de exones

Gen: Secuencias relacionadas

• Secuencias de ADN con funciones reguladoras• Ubicadas en la vecindad o lejanas a un gen

• Promotor / P. alternativos• Amplificadores

Unidad funcionalgenética

Promotor alternativo Promotor Gen

Amplificador

Gen: Familias genéticas• Comparten secuencias y/o funciones• Desarrollo, segmentación, timing• Interacción intra e interfamilias

Gen: Estructura del genoma

• 75% ADN extra genético*• 25% Genes y secuencias relacionadas• ADN codificante 1.5% (exones)• ADN codificante 1.5% (exones)• 29.000 en humanos/ 50.000 plantas• N° y variabilidad de características es función de

la modulación de genes mas que de su cantidad**

Gen (Modulación)

• Factores claves

▫ Genes no codificantes▫ Genes no codificantes▫ Secuencias relacionadas a genes▫ Interacción intra e interfamilias genéticas▫ ADN extra genético▫ Maquinaria celular específica (co-evolución)▫ Ambiente

Maquinaria celular

El genoma no son datos sueltos…

Es un código biológico complejo y delicado interpretado por una maquinaria celular específica en maquinaria celular específica en

interacción con su ambiente gracias a la información y organización de sus

información genética

Protección del genoma

• Dificultad o imposibilidad de cruza entre especies cercanas

• Barreras celulares para el ingreso de ADN libre• Barreras celulares para el ingreso de ADN libre• Defensas celulares contra parásitos genéticos

Técnicas de modificación genética

• Gran variedad de ellas• Posibilitan traspasar genes

entre especies alejadasentre especies alejadas• Aportan características de

interés comercial• Se sustentan en conceptos

obsoletos de genoma

Toxina Bt

Bacillus thuringiensis

Técnicas de modificación genética

• Las 2 mas utilizadas son:▫ Agrobacterium tumefaciens▫ Biobalística▫ Biobalística

• Todas introducen genes en ubicaciones y cantidades aleatorias

Agrobacterium tumefaciens

• Bacteria productora de tumores en plantas• Parasito genético• Se alimenta de los tumores• Se alimenta de los tumores• Utiliza plásmidos-Ti para infectar*• El lugar y numero de copias no importa

mientras se logre producir el tumor**

Borde Borde derechoderecho

Promotor

Gen AuxinasGenes vir

Catabolismo Opinas

Plásmido Ti Natural

T-ADN

Promotor

Gen Citoquinas

Borde Borde izquierdoizquierdo

Ori A. tumefaciens

bbp

gg

po

g

c

pgbb

o

Agrobacterium tumefaciens

• Mediante manipulación genética se le insertan constructos genéticos

• En ciertos casos se aumenta su virulencia• En ciertos casos se aumenta su virulenciapara afectar mas huéspedes

Constructo genético

“Unidad funcional de genes “Unidad funcional de genes diseñada para ser transferida y

expresada en una célula o tejido”

Borde Borde derechoderecho

Promotor

Gen AuxinasGenes vir

Catabolismo Opinas

Plásmido Ti Natural

T-ADN

Promotor

Gen Citoquinas

Borde Borde izquierdoizquierdo

Ori A. tumefaciens

Borde derecho

Promotor VMCPromotor VMC

Gen de interésOri E. Coli

Marcador resistencia

ATB bacteriano

Plásmido Ti

CONSTRUCTO G

ENETIC

O

Promotor Promotor MarcadorMarcador

Marcador resistencia

ATBBorde

izquierdo

Ori A. tumefaciens

Genes vir

Plásmido Ti Recombinante

CONSTRUCTO G

ENETIC

O

Biobalística

• Se bañan partículas • Se bañan partículas de oro con un constructo genético especial

• Se disparan sobre células vegetales• Útil en una gran variedad de organismos• Baja tasa de éxito• Cobran especial relevancia los genes marcadores

Genes Marcadores

• Permiten identificar células modificadas• Los + utilizados son genes de resistencia a ATB

Amoxicilina

B PG

PV

OM

Evento de Transformación

Genética

PM

BO

V

?¿

Evento de Transformación Genética

• Únicos• Difieren en:

▫ Genes y secuencias reguladoras▫ Genes y secuencias reguladoras▫ Sitios de inserción▫ Número de copias del inserto▫ Patrones y niveles de expresión de las proteínas de

interés, etc• Se lanzan al mercado los que presentan mejor

desempeño productivo*

Problemas asociados a la técnica

• Un gen huesped importante puede ser mutado directamente

• Los promotores transgénicos pueden interferir • Los promotores transgénicos pueden interferir en el splicing de genes del huésped

• Lo genes de interés podrían codificarse de forma distinta a lo deseado

• Los constructos genéticos contienen una combinación impredecible de genes

Alteración de proteínas

• Efecto tóxico de proteínas insertadas• Aparición de proteínas toxicas o alergénicas• Aumento de expresión de proteínas • Aumento de expresión de proteínas

potencialmente tóxicas o alergénicas• Coadyuvancia en efecto alergénico

Alergenicidad

• Es fácil de determinar en alérgenos conocidos• Muy complejo en AMG por comportamiento • Muy complejo en AMG por comportamiento

impredecible de constructos genéticos• No existen modelos animales adecuados• AMG necesitan protocolos complejos con

pruebas innovadoras

ADN libre

• No se degrada completamente en intestino• Se requiere cocción previa para destruirlo• Se requiere cocción previa para destruirlo• Muchos genes AMG no son parte de la cadena

alimenticia humana• Puede producir alergias o gatillar Enf.

autoinmunes o entregar resistencia ATB en flora intestinal

Resistencia a ATB

• Animales se alimentan con AMG crudos• Existen consumo de AMG crudos en humanos• Podría traspasar resistencia ATB a bacterias de • Podría traspasar resistencia ATB a bacterias de

la flora intestinal

Legislación Norteamericana

• Diferencia entre aditivos alimentarios y sustancias “generalmente conocidas como seguras” (GRAS)seguras” (GRAS)

• Con los aditivos prima el principio de precaución*

• Dentro de los GRAS caben los vegetales obtenidos por cruzamiento dirigido

Food and Drugs Administration (FDA)

• A comienzos de los 90 se genero una polémica en su interior:▫ Un sector de científicos solicito realizar pruebas ▫ Un sector de científicos solicito realizar pruebas

especiales por riesgos impredecibles▫ El dictamen oficial reconoce que los genes son en

principio aditivos pero señala que se deben regir por la legislación GRAS

▫ Para esto se esgrimió un concepto inédito llamado “Equivalencia Sustancial”

Equivalencia sustancial

• Concepto “científico” concebido sin antecedentes científicos*

• Se considera un AMG como GRAS si demuestra • Se considera un AMG como GRAS si demuestra equivalencia composicional y nutricional

• Solo se aplican pruebas toxicológicas si existe diferencia

• No esta protocolizado que compuestos deben estudiarse ni como cultivar**

• Libera del principio precautorio

Caso Tomates FLAVR SAVR

• Primer alimento transgénico autorizado• Variedad que contiene un gen “espejo” que anula

un gen relacionado con la maduraciónun gen relacionado con la maduración• Primer y último estudio de seguridad de un

alimento transgénico presentado a la FDA

Caso Tomates FLAVR SAVR

• Evaluó E. sustancial, toxicidad aguda y a 28 días• Realizado en ratas• Realizado en ratas• La FDA sostuvo que cumplió tan bien que no se

requieren mas estudios para AMG• No fue publicado en una revista científica*• Sus datos solo fueron obtenidos tras un juicio• Nunca se ha realizado un estudio similar en

humanos

Tomates FLAVR SAVR: problemas metodológicos

▫ Rango de peso muy amplio en grupos de ratas *▫ No se examino ID ni IG▫ Panel toxicológico reducido▫ Panel toxicológico reducido▫ Bajo numero de ratas estudiadas en toxicidad

aguda

Tomates FLAVR SAVR: resultados

▫ Las ratas AMG son las que crecieron menos▫ Necrosis gástrica en 4(7) ratas hembra * ▫ Atribuidas a estrés, autocurables* * ▫ Atribuidas a estrés, autocurables* * ▫ 7 ratas murieron sin causa identificada

Caso Papas GNA

• Gen de lectina de la campanilla de invierno• Le otorga resistencia a insectos• Lectina ampliamente estudiada, inofensiva en • Lectina ampliamente estudiada, inofensiva en

mamíferos• Realizado en un prestigioso instituto de GB

Caso Papas GNA: diseño metodológico

• 10 días• Ratas jóvenes de rápido crecimiento• Diferencia de peso inicial mínima (1g)• Diferencia de peso inicial mínima (1g)• Muestras y peso de todo el tubo digestivo• Papas MG y controles crudas y cocidas• Papas control c/ y s/ suplementación de lectina

transgénica

Caso Papas GNA: Hallazgos

• Papas suplementadas con lectina transgénica producen proliferación mucosa gástrica

• Papas MG producen mayor proliferación • Papas MG producen mayor proliferación mucosa gástrica e hiperplasia ID más infiltración de Linfocitos-T

EFECTOS DEL CONSTRUCTO GENETICO

Otros estudios toxicológicos

• Escasos• La mayoría financiados por la biotecnología• La mayoría por periodos muy cortos• La mayoría por periodos muy cortos• La mayoría concluye inocuidad de AMG• Al ser analizados críticamente presentan

variados y repetitivos errores metodológicos

Otros estudios toxicológicos

• No especifican origen ni condiciones de cultivo• No especifican si alimento esta crudo o cocido• Algunos estudian ratas adultas• Algunos estudian ratas adultas• Evalúan toxicidad de proteína aislada• Evalúan proteínas sintetizada por bacterias• Pruebas in vitro de degradación gástrica• Interpretan antojadizamente los datos• No se pesan órganos relevantes• No se realiza histologia; inmunohistologia

No existe hasta la fecha ningún estudio toxicológico de AMG en

humanos.Al estar prohibida la etiquetación Al estar prohibida la etiquetación se impide el derecho a ejercer el

principio precautorio.Los conejillos de indias somos

tod@s

Bibliografia

• Kaczewer, Jorge. Riesgos transgénicos para la Salud Humana

• Domingo, Jose (2007). Toxicity Studies of geneticallyModified Plants: A Review of the Published Literature. Modified Plants: A Review of the Published Literature. Critical Reviewsa in Food Sciencie and Nutrition 47:721-733

• Puzstai, A., Bardocz, S., Ewen, S.W.B (2003). Cap 16 Genetically Modified Foods: Potential Human HealthEffects. CAB International. Food Safety: Contaminantsand Toxins (ed J.P.F. D’Mello)

• Carranza, Diana. Transformación de células vegetales obtención de plantas transgénicas

• www.psrast.org