Jeść albo nie jeść — oto jest pytanie

Czy GMO rzeczywiście mogą być szkodliwe? W jaki sposób geny przeniesione z innych gatunków mogą nam zaszkodzić? Najpowszechniej wskazywanym zagrożeniem jest toksyczność nowego genu i jego produktów — białek, które mogą spowodować niezamierzone zmiany w procesach metabolicznych. Poprzez nadekspresję farmakologicznie aktywnych substancji nieznany jest ich wpływ na konkretny pokarm w porównaniu z niezmienionym. Nowe białka mogą również stać się potencjalnymi alergenami powodując uczulenia pokarmowe lub zaburzenia metabolizmu. Postaram się omówić każde z tych zagrożeń.

Toksyczny nowy gen [7]

Obecność obcego DNA w pokarmie nie stanowi żadnego zagrożenia per se, ani poprzez bezpośrednią toksyczność, ani przez transfer genowy. Fakt ten został potwierdzony przez wiele lat badań.

Należy zdać sobie sprawę, że pokarm, który spożywamy, zawiera znaczne ilości DNA, które jest trawione. Typowa ludzka dieta zawiera od 0,1 do 1 grama DNA i RNA dziennie. Obawy dotyczące inkorporowanych nowych genów w GMO muszą brać pod uwagę fakt, że stanowią one w pokarmie mniej niż 1/250000 część skonsumowanego DNA. Biorąc pod uwagę powyższy fakt, prawdopodobieństwo przeniesienia genów z genetycznie modyfikowanych roślin do komórek ssaków jest ekstremalnie niskie.

Aby pokazać, że zagrożenie takie praktycznie nie istnieje, należy uświadomić sobie kilka niezbędnych procesów do transferu DNA z roślin do komórek ssaków. Ich zajście jest nieprawdopodobne w normalnych warunkach występujących podczas trawienia:

1) „Szkodliwe" roślinne DNA musiałoby być uwolnione w krótkich i zarazem kompletnych liniowych fragmentach. Aby dany gen mógł „zadziałać", musi posiadać nie tylko instrukcję kodującą białko, ale regiony pomocnicze regulujące jego ekspresję.

2) Geny musiałyby przeżyć działanie nukleaz — agresywnych enzymów szatkujących DNA na kawałki. Nukleazy znajdują się nie tylko w układzie pokarmowym (jelicie), ale również w przeżuwanej roślinnej treści.

3) Geny musiałyby się przebić przez wchłaniane strawione DNA, czyli konkurować z łatwiej przyswajalnymi odcinkami. Poszatkowane DNA byłoby wchłaniane w pierwszej kolejności, utrudniając przedostanie się kompletnych genów.

4) Komórki układu pokarmowego musiałyby być wprowadzone w stan tzw. kompetencji — wtedy byłyby w stanie przyjąć inwazyjne geny i nie rozszarpać ich za pomocą nukleaz. Nic takiego nie zachodzi w nabłonku naszego jelita.

5) Wreszcie geny po pełnej pułapek wędrówce do jądra komórkowego, musiałyby być wstawione w DNA gospodarza poprzez skomplikowane procesy rekombinacji, które występują w bardzo szczególnych przypadkach, np. podczas infekcji wirusowej, czy też tzw. transpozycji.

Istnieje jednak inna, ważna kwestia, o której należy wspomnieć. W naszym organizmie rezydują przyjazne nam mikroby. Jak wygląda ryzyko przeniesienia transgenicznego DNA do ich komórek? Otóż niedawne badania wykazały, że u ludzi zdrowych resztki pokarmowe, włączając w to mikroflorę, nie zawierają nowych genów. Jednakże u ludzi np. po zabiegu ileostomii, czyli sztucznego wyprowadzenia układu wydalniczego spowodowanego komplikacjami zdrowotnymi, wydalane mikroorganizmy zawierają wędrujące DNA z roślin modyfikowanych genetycznie.^[8] Fakt ten, mimo że jest wyjątkiem, budzi pewne wątpliwości — w jaki sposób geny złamały barierę pomiędzy dwoma królestwami organizmów żywych? Istnieją pewne doniesienia, że komórki bakteryjne mogą stać się kompetentne w ślinie, jednak pozostaje kwestia ich przeżycia wędrówki przez wypełniony kwasem żołądek i enzymami trawiennymi jelito cienkie.

