Organismos Genéticamente modificados.Venancio Arahana.CHARLA

TRANSGÉNICOS. UNA
CUESTIÓN CIENTÍFICA
Organismos genéticamente
modificados. Bases
científicas de bioseguridad
Venancio Arahana, PhD.
María de Lourdes Torres, PhD.
ADN
ADN
QUÉ ES UN GEN?
Segmento de ADN que codifica un producto
de utilidad para la célula.
CÓMO FUNCIONA UN GEN?
ADN
Guarda la
información
genética
mARN
Mensajero
para el flujo
de
información
en la célula
Proteína
Cumple una
función
específica en
la célula
MANIPULACIÓN DE GENES
Ejemplo: Selección artificial: mejoramiento de especies
vegetales y animales
Natural, o solo ha sido posible por la intervención
del ser humano?
TRANSFORMACIÓN GENÉTICA DE
ORGANISMOS
Se necesita
Conocimiento de la estructura y
funcionamiento del ADN
Herramientas de biología molecular
Enzimas: enzimas de restricción,
ligasas
Vectores
Células hospederas
TECNOLOGÍA DE ADN RECOMBINANTE
CONCEPTO DE ORGANISMOS
GENÉTICAMENTE MODIFICADOS (OVMS)
• Organismos a los cuales se les ha introducido
nuevo material genético mediante la técnica
del ADN recombinante
ORGANISMOS SUSCEPTIBLES DE SER
GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
Microorganismos
Bacterias
Hongos
Organismos superiores
Plantas
Animales
MICROORGANISMOS
GENÉTICAMENTE
MODIFICADOS
BACTERIA GENÉTICAMENTE
MODIFICADA: EL CASO DE LA INSULINA
Producción de
insulina en
reactores a gran
escala
Insulina comercial
MICROORGANISMOS GENÉTICAMENTE
MODIFICADOS APLICADOS A MEDICINA
Producción de vacunas
Vacuna para hepatitis B
Producida en levaduras
Primera vacuna
recombinante
comercializada en 1986
Vacuna para papiloma
virus humano
Producida en levaduras
Protege contra cepas del
virus 6, 11, 16, 18
Salió al mercado en 2009
APLICADOS A BIORREMEDIACIÓN
Deinococcus radiodurans
Modificada para aumentar su
velocidad de crecimiento y
degradar tolueno
Biorremediación de basura
radioactiva
Burkholderia cepacia G4 PRI
Modificada para degradar
TCE
TCE: cancerígeno, produce
daño hepático, nervioso, etc.
TCE: solvente ampliamente
utilizado
ANIMALES
GENÉTICAMENTE
MODIFICADOS
EJEMPLOS DE MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE
ANIMALES GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
Microinyección
Inyectar el constructo
de ADN en células
animales, ejemplo:
ovocitos precipitados.
Transfección mediante
vectores virales
Se utiliza virus
recombinantes para que
transporten e inserten
segmentos de ADN en
cromosomas animales.
ANIMALES GENÉTICAMENTE
MODIFICADOS
Tracey
Primera oveja transgénica
Creada en 1992 en Reino
Unido
Propiedad: Producción alfa1-tripsina
Salmón, tilapia y
carpa transgénicas
Tamaño incrementado
mediante hormona de
crecimiento
Mosquitos GM para control de
enfermedades como dengue y malaria
Malaria: 225 millones
de casos/ año
Dengue: 50-100
millones de casos/ año
Mosquitos genéticamente
modificados con
tecnología RIDL:
liberación de insectos
portadores de un letal
dominante
PLANTAS
GENÉTICAMENTE
MODIFICADAS
PLANTAS GENÉTICAMENTE
MODIFICADAS
Ejemplo: Papa Bt mediante A. tumefaciens
Se necesita
Protocolo de propagación in vitro
ADN genómico
vegetal
Agrobacterium tumefaciens
Bacteria con
plásmido Ti con el
gen Bt
PROCEDIMIENTO
Aislamiento de explantes de hojas
Infección del tejido herido por la bacteria
Formación de heridas
Infección de la bacteria al tejido vegetal
Después de 4 a 6 semanas de la
infección, se regenera plántulas en
medio de selección
Propagación de plántulas transgénicas
ADN genómico
vegetal con el gen Bt
incorporado
Comprobación de la presencia del gen Bt en el genoma
de plantas transgénicas y su expresión
FINALMENTE, SE OBTIENE LA PAPA BT
Resistencia a plaga del
tubérculo (Polilla)
Estudio de la morfología
Estudio en campo
aislado
Papa Bt
Désirée
Revolución
Perricholi
y otras
Invernadero de
bioseguridad,
Lima
Estación
experimental
CIP San
Ramón
DESARROLLO DE PLANTAS TRANSGÉNICAS
Algunos objetivos:
Mejora pre-cosecha
Beneficios post-cosecha
Tolerancia a estrés biótico y abiótico
Mejora de rutas metabólicas
Producción de compuestos
nutracéuticos
Molecular biofarming
Y muchos más…
PLANTAS GM QUE SE
COMERCIALIZAN EN LA
ACTUALIDAD
COMERCIALIZACIÓN DE OVMS
29 países cultivan OVMs
En el 2011 se plantaron 160 millones de
hectáreas, un incremento del 8% (12
millones de hectáreas) en comparación con
el área de cultivo del 2010.
Fuente: Clive James, 2011
Países Mega productores:
productores:
100 000 hectáreas o más
País
Área (millones ha)
USA
69
Brasil
30.3
Argentina
23.7
India
10.6
Canada
10.4
China
3.9
Paraguay
2.8
Pakistan
2.6
Sudáfrica
2.3
Uruguay
1.3
Bolivia
0.9
Australia
0.7
Filipinas
0.6
Mianmar
0.3
Burkina Faso
0.3
México
0.2
España
0.1
DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE CULTIVOS
TRANSGÉNICOS
País
Producción en millones
de hectáreas
Cultivo comercializado
1
Estados Unidos
69.0
2
Brasil
Argentina
India
Canadá
China
30.3
23.7
10.6
10.4
3.9
Paraguay
Pakistan
Sudáfrica
Uruguay
Bolivia
Australia
Filipinas
Myanmar
2.8
2.6
2.3
1.3
0.9
0.7
0.6
0.3
Maíz, soya, algodón, canola, remolacha,
alfalfa, papata, zucchini
Soya, maíz, algodón
Soya, maíz, algodón
Algodón
Canola, maíz, soya, remolacha
Algodón, papaya, tomate, álamo,
pimienta dulce
Soya
Algodón
Maíz, soya, algodón
Soya, maíz
Soya
Algodón, canola
Maíz
Algodón
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE CULTIVOS
TRANSGÉNICOS
País
15 Burkina Faso
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
México
España
Colombia
Chile
Honduras
Portugal
República Checa
Polonia
Egipto
Eslovaquia
Rumania
Suecia
Costa Rica
Alemania
Producción en
Cultivo comercializado
millones de hectáreas
0.3
Algodón
0.2
0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
Algodón, soya
Maíz
Algodón
Maíz, soya, canola
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Papa
Algodón, soya
Papa
DISTRIBUCIÓN POR CULTIVO EN EL
2011
Cultivo
Millones ha
Porcentaje en relación a
cultivos de OVMs
Soya
75.4
47%
Maíz
51
32%
Algodón
24.7
15%
Canola
8.2
5%
DISTRIBUCIÓN POR CARACTERÍSTICA
Característica
Porcentaje de
comercialización
Tolerancia a herbicidas
(soya, maíz, canola, algodón,
remolacha, alfalfa)
57%
Cultivos con 2 o 3
características apiladas
26%
Resistencia a insectos
15%
Los cultivos de mayor
crecimiento en el
2011 fueron los de 2
o 3 características
apiladas. Se
cultivaron en 12
países.
PLANTAS GENÉTICAMENTE
MODIFICADAS EN
DESARROLLO
PLANTAS GENÉTICAMENTE
MODIFICADAS NO SOLO ABARCAN SOYA
RR O MAÍZ BT
SOYA 305423
• Cambiar la composición de ácidos
grasos en los granos de soya, para
producir un aceite con bajo
porcentaje de ácidos grasos
saturados.
• Producto desarrollado por Pioneer
• Producto aprobado para importación
y uso en México, Corea, Canadá y
Japón
TOMATE CON MAYOR PRODUCCIÓN DE
FLAVONOIDES
Los flavonoides son anticancerígenos.
Se ha insertado genes para aumentar
la producción de flavonoides.
Se desarrolló en el 2006 en el BASF
Plant Science Holding GmbH,
Limburgerhof, Alemania
Está en fase inicial de desarrollo.
PAPA CON ALTO CONTENIDO PROTEICO
Papa modificada con el gen
AmA1 del amaranto
Incremento del 60% en el
contenido proteico
La proteína AmA1 contiene7
aminoácidos esenciales
Investigación financiada por
el Instituto Nacional de
Investigación Molecular de
Plantas en India, en el 2010
La investigación está en una
fase inicial de desarrollo
EJEMPLO DE OVM DESARROLLADO EN
BRASIL
Fréjol resistente al virus del
mosaico dorado
El virus se transmite por mosca
blanca y acaba hasta con el 50% del
cultivo de fréjol
La investigación duró 10 años y el
producto se obtuvo en el 2011
Financiado exclusivamente por
inversión pública: Embrapa Recursos
Genéticos y Biotecnología
Esta variedad está próxima a usarse
en Brasil.
