JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO

Presentación del tema: "JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO"— Transcripción de la presentación:

1 (36) ALIMENTOS PROVENIENTES DE ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMGs) Y NUTRICIÓN HUMANA
JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO Depto. de Desarrollo Científico y Tecnológico Aula Principal Facultad de Ciencias de la Salud Viernes 29 de noviembre de 2002. 11 a.m. CONACYT Roberto Alegría

2 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. CONACYT Roberto Alegría

3 CONTENIDO: Introducción Indicadores sobre OMG’s
¿Riesgos potenciales a la salud? Organismos modificados genéticamente Plantas (primera generación) Plantas (segunda generación) Animales Enzimas Reflexión final CONACYT Roberto Alegría

4 INTRODUCCIÓN La población humana, se calcula
BIOTECNOLOGÍA Y ALIMENTACIÓN MUNDIAL La 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- CONACYT Roberto Alegría (Saucedo P., L.A. Huatulco 2001).

5 El estado de nutrición de la madre afecta directamente la salud del
INTRODUCCIÓN SALUD 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. CONACYT Roberto Alegría (Posada, B.S.M. Huatulco 2001).

6 ADN Acido Desoxiribo Nucleico La molécula de la vida célula
cromosomas gen 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 humana tiene: 46 cromosomas 2 m de ADN 3 mil millones de sub-unidades de ADN (bases: A, T, C, G) Acido Desoxiribo Nucleico CONACYT Roberto Alegría

7 BASES MOLECULARES DE LA VIDA ADN ADN ARN PROTEÍNAS genoma Célula
cromosomas genes los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN las proteínas actúan sólas o en complejos para realizar las funciones celulares ADN ADN ARN PROTEÍNAS CONACYT Roberto Alegría

8 Humanos 30,000 genes GENOMICA Chimpancé A. thaliana 25,000 Ratón C. elegans 19,000 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% De 289 genes humanos implicados en enfermedades, hay 177 cercanamente similares a los genes de Drosophila. D. melanogaster 13,000 genes CONACYT Roberto Alegría

9 ESTRUCTURA DE UN GEN < 100 Kb Promotores Exones Sitio 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 Activadores de Transcripción (se unen a secuencias promotoras específicas). Los FT pueden encenderse o apagarse en respuesta al medio ambiente. Intrones CONACYT Roberto Alegría

10 TRANSFERENCIA GENÉTICA
SISTEMAS DE TRANSFERENCIA GENÉTICA 1. Agrobacterium. Uso de la bacteria Como "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. CONACYT Roberto Alegría

11 INDICADORES: COMPARACIÓN ENTRE HIBRIDIZACIÓN CLÁSICA Y LA TRANSGÉNESIS
PUNTOS DE COMPARACIÓN HIBRIDIZACIÓN CLÁSICA TRANSGÉNESIS Número de genes transferidos 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 CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

12 INDICADORES: LIBERACIONES U.S. OMGs (oct. 2002)
Organismos regulados con al menos 10 liberaciones Número de liberaciones APROBADAS bajo permiso y notificaciones 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) Organismos APROBADOS (categoría FENOTIPOS) Número TOTAL de liberaciones APROBADAS bajo permiso y notificaciones 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) (Regulatory Information) CONACYT Roberto Alegría

13 27.8 millones de ha 1998 $ 2.1-$ 2.3 miles de millones 1999 En el año 2000 se cultivaron en el mundo 44,2 millones de ha de PRIMERA GENERACION de cultivos transgénicos. NATURALEZA DE LA MODIFICACIÓN GENÉTICA (Counseil de la science et de la technologie, 2002). Plantas transgénicas Sup. cult. millones ha. % cultivos transgén. % producc. total plantas Soya 25,8 58,4 36 Maiz 10,3 23,3 16 Algodón 5,3 12 11 Colza 2,8 6 7 TOTAL 44,2 99,7 16 7% 19% 74% CONACYT Roberto Alegría

14 INDICADORES: CULTIVOS TRANSGÉNICOS EN EL 1996 1997 1998 1999 2000 Soya
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 0,03 0,04 <0.1 Algodón 0,73 1,43 2,46 3,92 5,3 Tabaco 1,0 n.d. TOTAL 2,6 11,51 28,62 41,48 44.2 CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

15 INDICADORES: CULTIVOS TRANSGÉNICOS POR PAÍS 1999 2000 % de Cambio
PAÍS EN MILLONES DE HECTAREAS, 1996 A 2000 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 Otros <0,1 - TOTAL 39,9 44,2 +10,8 CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

16 RIESGOS POTENCIALES: ¿TOXICIDAD?
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) CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

17 RIESGOS POTENCIALES: ¿SUSTANCIAS CANCERÍGENAS?
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). (Real Decreto 363/1995) CONACYT Roberto Alegría

18 RIESGOS POTENCIALES: ¿ALERGIAS ALIMENTARIAS?
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). CONACYT Roberto Alegría (FAO, 1999).

19 RIESGOS POTENCIALES: ¿EFECTOS PLEIOTRÓPICOS?
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. CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

20 OMG’s MODIFICACIONES GENETICAS EN VEGETALES (Primera Generación) 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. CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la science et de la technologie, 2002).

21 OGM’s MODIFICACIONES GENETICAS EN VEGETALES (Segunda Generación)
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. CONACYT Roberto Alegría (Raasch, C. Huatulco 2001).

22 OMG’s APLICACIONES AGRONÓMICAS 2a. GENERACIÓN DE TRANSGÉNICOS 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). CONACYT Roberto Alegría

23 APLICACIONES MÉDICAS 2a.
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. CONACYT Roberto Alegría

24 ALIMENTOS NUTRACEÚTICOS
2a. GENERACIÓN DE TRANSGÉNICOS 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 dólares de beneficios anuales (Gebelli,2001). ARROZ fortificado con un gen de la ferritina del frijol de soya. ARROZ con aa esenciales. 12 febrero 2002 CONACYT Roberto Alegría

25 OMG’s ANIMALES Cerdo transgénico para el precursor de
la 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 CONACYT Roberto Alegría (ISB, 2001, oct; Netlink, 2000).

26 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. CONACYT Roberto Alegría (Avila G., E. Huatulco 2001).

27 OMG’s INFORME DE LA UE (EUR © European Communities, 2001). 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. CONACYT Roberto Alegría (Counseil de la S. et de la T., 2002).

28 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 están promoviendo 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. 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). CONACYT Roberto Alegría

29 REFLEXIÓN FINAL BIOTECNOLOGÍA PARA TODOS
Siendo 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. CONACYT Roberto Alegría (López M., A. Huatulco, 2001).

30 POR SU ATENCIÓN BIENVENIDOS SUS APORTES MUCHAS GRACIAS
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN BIENVENIDOS SUS APORTES Atentamente: ROBERTO ALEGRIA CONACYT Roberto Alegría