Co więcej - okazuje się, że chloroplastowe DNA z roślin może być znalezione w limfocytach zwierząt karmionych konwencjonalnymi i modyfikowanymi paszami.^[8] (Chloroplasty to niewielkie światłoelektrownie występujące w komórkach roślin, które posiadają własne, krótkie DNA.) Jak zachodzą te procesy — nie wiadomo. Co prawda DNA zamknięte w tej pęcherzykowatej fabryczce energii nie podlega modyfikacji podczas manipulacji genetycznych, ale fakt przebicia się przez teoretycznie nieprzekraczalną granicę daje do myślenia. Przyczyną takiego zjawiska może być charakter samych limfocytów, które stoją na straży organizmu i posiadają swobodę w poruszaniu się przez różne tkanki.

Toksyczne nowe białko [7]

Jak wspomniałem wyżej, jednym z celów modyfikacji jest odstraszenie szkodników za pomocą toksyn. Nasuwa się więc pytanie, jak te związki będą działały na nasz organizm. Otóż zawartość toksyn jest podstawowym wyznacznikiem projektowania i dopuszczenia do uprawy roślin modyfikowanych genetycznie. Z zasadniczego punktu widzenia każda substancja jest toksyną — wszystko zależy od dawki — spożycie 200 g soli kuchennej (przynajmniej teoretycznie) spowoduje śmierć. Dlatego też poziom wyrażania białka w GMO musi być odpowiednio dobrany, a nowe białka powinny ulegać zupełnemu strawieniu w układzie pokarmowym ssaków, a tym samym nie posiadać wewnątrzustrojowej aktywności.

Alergenność

Alergie pokarmowe występują na skutek reakcji układu odpornościowego na normalnie nieszkodliwe składniki pokarmu. Większość z nich jest spowodowana przez reakcje immunoglobulin E typu I (IgE). Alergie pokarmowe indukują produkcję przeciwciał IgE, które wiążą się do powierzchni komórek tucznych i bazofilnych występujących powszechnie w organizmie. Ponowny kontakt z danymi produktami — alergenami — powoduje reakcję alergiczną (uwolnienie histaminy z komórek układu odpornościowego) i różne objawy uczulenia w przeciągu minut lub godzin. Białka powodujące alergie stanowią bardzo niewielki odsetek — istnieje ich około 200 spośród setek tysięcy białek, które są codzienne przez nas konsumowane. Są one zwykle odporne na całkowite wytrawienie. Alergeny pokarmowe można podzielić na osiem głównych grup: orzechy ziemne, produkty sojowe, skorupiaki, ryby, mleko krowie, jajka drobiowe, orzechy drzewne, oraz wyroby pszenne, które wszystkie razem stanowią 90% wszystkich alergii na świecie

Konsekwencje alergii pokarmowych mogą być w niektórych przypadkach poważne. W przypadku roślin modyfikowanych genetycznie powinno wziąć się pod uwagę kilka kwestii:

1) możliwość, że geny ze znanych alergenów mogą zostać umieszczone w roślinach uprawnych, które naturalnie nie powodują alergii;

2) możliwość stworzenia nowego, nieznanego alergenu poprzez bądź wstawienie nowego genu bądź zmianę aktywności już istniejącego genu;

3) rozpatrzenie dokładności i czułości metod detekcji nowych alergenów w GMO.

Międzynarodowe Stowarzyszenie Biotechnologii Żywności IFBC (International Food Biotechnology Council) określiło kryteria i procedury potrzebne, aby oszacować bezpieczeństwo genetycznie modyfikowanego pokarmu. Doprowadziło to do adaptacji rozbudowanej metody, która jest szeroko stosowana i zalecana przez wiele jednostek regulacyjnych.

Metoda ta została rozwinięta przez specjalistów od alergii pokarmowych z Allergy and Immunology Institute (AII) należącego do International Life Sciences Institute (ILSI) we współpracy z IFBC. W marcu 2001 program został jeszcze raz skonsultowany z FAO (Organizację Żywności i Rolnictwa), WHO (Światową Organizację Zdrowia) i wprowadzono do niego znaczące zmiany.

Dlatego też dzisiaj, aby zatwierdzić rośliny modyfikowane genetycznie pod względem alergenności należy uwzględnić badania:

1) Zbadanie ogólnego podobieństwa nowego białka w porównaniu ze znanymi alergenami.