PRODUCTOS CON GENES APILADOS
Maíz Bt11xMIR162xMIR604xGA2:
SmartStax
8 genes apilados
Características adquiridas:
Resistencia a lepidópteros
Resistencia a glufonisato
Resistencia a glifosato
Uso de manosa como fuente de carbono
ORGANISMOS GENÉTICAMENTE
MODIFICADOS
Generan nuevos productos:
productos:
Ejemplo: en el campo médico
productos como la insulina
En el campo agrícola:
agrícola:
Variedades mejoradas: producción, calidad
PRODUCTOS REGULADOS
Las organismos genéticamente
modificadas podrían presentar riesgos
potenciales para el ambiente y la salud,
por lo cual estos productos tienen que
ser analizados adecuadamente y
aprobados antes de su uso.
INTERACCIÓN
SOCIEDAD
AUTORIDADES
BIOSEGURIDAD
OGM
BASES DE BIOSEGURIDAD
Todos los OGMs deben tratarse bajo un régimen
de bioseguridad.
Uno de los principios básicos
es un análisis caso por caso
y paso por paso.
Los OGMs no permiten
generalizaciones.
Cada modificación genética (evento de
transformación) requiere de un análisis
específico.
BASES DE BIOSEGURIDAD
Cada uso planificado, cada lugar
en el que se va a introducir un
OGM requiere análisis individual
Análisis multidisciplinario
Por lo tanto cada país debe
contar con un SISTEMA
NACIONAL DE BIOSEGURIDAD
que esté de acuerdo a las
características y necesidades
locales
RIESGOS POTENCIALES DE OGMS
Riesgos potenciales para el medio
ambiente dependiendo del gen
introducido:
Flujo génico
Enmalezamiento
Desarrollo de resistencias
Efectos en organismos no blancos
Erosión genética (desplazamiento de
variedades locales)
Transferencia horizontal de genes.
RIESGOS POTENCIALES DE OGMS
Riesgos potenciales para la salud
dependiendo del gen introducido:
Toxicidad
Alergenicidad
Efectos nutricionales asociados con
la modificación genética
Cualquier efecto no deseado que podría
producirse por la inserción genética.
ANÁLISIS DE RIESGO
Comprende 3 etapas principales:
1. Evaluación de riesgo: Recopilación de toda la
información necesaria(pruebas, análisis:
Ejemplo:
En caso de la introducción de una planta transgénica,
se debe determinar:
Características moleculares
Dispersión del polen
Centro de diversidad de la especie
Presencia de parientes silvestres en el lugar
Comparación entre el OGM y el correspondiente
no OGM
Análisis de la morfología de la planta
Análisis de compatibilidad sexual
Efectos potenciales adversos sobre la salud
humana.
Entre otras.
ANÁLISIS DE RIESGO
2.
Gestión de riesgo: medidas que se
deben adoptar para manejar el riesgo.
Ejemplo:
Siguiendo el ejemplo anterior:
Establecer medidas de aislamiento reproductivo
Determinar distancias de aislamiento
Establecer tamaño de refugios
Determinar horarios de siembra y de cosecha
Establecer régimen de vigilancia y monitoreo
Entre otras.
ANÁLISIS DE RIESGO
3. Comunicación del riesgo:
Participación de los diferentes
sectores de la ciudadanía en este
proceso.
ANÁLISIS DE RIESGO
Análisis de riesgo debe llevar a la toma de
una decisión:
Aprobación o prohibición caso por caso,
evento dependiente, lugar dependiente
SISTEMA NACIONAL DE
BIOSEGURIDAD
Objetivo principal: realización del análisis de
riesgo y toma de decisiones informadas
Componentes principales:
Normativa clara y operativa
Instituciones designadas
Talento humano capacitado
Programas de capacitación establecidos
Programas de percepción pública acordes a
necesidades
Clave: Decisión Política
ECUADOR
NO es suficiente la declaración de un país libre
de cultivos y semillas genéticamente
modificadas, hay que implementar un sistema
que controle que esto se cumpla
Un sistema nacional de bioseguridad no son solo artículos
esparcidos en diferentes leyes sino regulaciones
específicas claras, instituciones encargadas,
procedimientos establecidos
El instaurar un SNB no implica apoyar el ingreso de OGMs
al país, implica manejar este tema de forma seria,
soberana, integrando los actores necesarios
ECUADOR
Un SNB correctamente planificado, funcional y
operativo debe asegurar:
que si consumimos o utilizamos un OGM, éste haya sido
analizado correctamente,
que NO entren o no se usen OGMs que no satisfagan
nuestros intereses; y
el desarrollo de investigaciones nacionales de acuerdo a
nuestras necesidades
El contar con un SNB es vital en un país megadiverso
como el Ecuador para garantizar el uso sostenible de
nuestra biodiversidad, la conser vación de esta riqueza y
la consecución de los objetivos de desarrollo económico
y tecnológico.
GRACIAS