Ce sunt organismele modificate genetic?
În ultimii ani, descoperirile din domenii precum genetica şi biologia moleculară au permis apariția unor metode de manipulare şi modificare directă şi controlată a moleculelor de ADN ce alcătuiesc materialului genetic al unui organism. Aceste metode au fost denumite general tehnici de inginerie genetică şi, prin intermediul lor, putem astăzi, cu o surprinzătoare ușurință şi precizie, să izolăm o genă ce este responsabilă de o însuşire de interes de la un organism şi să o transferăm în mod direct într-un alt organism complet diferit de primul. Un exemplu clasic în această direcţie este transferul în porumb a genei cry1Ab din bacteria Bacillus thuringiensis ce codifică proteina Bt – un foarte eficient insecticid natural. Plantele de porumb obţinute produc în frunze insecticidul amintit şi sunt mai rezistente la atacul diverselor insecte dăunătoare. Pentru cultivarea lor nu sunt necesare aplicarea de insecticide chimice, fiind astfel mult ”prietenoase” cu mediul. Plantele de porumb ce conţin gena bacteriană cry1Ab aparţin soiului MON 810 comercializat de compania Monsato sunt un exemplu de organisme modificate genetic (OMG) cunoscut şi utilizat la nivel global.
Organismele modificate genetic, denumite frecvent şi organisme transgenice sunt așadar acele organisme (microorganisme, plante sau animale) al căror material genetic a fost alterat prin manipularea directă a ADN-ului propriu utilizând tehnici de inginerie genetică.
Chiar sunt organismele modificate genetic o invenţie a epocii moderne?
Fără îndoială că noţiunea de organism modificat genetic, în sens strict, este asociată epocii moderne şi elucidării structurii şi funcţiei materialului genetic. Însă, încă de la începuturile apariţiei agriculturii şi creşterii animalelor ca îndeletniciri ale oamenilor, aceştia au modificat caracteristicile plantelor şi animalelor în scopul obținerii unor soiuri sau rase cu însușiri valoroase din punct de vedere economic și estetic. Aceasta s-a realizat prin selecție artificială şi a avut ca rezultat apariția unui număr variat de organisme, incluzând plante pe care le considerăm ”comune” precum porumbul, dar şi rase ”monstruoase” precum pisica fără blană (rasa Sphynx).
 |
 |
| Porumbul (jo) şi specia de Zea mays din care a fost obţinut prin selecţie artificială (sus) (John Doebley – http://teosinte.wisc.edu/images.html) | Un rezultat spectaculos al selecţiei artificiale: rasa de feline Sphynx |
Selecţia artificială, prin care omul alege indivizii cu însuşiri utile şi controlează modul în care aceştia se reproduc şi generează urmaşi este un proces lent ce se bazează pe la variaţiile ce apar în mod natural. Sunt rasele obţinute prin selecţie artificială organisme modificate genetic? Cu siguranţă nu, în principal deoarece au fost create prin manipularea indirectă a genomului organismelor şi nu prin inginerie genetică. Ceea ce demonstrează însă procesul de selecţie artificială este că omul modifică genomul organismelor (plante şi animale) de mii de ani şi utilizează aceste organisme modificate de cel puțin tot atât timp.
Studii recente realizate pe cartoful dulce – o plantă cultivată şi consumată intens în America, Africa şi Asia, au demonstrat un lucru şocant: planta conţine în mod natural în materialul său genetic câteva gene funcţionale provenite de la bacterii din genul Agrobacterium. Nu numai atât, dar aceleași bacterii ale genului Agrobacterium stau astăzi la baza tehnicilor de inginerie genetică utilizate de către cercetători pentru modificarea plantelor. Este aşadar cartoful dulce o plantă modificată genetic? După toate aparențele da – material său genetic a fost alterat prin manipularea directă a ADN-ului utilizând tehnici de inginerie genetică, dar nu de către om ci de către natură cu mai bine de 8000 de ani în urmă! De tot atâta timp cartoful dulce este consumat însă intens de către oameni fără reacții adverse cunoscute.
Utilizările curente ale organismelor modificate genetic
Primele organisme modificate genetic create de om au apărut în anii 70 şi au fost motivate de interese strict ştiinţifice. În scurt timp însă cercetătorii au realizat potențialul ingineriei genetice de a rezolva o serie de probleme majore ale omenirii legate de necesarul de medicamente, de hrana şi energie. Numeroase OMG-uri și-au găsit deja importante aplicaţii practice şi sunt utilizate în mod curent. Printre primele organisme modificate cu utilizare pe scară largă au fost bacteriile producătoare de insulină, hormon uman necesar tratării diabetului. Plantele de cultură sunt unul dintre cele mai frecvente exemple de organisme modificate genetic. Prin inginerie genetică s-au obținut soiuri de plante ce au o productivitate mai bună, au o mai bună rezistență la dăunători şi necesită mai puţine pesticide, plante ce produc medicamente sau hormoni umani. ”Orezul auriu” (Golden Rice) spre exemplu, este o varietate de orez modificată prin inginerie genetică pentru a produce pro-vitamina A şi creată special pentru a fi cultivată şi consumată în zonele asiatice în care carenţa acestei vitamine generează o mortalitată crescută în rândul copiilor. Şi animalele au fost modificate prin inginerie genetică pentru a fi mai rezistente la boli sau pentru a crește mai mari. Primul animal de companie transgenic este peștele zebră GloFish ce se comercializează încă din 2003 în Statele Unite ale Americii şi în genomul căruia a fost inserată o genă din meduză ce il face fosforescent.
 |
 |
| Orezul obișnuit şi ”Orezul auriu” transgenic – sursă de vitamina A | Primul animal de companie transgenic – peştele zebră (Danio rerio) fluorescent (www.glofish.com) |
Aplicații potențiale ale organismelor modificate genetic
Organismele modificate genetic îşi pot arăta utilitatea pe viitor în domenii extrem de variate. Astfel, unele microorganisme sunt considerate ca o potenţială alternativă ”curată” şi ”verde” de producere a combustibililor. Plantele ar putea fi modificate pentru a produce vaccinuri în fructe sau frunze. Se fac astfel eforturi pentru producerea unor soiuri de salată care să conţină vaccinuri pentru virusul hepatitei B (HBV) eliminând astfel necesitatea realizării de campanii costisitoare de vaccinare. În fond, oricine ar prefera să mănânce o salată care să ţină locul unei injecţii, nu? Animalele modificate ar putea fi folosite pentru a obține țesuturi sau organe umane, atât de necesare pentru realizarea transplanturilor salvatoare de vieţi.
Riscuri şi controverse asociate cu organismele modificate genetic
Modificările genetice ale bacteriilor, plantelor sau animalelor, chiar dacă făcute spre a ne ajuta, au dat naştere la reacții variate şi contradictorii din partea opiniei publice. În SUA sau Asia spre exemplu, plante transgenice precum porumbul MON 810 sunt intens cultivate pe suprafeţe extinse, în timp ce în Europa acestea sunt complet interzise datorită îngrijorării europenilor privind potenţialul impact asupra sănătăţii omului a asupra mediului înconjurător. În spatele miturilor şi legendelor asociate cu OMG, care sunt aşadar realele pericolele ale utilizării lor ?
O primă problemă este posibilitatea ca genele ce induc rezistenţa la pesticide, ierbicide sau antibiotice să fie transferate prin mecanisme naturale din OMG către specii înrudite şi nu numai. Deşi riscul unui asemenea fenomen este considerat mic, deoarece procesul natural de transfer de gene între specii diferite este extrem de lent, idea că buruieni super-rezistente la pesticide ar putea apărea spontan şi incontrolabil este una deloc îmbucurătoare. În fond omenirea duce deja o luptă pe care nu o va câștiga curând cu rezistenta bacteriilor la antibiotice. Un al doilea front deschis nu este de dorit. Asemenea buruieni super-rezistene ar necesita inventarea unor noi pesticide si nu numai că ar pune în pericol sănătatea umană, dar ar putea cauza dezechilibre ecologice majore.
Alterările ce se induc materialului genetic în scopul obținerii OMG sunt raţionale şi foarte bine fundamente din punct de vedere ştiinţific. Impactul pe care aceste alterări le au asupra metabolismului, asupra creşterii şi dezvoltării sau asupra relaţiilor ce stabilesc între organisme nu poate fi însă totdeauna caracterizat complet. Oricât de atenţi şi bine intenţionanţi ar fi savanţii, există întotdeauna posibilitatea ca ceva să le scape şi acel ceva să aibă un efect negativ semnificativ asupra sănătății umane sau asupra mediului. Este de astfel recunoscută controversa porumbului care exprimă insecticidul Bt şi care, în condiţii de laborator, afectează dezvoltarea larvei fluturelui monarh. Nu din cauză că fluturele mănâncă porumb, ci deoarece acesta consumă plante pe care se poate afla polen ce conţine insecticidul Bt provenit de la porumbul transgenic. Dacă acest studiu de laborator se aplică în natură este greu de demonstrat. Numeroşi cercetători susţin că acea cantitate de polen la care apar efectele negative în laborator nu se poate atinge realistic în natură.
Utilizarea OMG-urilor în agricultură poate genera o altă problemă legată de controlul reproducerii soiurilor modificate genetic. Este dificil de controlat modul cum polenul sau seminţele sunt împrăştiate de vânt şi animale. Dacă soiurile transgenice ”scapă” de pe loturile dedicate, ele vor intra în competiţie cu soiurile sălbatice şi, deoarece au un avantaj faţă de acestea (sunt mai rezistente la atacul insectelor de exemplu), vor deveni predominante şi le vor înlocui. Acest lucru are potențialul de a afecta puternic biodiversitatea şi relaţiile trofice din cadrul ecosistemelor.
Implicaţii economice, filsofice şi religioase ale utilizării OMG
O altă temere a opiniei publice este poziţia companiilor private în legătură cu drepturile de proprietate ale OMG și de costurile la care acestea le vor pune la dispoziţia utilizatorilor. Crearea de plante modificate genetic care să fie rezistente la atacul insectelor, dar care să nu producă seminţe viabile poate fi interpretată în două maniere distincte. Pe de o parte aceste plante nu se vor putea înmulţi necontrolat, diminuând astfel probabilitatea de a fi scăpate de sub control. Ceea ce este bine. Pe de altă parte, cultivatorii vor deveni dependenţi de compania producătoare de seminţe şi vor fi obligaţi să le achiziţioneze la preţul dictat de aceasta. Ceea ce nu este tocmai fair-play.
Reticenţa cu care sunt privite OMG-urile poate fi legată şi de dreptul discutabil al omenirii de a se ”juca” de-a Dumnezeu şi de transfera gene de la plante la animale sau viceversa. În special când vorbim despre hrană provenită din organisme modificate genetic implicaţiile religioase sunt extrem de spinoase. În fond, dacă un vegetarian consuma salată ce exprimă proteine din porc, ce consuma el: hrană vegetală sau animală?
Bibliografie:
Phillips, T. (2008) Genetically modified organisms (GMOs): Transgenic crops and recombinant DNA technology. Nature Education 1(1):213
Tina Kyndt et al., The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop PNAS 2015 112 (18) 5844-5849
EU changes rules on GM crop cultivation – http://www.bbc.com/news/world-europe-30794256