2) Podobieństwo w sekwencji — czy nowe białko nie jest podobne w swojej sekwencji (kolejności aminokwasów w łańcuchu) do białek alergennych w całości, bądź czy nie posiada specyficznych regionów, które powodują pobudzenie układu odpornościowego.

3) Identyczność serologiczna — czy przeciwciała IgE pobrane z uczulonych organizmów rozpoznają i wiążą się do nowego białka. Jeśli tak, oznacza to, że białko wywoła alergię.

4) Oszacowanie odporności na trawienie — istnieje korelacja pomiędzy odpornością białek na wytrawianie a ich potencjałem alergennym. O ile dokładny mechanizm podłoża alergii nie jest znany, o tyle wiadomo, że trudność ich strawienia jest jedną z przyczyn.

5) Badania na zwierzętach.

Strategie testowania pokarmu wciąż są udoskonalane. Skorelowane z innymi danymi, jak pochodzenie białek, ich szczegółowa charakterystyka, czy chociażby zmiany zachodzące podczas obróbki pokarmu, mogą pomóc w doskonalszym oszacowaniu alergenności.

Aby wykazać różnice w kształtach białek, naukowcy użyli komputerowego modelowania struktur 129 najbardziej powszechnych alergenów i sklasyfikowali je ze względu na cechy ich powierzchni. Okazało się, że alergeny zostały zaliczone do jedynie 20 z 3849 rodzin białkowych, zaś dwie trzecie z badanych białek zawierało się w 4 rodzinach. Dzięki modelowaniu komputerowemu, naukowcy, którzy opracowują genetycznie modyfikowane rośliny, mogą unikać wprowadzania białek, które spowodują powstanie nowych alergii.

Naukowcy planują katalogowanie struktur odkrywanych w przyszłości alergenów. Pomoże to w zrozumieniu, w jaki sposób różne ich kształty mogą zainicjować reakcje uczuleniowe i dlaczego np. alergie na orzeszki ziemne mogą mieć poważne objawy, zaś spokrewniony z nimi groszek nie stanowi zagrożenia.

Wspomniana wyżej kukurydza StarLink, zawierająca bakteryjny środek owadobójczy — białko Cry9c — stała się przyczyną kilku poważnych procesów i oskarżeń przez osoby, które twierdziły, że przez spożycie GMO wystąpiły u nich poważne objawy alergiczne. Ostatecznie badania wykazały, że pacjenci nie byli uczuleni na nowe białko — nie posiadali przeciwciał rozpoznających Cry9c, a podanie rzekomo uczulającej kukurydzy nie różniło się efektem od placebo.^[3]

Niezbyt wegetariański pomidor

Czy zachwiana równowaga substancji odżywczych nie stanowi zagrożenia? Kluczowym testem jest porównanie zmodyfikowanego gatunku z niezmienionym pod względem naturalnie występujących składników odżywczych, toksyn i innych komponentów. Dlatego też rośliny GM oraz ich zwykłe odpowiedniki są uprawiane w zróżnicowanych warunkach i porównywane zostają ich główne składniki: skład białkowy, tłuszczowy, cukrowy, zawartość błonnika, minerałów jak i również kluczowych toksyn oraz substancji uczulających. Po uprawie porównuje się cechy fizyczne ziaren, poszczególnych części roślin oraz stanowiska uprawy. Rośliny przeznaczone na pasze zostają podane dla drobiu, owiec, i bydła rogatego. Rezultaty z 23 programów badawczych wykazują, że genetycznie wzbogacona kukurydza i soja obecnie dostępne na rynku posiadają porównywalny skład, wartość odżywczą oraz są równie łatwe do strawienia.^[9]

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: GMO szansa czy zagrożenie? Burza w talerzu owsianki: genetyczna modyfikacja żywności

See comments (7)..

Send text to e-mail address..

Print-out version..    PDF    MS Word

Marcin Klapczyński Ukończył biologię molekularną na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracował jako Research Specialist in Health Science w Department of Anatomy and Cell Biology na University of Illinois w Chicago. Obecnie pracuje jako Associate Cell Biologist / Histologist w Abbott Laboratories (Illinois). Specjalizuje się w ekspresji białek 'od zera', hodowlach linii komórkowych, symulacji in vitro procesów zachodzących w komórkach. Jego pasją jest teoria ewolucji, w szczególności ewolucja systemów biochemicznych i pochodzenie życia we Wszechświecie.  Number of texts in service: 22  Show other texts of this author  Number of translations: 1  Show translations of this author  Newest author's article: Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu