Oportunidades y retos con el manejo responsable de los organismos genéticamente modificados* Dr. Francisco Gonzalo Bolívar Zapata Investigador Emérito Instituto de Biotecnología Universidad Nacional Autónoma de México Miembro de El Colegio Nacional Coordinador del Comité de Biotecnología de la AMC Viernes 20 de enero de 2012 Reunión General de la AMC “Ciencia y Humanismo” Auditorio “Galileo Galilei”, AMC I) Biotecnología y organismos genéticamente modificados. La biotecnología es una multidisciplina, sustentada en disciplinas tradicionales como la bioquímica, la genética y la ingeniería bioquímica, que permite estudiar, modificar y utilizar los sistemas biológicos (microbios, plantas y animales). Con la aplicación de la biotecnología se busca hacer un uso responsable y sustentable de la biodiversidad, mediante el desarrollo de tecnología eficaz, limpia y competitiva, para facilitar la solución de problemas importantes en los sectores de la salud, el agropecuario, el industrial y medio ambiente. Recordemos que el ADN es el material genético de los organismos vivos. Es una macromolécula formada por millones de nucleótidos. La estructura de doble hélice complementaria es la misma en todos los seres vivos y en los virus. Esta característica es lo que permite la transferencia horizontal y la recombinación genética del material genético de distintos organismos. Con el desarrollo de las técnicas de ingeniería genética, la biotecnología alcanza una nueva dimensión. Con estas metodologías es posible aislar genes específicos de un organismo y transferirlo a otro, generándose así los organismos genéticamente modificados (OGM) o transgénicos. Los transgénicos se diseñan y construyen para generar una nueva capacidad en el organismo receptor, la cual reside en el material genético transferido. El objetivo de la construcción de OGM es el de ayudar a resolver problemas en los diferentes sectores, con la certeza de que estos organismos son seres vivos de bajo riesgo y por ello, tienen un menor impacto que otras tecnologías en el medio ambiente, biodiversidad y en la salud humana y animal. *Este documento se basa en el libro “Por un uso responsable de los Organismos Genéticamente Modificados”, elaborado por el Comité de Biotecnología de la AMC. 1 Los transgénicos han sido utilizados comercialmente desde hace casi 30 años con el propósito de construir organismos que producen proteínas idénticas a las humanas. Existen en las farmacias, incluyendo las de México, medicamentos de origen transgénico o recombinante como la insulina, interferones y anticoagulantes de la sangre, que se utilizan para contender con varias problemáticas de la salud humana y que se producen comercialmente con microorganismos transgénicos. Sin estos transgénicos no sería posible producir las cantidades requeridas por el mercado, ya que a partir de tejidos y fluidos humanos como la sangre, no se obtienen más que cantidades muy pequeñas. Así, los transgénicos que producen estas proteínas idénticas a las humanas, no pueden ser sustituidos por ninguna otra tecnología. Desde 1982, la utilización de las proteínas recombinantes transgénicas ha contribuido significativamente a mantener y mejorar la salud humana El uso desde hace muchos años de proteínas recombinantes también ha tenido gran impacto en la elaboración de alimentos, como las enzimas quimosina, en la producción de quesos; pectinasas, para la elaboración de jugos; glucosa oxidasas y catalasas para la deshidratación de huevo; lipasas para fabricación de aceites de pescado; glucosa isomerasas, para la producción de jarabes glucosados; glucanasas en la producción de cerveza; entre las más importantes Las plantas transgénicas se cultivan desde 1996, y 15 años después se siguen usando sin que hasta la fecha se hayan reportado efectos nocivos a la salud humana ni a la biodiversidad. Por el contrario, han permitido reducir el uso de pesticidas de origen químico lo que se ha traducido en un menor impacto en el ambiente, a diferencia de lo que ha sucedido con la aplicación de productos químicos, algunos de los cuales tienen efectos carcinógenos. II) Evidencias que sustentan el bajo riesgo de los organismos transgénicos y sus productos. La teoría de evolución de Darwin señala que todos los seres vivos derivamos de un mismo precursor común. Todos los organismos vivos compartimos muchos genes. De hecho, el genoma humano es similar en 98% al del chimpancé, 40% al de la mosca, 30% al de las plantas. También compartimos genes bacterianos incluyendo los localizados en las mitocondrias de nuestras células. La transferencia horizontal de material genético es un fenómeno que ocurre diariamente en todas las especies, y los virus y las bacterias son 2 los principales responsables de este fenómeno. Este tipo de transferencia permite que ADN de una especie pueda ser transferido a otra. Cada día se acumula más evidencia que indica que este tipo de fenómeno ha jugado un papel importante, conjuntamente con otros mecanismos, en la evolución de las especies y en la estructuración y reorganización de los genomas. El fenómeno de la transferencia horizontal de material genético ocurre cotidianamente en las bacterias que reciben e incorporan material genético gracias al llamado “fenómeno de transformación”. Este material genético puede provenir de cualquier origen de los diferentes organismos que habitan el suelo, incluyendo los que mueren. También se ha demostrado que hay bacterias que son capaces de transferir de manera horizontal material genético a plantas como el caso de la bacteria Agrobacterium tumefaciens que transfiere ADN propio al tabaco. El genoma de organismos superiores ha evolucionado incrementando parte de su material genético a través de infecciones virales, y de material genético proveniente de microorganismos que hayan infectado a nuestros antepasados; incorporándose así parte del material genético del organismo que infecta en el genoma de las células receptoras. Los humanos tenemos 37 genes de origen bacteriano en nuestras mitocondrias. Se ha dado, mediante el fenómeno de endosimbiosis, la incorporación de material genético en etapas tempranas de la evolución de las células precursoras de los animales y plantas, a través de la infección o asociación con precursores de los actuales organelos celulares, que son similares a las bacterias, como es el caso de la mitocondria. Además, en las plantas, los cromosomas vegetales contienen un gran número de genes provenientes de las bacterias fotosintéticas que dieron origen a los cloroplastos que es otro tipo de organelo en las células vegetales. Por ejemplo, el maíz tiene 104 genes en sus cloroplastos y al menos 90 en sus mitocondrias. En nuestro genoma y en el de todos los organismos vivos hay material genético repetido, probablemente de origen bacteriano o viral, llamado “transposones” que representa al menos 30% del genoma humano. En el maíz los transposones constituyen 85% de su genoma. Los transposones son secuencias de DNA que pueden translocar su posición en el genoma, es decir pueden “brincar” de un lugar a otro, inclusive entre cromosomas, por lo que han jugado y siguen jugando un papel importante en la reorganización y evolución del genoma. En el maíz, los granos de colores diferentes en una mazorca son resultado de este tipo de fenómeno que indica la gran plasticidad del genoma y que ocurre en un mismo individuo. 3 Otro tipo de material repetido en nuestro genoma, es el “retroviral” (el retrovirus es un tipo de virus que tiene su genoma de ARN). Este tipo de material repetido probablemente se estabilizó en nuestro genoma y/o en el de nuestros precursores biológicos, mediante mecanismos de infección y posterior incorporación de la copia en ADN del genoma viral al nuestro o al de nuestros predecesores. Este es otro tipo de transferencia horizontal que influye diariamente en la dinámica y reorganización del genoma. Cuando se construye un organismo genéticamente modificado o transgénico, independientemente de los métodos utilizados (transformación, biobalística o electroporación que per se no afectan el genoma de la célula receptora) se introduce, a través del fenómeno de transferencia horizontal del ADN, material genético específico (transgene) a una célula. Posteriormente mediante el fenómeno de recombinación genética, el transgene es incorporado como un segmento del material genético de la célula receptora en alguno de sus cromosomas. Si en este evento -que es, de facto, una reorganización del genoma- se afectara una función codificada en el cromosoma que resultara vital para la célula, ese organismo transgénico en particular no sobreviviría. El mismo tipo de evento podría suceder en el caso de una reoganización natural del genoma cuando es infectado por un retrovirus -el VIH causante del SIDA por ejemplo- o afectado por un transposón que cambia su posición, ya que debido a estos fenómenos pudiera ocurrir la inserción de su material genético en un locus esencial y que por ello, la célula receptora en la que ocurriera el arreglo, no sobreviviría. Luego, la incorporación y reorganización de material genético en un genoma es un proceso natural que ocurre diariamente en la naturaleza, independientemente de los transgénicos. Dadas todas estas evidencias en favor de la plasticidad y capacidad de reorganización del genoma y de la transferencia horizontal de ADN como un fenómeno natural, resulta difícil entender la preocupación de que un gene de una bacteria del suelo que codifica para la proteína “Bt” que es tóxica únicamente para ciertos insectos que haya sido incorporado por técnicas de ingeniería genética a una planta, tenga la posibilidad de generar una “catástrofe ecológica”. Lo anterior se sustenta en el hecho de que los seres vivos han evolucionado y lo siguen haciendo, a través de adquirir material genético por transferencia horizontal, mutando y reordenando sus genes y cromosomas, sin provocar catástrofes ecológicas. Los escenarios que preocupan por la presencia de un transgene en un organismo podrían darse diariamente por la transferencia horizontal y la reorganización del genoma al infectarse las plantas y/o animales por virus o bacterias. 4 Así, la preocupación de que los OGM vayan a ser responsables de transformar y degradar las especies que se utilizan en la agricultura y las demás que conforman la biosfera, se minimiza porque hay evidencias cada vez más importantes de esta plasticidad del genoma y de que estos fenómenos de reorganización genética ocurren todos los días en la biosfera, independientemente de los transgénicos. Muchos de estos procesos de cambio en los genomas son generados, se insiste, mediante la transferencia horizontal de ADN el cual no es un fenómeno antinatural. De lo anterior, se concluye que los transgénicos generados también por transferencia horizontal son organismos de bajo riesgo. Hemos modificado genéticamente, a lo largo de cientos de años, las especies que utilizamos para alimentación, y hasta hace poco sin conocer la estructura del ADN, utilizando mutágenos que se sabe generan múltiples cambios en los genomas de los organismos. Sin embargo, estas técnicas de mutagénesis y los organismos generados, no se cuestionan como los transgénicos, cuando en el fondo hoy sabemos que los métodos usados previamente generan cambios mucho más amplios en el genoma de estos organismos. La razón de la falta de cuestionamiento es, probablemente, la ausencia de daño reportado por estos organismos altamente modificados, desde el punto de vista genético. III.1 Acuerdos internacionales y regulación en México para el uso de los OGM. La utilización y liberación al ambiente de los OGMs, ha despertado cuestionamientos y el establecimiento de acuerdos internacionales y de legislaciones a nivel nacional, como: i) Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB), en vigor a partir de 1993, que entre otros estipula el compromiso de establecer un acuerdo sobre la Seguridad de la Biotecnología. ii) Protocolo de Cartagena sobre la Seguridad de la Biotecnología del CDB, ratificado por México, entrando en vigor el 11 de septiembre de 2003. El Protocolo establece el compromiso de definir regulaciones y medidas necesarias para evaluar los movimientos transfronterizos de los OGM. Mediante el Protocolo de Cartagena, los países firmantes se comprometieron a establecer las regulaciones y medidas necesarias para evaluar los movimientos transfronterizos de los transgénicos que pudieran tener efectos adversos sobre la conservación y utilización sostenible de la diversidad biológica o sobre la salud humana. Ley de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados (LBOGM) En México, el Congreso de la Unión con el apoyo del Comité de Biotecnología de la Academia Mexicana de Ciencias, en cumplimiento con los compromisos internacionales adquiridos, después de un proceso de 5 consulta, discusión y revisión que tuvo una duración de tres años, emitió la Ley de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados (LBOGM), que incluye, entre muchos, los siguientes puntos: - Objetivo: garantizar la protección de la salud humana, del medio ambiente, la diversidad biológica y de la sanidad animal, vegetal y acuícola, de actividades con OGM. Entre los elementos que contiene se encuentran: - Definición de los principios y política de bioseguridad -como la evaluación caso por caso y paso por paso, con base en conocimiento científico; - Determinación de competencias de diferentes dependencias gubernamentales; - Establecimiento de las bases para el funcionamiento de la Comisión Intersecretarial de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados (CIBIOGEM); - Establecimiento de regímenes para el manejo de OGM (permisos, avisos y autorizaciones); - Bases para el establecimiento del Sistema Nacional de Información sobre OGM. III.2) Recomendaciones y consideraciones adicionales para el uso y aplicación responsable de los transgénicos. - Existe un consenso internacional sobre la necesidad de evaluar y dar seguimiento, caso por caso, con base en el conocimiento científico. - Monitorear a corto y a largo plazo la presencia de los OGM. - Se debe considerar la comparación de los beneficios y posibles riesgos derivados del uso de un determinado OGM, así como los riesgos de no emplearlos, manteniendo los esquemas actuales de producción y de degradación que se presentan por ejemplo, por el uso de pesticidas químicos. - Es importante desarrollar en México las variedades adecuadas para los diferentes suelos y regiones, buscando utilizar y recuperar suelos desérticos o contaminados. Las variedades actuales de muchos transgénicos no están diseñadas para México y no necesariamente incrementan la productividad en México ya que son variedades de primera generación diseñados contra las plagas de los países productores. - Hay un consenso sobre la importancia de realizar investigación interdisciplinaria sobre los transgénicos, a través de la aplicación de las ciencias “ómicas” (genómica. proteómica; etc.), ecología, bioinformática, entre otras. Lo anterior es importante ya que hay académicos que consideran que los transgenes pudieran generar respuestas no evidentes en el organismo receptor; aunque algunos otros pensamos que éste no sería el caso, ya que como se señaló, la transferencia horizontal del material genético y la reorganización del 6 - - - - genoma son fenómenos que ocurren cotidianamente en la naturaleza, y los transgénicos son creados por transferencia horizontal y reorganización del genoma y por ello son organismos de bajo riesgo. Estos estudios generarán conocimientos más completos sobre los OGM, que ayudarán a responder algunas preguntas. Además, es importante incorporar también estudios sociales y económicos del uso de esta tecnología (es decir, impacto del uso de OGM patentados en los países pobres, aspectos bioéticos y sociales, relacionados con la derrama de los beneficios a los agricultores, etc.). Por lo anterior, es indispensable la formación de recursos humanos de manera interdisciplinaria y el fortalecimiento de la infraestructura en biotecnología y la bioseguridad. Los transgénicos representan una herramienta importante en el desarrollo de la agricultura nacional, y está claro que debe mantenerse un riguroso control sobre la evaluación de posibles riesgos que pudieran ocasionar las nuevas construcciones en la salud humana y a la biodiversidad. Además, existen diferencias de opinión sobre la pertinencia de liberar de inmediato las variedades de cultivares transgénicos en los que México es centro de origen como el maíz. Así, mientras que algunos académicos desearían que ningún maíz modificado llegara a suelo agrícola nacional, otros opinan que los permisos podrían otorgarse para siembra en determinadas regiones, una vez determinado en estudios de campo experimental, el nivel de riesgo y los controles necesarios para limitar el flujo de genes. De hecho, las consecuencias de un eventual flujo génico es también un tema polémico. La liberación de maíz transgénico en México debe también tomar en cuenta, aspectos sociales, económicos y culturales de las regiones donde se pretenda liberar, los problemas a resolver y las alternativas. Se requiere que los legisladores y responsables de las áreas administrativas cuenten con información actualizada sobre el tema y con la asesoría de personal técnico. Es indispensable que las entidades gubernamentales responsables de la definición de las políticas para la liberación de transgénicos dispongan de los elementos adecuados para implementar el Reglamento de la LBOGM. Consideraciones finales. El tema de la biotecnología moderna aplicada a la agricultura tiene muchos elementos de discusión y de polémica. Sin embargo, en el sector de la salud, en lo referente a la producción de nuevos biomedicamentos, las aplicaciones avanzan de manera clara y contundente contendiendo con muchos problemas clínicos, proporcionando herramientas poderosas, novedosas y respetuosas del medio ambiente para resolver muchos de estos problemas. 7 Se requiere de una sociedad bien informada que pueda analizar todas y cada una de las alternativas tecnológicas para contender con los diferentes problemas y demandas, y de un decidido apoyo a la comunidad científica nacional para poder evaluarlas y aprovecharlas. La biodiversidad es una gran riqueza nacional y del planeta. Se debe utilizar responsable y sustentablemente en busca de incorporar un mayor valor agregado a productos de origen biológico, y la biotecnología ha ayudado en este sentido y puede seguir ayudando en muchos aspectos. Se requiere, para ello, contar con información científica sólidamente sustentada y analizada de manera responsable e integral, y no con supersticiones y prejuicios sin sustento que demonicen los organismos transgénicos y sus productos, para realizar un análisis objetivo de las ventajas y los riesgos de utilizar los OGM así como de no utilizarlos. Se ha presentado un conjunto de evidencias sustentadas científicamente que soportan las razones para considerar a los OGM como organismos con niveles de riesgo similares a los que existen en la biota, ya que son creados por procesos de transferencia horizontal de material genético y reorganización del genoma, que ocurren cotidianamente en la naturaleza y que han sido parcialmente responsables de la evolución de las especies. En el libro elaborado por el Comité de Biotecnología de la AMC “Por un uso responsable de los Organismos Genéticamente Modificados” (2011), se señalan las recomendaciones para un uso responsable de los OGM que en nuestro país está normado, como se ha señalado, por el Protocolo de Cartagena, la Ley de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados y su Reglamento. El uso de cualquier tecnología tiene riesgos potenciales. En este sentido, es importante señalar en que en el caso de ciertos fármacos en los que se demuestra daños a la salud por su uso, normalmente las agencias gubernamentales responsables retiran del mercado (de las farmacias) estos medicamentos. En el caso de los productos de origen transgénico y, en particular, de los alimentos transgénicos, existen dos ejemplos (el del maíz Starlink en EUA y una variedad de chícharos en Australia) en los que se encontraron posibles efectos alergénicos por su consumo y por ello el Starlink fue retirado del mercado y no se procedió a comercializar la producción de esos chícharos. Sin embargo, en cuanto a los cultivos transgénicos que hoy en día se utilizan, existe evidencia científica sólida de ausencia de daño a la salud humana sustentada en muchas publicaciones que demuestran ausencia de daño por el consumo por animales de diferentes cultivares transgénicos. 8 Sin embargo, existen algunas publicaciones recientes en donde se reportan posibles efectos negativos en algunos animales por el consumo de ciertos OGM. Es importante señalar nuevamente la relevancia de que estos experimentos se puedan repetir por otros grupos de manera independiente para validar los resultados, ya que pudieran existir otros factores responsables del posible daño, como la presencia de pesticidas o herbicidas químicos en los cultivares utilizados y que éstos fueran los verdaderos responsables de los efectos negativos detectados por ciertos grupos. Sin embargo, de demostrarse contundentemente daño por algún OGM habría que cancelar el uso de ese OGM en particular. Se insiste que hasta la fecha, los datos publicados en la literatura no han motivado la cancelación y el retiro del mercado de los cultivares transgénicos que supuestamente los causan, por parte de las agencias gubernamentales responsables en diferentes países de la autorización del consumo y liberación de estos OGM. Por lo anterior, los organismos transgénicos y sus productos hoy autorizados y presentes en el mercado, se siguen utilizando y consumiendo en más de 50 países por cerca de 300 millones de personas. México debe desarrollar sus propias variedades transgénicas buscando utilizar terrenos desérticos y recuperar tierras contaminadas. Se reitera que existe un conjunto importante de evidencias científicas sólidas generadas por muchos grupos de manera independiente, que sustentan el bajo riesgo que implica el utilizar transgénicos o sus productos comerciales, por ser organismos generados por procesos de transferencia horizontal de ADN y de reorganización del genoma que ocurren cotidianamente en la naturaleza. La biotecnología no es en forma innata buena o mala. Tiene un potencial para aligerar el impacto de la actividad agropecuaria en el medio ambiente. El reto es desarrollar, proveer y manejar la biotecnología en beneficio del ser humano, la biodiversidad y del ambiente. Para terminar, se incluye la siguiente declaración, firmada por más de 3,400 científicos, entre ellos, 25 laureados con el Premio Nobel. La Declaración que se reproduce a continuación puede consultarse en la página electrónica http://www.agbioworld.org/declaration Declaration Scientists In Support Of Agricultural Biotechnology We, the undersigned members of the scientific community, believe that recombinant DNA techniques constitute powerful and safe means for the modification of organisms and can contribute substantially in enhancing quality of life by improving agriculture, health care, and the environment. The responsible genetic 9 modification of plants is neither new nor dangerous. Many characteristics, such as pest and disease resistance, have been routinely introduced into crop plants by traditional methods of sexual reproduction or cell culture procedures. The addition of new or different genes into an organism by recombinant DNA techniques does not inherently pose new or heightened risks relative to the modification of organisms by more traditional methods, and the relative safety of marketed products is further ensured by current regulations intended to safeguard the food supply. The novel genetic tools offer greater flexibility and precision in the modification of crop plants. No food products, whether produced with recombinant DNA techniques or with more traditional methods, are totally without risk. The risks posed by foods are a function of the biological characteristics of those foods and the specific genes that have been used, not of the processes employed in their development. Our goal as scientists is to ensure that any new foods produced from recombinant DNA are as safe or safer than foods already being consumed. Current methods of regulation and development have worked well. Recombinant DNA techniques have already been used to develop 'environmentally-friendly' crop plants with traits that preserve yields and allow farmers to reduce their use of synthetic pesticides and herbicides. The next generation of products promises to provide even greater benefits to consumers, such as enhanced nutrition, healthier oils, enhanced vitamin content, longer shelf life and improved medicines. Through judicious deployment, biotechnology can also address environmental degradation, hunger, and poverty in the developing world by providing improved agricultural productivity and greater nutritional security. Scientists at the international agricultural centers, universities, public research institutions, and elsewhere are already experimenting with products intended specifically for use in the developing world. We hereby express our support for the use of recombinant DNA as a potent tool for the achievement of a productive and sustainable agricultural system. We also urge policy makers to use sound scientific principles in the regulation of products produced with recombinant DNA, and to base evaluations of those products upon the characteristics of those products, rather than on the processes used in their development. Norman Borlaug. Nobel Peace Prize 1970 James Watson. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1962 Timothy Hunt. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 2001 Peter C. Doherty. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1996 Paul D. Boyer. Nobel Prize in Chemistry 1997 Oscar Arias Sanchez. Nobel Peace Prize 1987 Paul Berg. Nobel Prize in Chemistry 1980 Phillip A. Sharp. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1993 Douglas D. Osheroff. Nobel Prize in Physiscs 1996 Marshall Nirenberg. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1968 Richard E. Smalley. Nobel Prize in Chemistry 1996 Edward Lewis. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1995 Sydney Brenner. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 2002 Eric Wieschaus. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1995 Leon N. Cooper. Nobel Prize in Physics 1972 Edmond H. Fischer. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1992 George A. Olah. Nobel Prize in Chemistry 1994 Christian de Duve. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1974 10 Mario Molina. Nobel Prize in Chemistry 1995 Arthur Kornberg. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1959 Donald A.Glaser. Nobel Prize in Physics 1960 Roger Guillemin. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1977 Sheldon Glashow. Nobel Prize in Physics 1979 Jean Marie Lehn. Nobel Prize in Chemistry 1987 Richard J. Roberts. Nobel Prize in Phisiology or Medicine 1993 11