En dos décadas de comercialización de cultivos genéticamente modificados (GM), han predominado mayormente dos rasgos, que son la tolerancia a herbicidas y la resistencia a insectos. Ambas son propiedades muy útiles para los agricultores y han reportado grandes beneficios económicos, sociales y ambientales [1][2], además de contribuir a la seguridad alimentaria global y a la reducción de los precios de los alimentos [3]; sin embargo, estas ventajas no son directamente percibidas por los consumidores. Esto es algo que ya está cambiando gracias a la nueva generación de cultivos GM enfocados en beneficios nutricionales y de salud.
En nuestro artículo “Como los cultivos transgénicos pueden aportar a la lucha contra la desnutrición” se abarcan diversos cultivos genéticamente modificados (GM) desarrollados para los países con problemas graves de desnutrición, especialmente de vitamina A, ácido fólico y hierro. Entre estos se encuentran, por ejemplo, el “arroz dorado” y la “super banana”, ambos fortificados en betacaroteno con el objetivo de reducir los 2 millones de muertes y miles de casos de ceguera anual por deficiencia de tal nutriente; una lechuga y arroz fortificado en ácido fólico (importante para mujeres embarazadas); el “maíz multinutrient” y el “bio-sorgo”, ambos fortificados en diversas vitaminas y minerales para la población de África; entre otros cultivos GM fortificados [4].
Sin embargo, la ingeniería genética también puede producir alimentos más saludables para los países sin problemas graves de desnutrición, ya sea aumentando el contenido de vitaminas, minerales, antioxidantes, ácidos grasos esenciales, o dotando a los cultivos de propiedades protectoras contra ciertas enfermedades. A continuación se describen algunos ejemplos:
* Tomate “anti-cáncer”: Investigadores del Centro John Innes (JIC) del Reino Unido desarrollaron el “tomate morado”, un tomate GM con mayores niveles de antocianinas tras insertar dos genes de la planta boca de dragón (Antirrhinum majus). Su inclusión en la dieta de ratones propensos al cáncer extendió la esperanza de vida en un 30% [5], y el aumento de la capacidad antioxidante de la fruta ralentizó el proceso de sobre-maduración, abriendo una nueva estrategia para ampliar la vida útil [6]. Actualmente una empresa canadiense está cultivando estos tomates en 500 hectáreas para producción de jugo de tomate morado [7].
* Manzana con más antioxidantes: Investigadores del Mount Albert Research Centre (MARC) de Nueva Zelanda descubrieron el factor responsable de la alta producción de antocianinas (antioxidantes) en manzanas silvestres de mal sabor del Asia Central. El factor responsable era el gen MYB10, el cual se sobre-expresó en una variedad de manzana comercial de buen sabor (royal gala). La modificación genética fue exitosa logrando aumentar los niveles de antioxidantes de manera eficiente y sin atributos negativos en el sabor; además produjo una pulpa de color rojizo y hubo un aumento en el nivel de betacaroteno [8].
* Piña fortificada en licopeno: La compañía “Del Monte” desarrolló en Costa Rica la Piña “Rosé”, una variedad GM producto de la inserción de un gen de la mandarina (Citrus reticulata) y la sobre-expresión de un gen de la propia piña [9][10]. Esto le otorgó al fruto un característico color rosado y una alta cantidad de licopeno, un potencial protector anti-cancerígeno [11]. Las pruebas de campo ya están en fase avanzada y el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) comenzó el proceso de evaluación para una eventual importación de la Piña Rosé desde Costa Rica [12].
* Arroz reductor de la hipertensión y el colesterol: Científicos de 2 universidades y un centro clínico de japón publicaron en 2015 un estudio donde reportaban el desarrollo de un arroz GM fortificado con GABA (ácido gamma-aminobutírico), el cual produjo un efecto anti-hipertensivo en ratas hipertensas alimentadas con una dieta que contenía el arroz GM fortificado en GABA [13].
Otro grupo del Instituto Nacional de Ciencias Agrobiológicas (NIAS) de Japón, desarrolló en 2009 un arroz GM con 30 veces más GABA [14], y en 2011 un arroz GM con alta concentración del péptido RPLKPW [15]; ambos redujeron significativamente la presión sanguínea en ratas hipertensivas. También, entre 2011 y 2013 crearon arroces GM altos en lactostatina, los cuales produjeron una reducción notoria del LDL (“colesterol malo”) y un aumento del HDL (“colesterol bueno”) en ratas [16][17].
* Trigo con los beneficios de la avena: La agencia estatal australiana CSIRO está desarrollando un trigo GM con un gen proveniente de la cebada para aumentar la cantidad del beta-glucano (una fibra soluble) del trigo y hacer su estructura similar al beta-glucano de la cebada y la avena, que es mucho más soluble [18]. Esta mayor solubilidad le otorgaría las propiedades reductoras del colesterol propias de la avena y la cebada y carentes en el trigo tradicional. Actualmente el CSIRO está realizando ensayos de campo para cosechar suficiente grano y analizar las cualidades de la harina obtenida y sus potenciales efectos reductores del colesterol.
Ensayo de campo en CSIRO
* Soya y camelina alta en omega-3: La empresa Monsanto creó la “Soya SDA”, una soya GM enriquecida en el ácido graso omega-3 conocido como ácido estearidónico (SDA) [19]. El ácido SDA es metabolizado de manera más eficiente y directa por el organismo hacia el ácido eicosapentaenoico (EPA) en comparación a otras fuentes vegetales [ver imagen], ya que no pasa por el paso intermedio de conversión desde el ácido eicosapentaenoico (ALA) [20]. El aceite obtenido de esta soya puede enriquecer con omega-3 diversos alimentos procesados, como aceites, ensaladas, masas y otros que ya ingerimos a diario.
Por otro lado, investigadores del Rothamsted Research del Reino Unido modificaron la Camelina sativa insertando genes de algas, logrando aumentar hasta un 31% el nivel de ácido eicosapentaenoico (EPA) [21]. Esta camelina GM producirá un aceite rico en omega-3 de uso seguro en alimentación de salmones [22], lo cual aumentará el contenido de omega-3 en el salmón y así se beneficiará la dieta humana.
* Papa con menos acrilamida: La empresa Simplot desarrolló la papa GM conocida como “Innate™” mediante silenciamiento génico con ARN de interferencia [23]. Se modificó para ser resistente al pardeamiento y los machucones, y además, forma 70% menos de acrilamida, un potencial producto cancerígeno que se forma inevitablemente cuando las papas son cocinadas o fritas [24]. Esta papa fue aprobada en Estados Unidos por el USDA y la FDA [25][26], y una segunda generación de la papa que suma resistencia al problemático tizón tardío, tolerancia a temperaturas más bajas durante el almacenamiento y reduce la formación de acrilamida hasta un 90% ya obtuvo la aprobación del USDA [27][23]. Actualmente la empresa trabaja en una tercera generación de papa Innate™, en la cual se sumará resistencia al virus PVY, tolerancia a sequía y biofortificación de nutrientes [28][23].
También el Laboratorio Sainsbury del Reino Unido, desarrolló en 2012 con financiamiento público una papa GM resistente al tizón tardío [29], y actualmente planean agregarle resistencia al pardeamiento, así como a machucones e insectos, y también reducir la formación de acrilamida durante la cocción o fritura [30].
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Estos son solo algunos de los ejemplos de los nuevos cultivos transgénicos enfocados en beneficios directos para el consumidor. Dependerá en gran parte de los marcos regulatorios de cada país si estos avances podrán ser aprovechados por sus propios ciudadanos, o si su comercialización será finalmente retrasada o bloqueada.
Referencias:
1.- Brookes G, Barfoot P. (2015). GM crops: global socio-economic and environmental impacts 1996-2013. PG Economics Ltd, UK. URL: http://www.pgeconomics.co.uk/pdf/2015globalimpactstudyfinalMay2015.pdf
2.- Klümper W, Qaim M (2014) A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops. PLoS ONE 9(11): e111629. doi:10.1371/journal.pone.0111629
3.- Brookes G, Yu T-H, Tokgoz S, Elobeid A. (2010). The Production and Price Impact of Biotech Crops. Center for Agricultural and Rural Development, Iowa State University. Working Paper 10-WP 503
4.- De Steur H, Dieter Blancquaert, Simon Strobbe, Willy Lambert, Xavier Gellynck, Dominique Van Der Straeten. (2015). Status and market potential of transgenic biofortified crops. Nature Biotechnology. 33: 25–29
5.- Butelli, E., Titta, L., Giorgio, M., Mock, H.P., Matros, A., Peterek, S., Schijlen, E.G., Hall, R.D., Bovy, A.G., Luo, J., Martin C. (2008). Enrichment of tomato fruit with health-promoting anthocyanins by expression of select transcription factors. Nature Biotechnology, 26: 1301–1308
6.- Zhang Y, Butelli E, De Stefano R, Schoonbeek HJ, Magusin A, Pagliarani C, Wellner N, Hill L, Orzaez D, Granell A, Jones JDG and Martin C. (2013) Anthocyanins double the shelf life of tomatoes by delaying over-ripening and reducing susceptibility to gray mold. Current Biology, 23, 1094-1100.
7.- John Innes Centre, 2014. “Bumper harvest for GM purple tomatoes”. Disponible en: https://www.jic.ac.uk/news/2014/01/gm-purple-tomatoes/
8.- Espley, R. V., Bovy, A., Bava, C., Jaeger, S. R., Tomes, S., Norling, C., Crawford, J., Rowan, D., McGhie, T. K., Brendolise, C., Putterill, J., Schouten, H. J., Hellens, R. P. and Allan, A. C. (2013), Analysis of genetically modified red-fleshed apples reveals effects on growth and consumer attributes. Plant Biotechnology Journal, 11: 408–419.
9.- Solicitud de desregulación de “Del Monte Fresh Produce Company” al “Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS)” del USDA. Julio, 2012. Disponible en: https://www.aphis.usda.gov/biotechnology/downloads/reg_loi/del_monte_inquiry_letter.pdf
10.- Del Monte Fresh Produce Company, (2013). Pineapple plant named Rosé (EF2-114). US20130326768. Disponible en: http://www.google.com/patents/US20130326768
11.- National Cancer Institute, 2015. Questions and Answers About Lycopene – Prostate Cancer, Nutrition, and Dietary Supplements (PDQ®). Disponible en: http://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/cam/patient/prostate-supplements-pdq/#section/_3
12.- Respuesta del “Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS)” a solicitud de desregulación de “Del Monte Fresh Produce Company”. Enero, 2013. Disponible en: https://www.aphis.usda.gov/biotechnology/downloads/reg_loi/aphis_response_del_monte.pdf
13.- Kowaka. E., Shimajiri, Y., Kawakami, K., Tongu, M., Akama, K. (2015). Field trial of GABA-fortified rice plants and oral administration of milled rice in spontaneously hypertensive rats. Transgenic Research, 24 (3): 561-569
14.- Akama, K., Kanetou, J., Shimosaki, S., Kawakami, K., Tsuchikura, S., Takaiwa, F. (2009). Seed-specific expression of truncated OsGAD2 produces GABA-enriched rice grains that influence a decrease in blood pressure in spontaneously hypertensive rats. Transgenic Research, 18 (6): 865-876
15.- Wakasa Y, Zhao H, Hirose S, Yamauchi D, Yamada Y, Yang LJ, Ohinata K, Yoshikawa M, Takaiwa F. (2011). Antihypertensive activity of transgenic rice seed containing an 18-repeat novokinin peptide localized in the nucleolus of endosperm cells. Plant Biotechnology, 9 (7):729–735
16.- Wakasa Y, Tamakoshi C, Ohno T et al (2011) The hypocholesterolemic activity of transgenic rice seed accumulating lactostatin, a bioactive peptide derived from bovine milk β-lactoglobulin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59:3845–3850
17.- Cabanos C, Ekyo A, Amari Y et al. (2013). High-level production of lactostatin, a hypocholesterolemic peptide, in transgenic rice using soybean A1aB1b as carrier. Transgenic Research, 22 (3): 621-629
18.- CSIRO, 2015. “Developing wheat with cholesterol lowering properties”. Disponible en: http://www.csiro.au/en/Research/AF/Areas/Plant-Science/Wheat-barley/b-glucan-wheat
19.- Monsanto. “Stearidonic Acid (SDA) Omega-3 Soybeans. Currently in Phase IV of Monsanto’s R&D Pipeline”. Disponible en: http://www.monsanto.com/products/pages/sda-omega-3-soybeans.aspx
20.- Monsanto. “Omega-3-Enhanced Soybean Oil”. Disponible en: http://www.monsanto.com/products/pages/how-omega-3-works.aspx
21.- Ruiz-Lopez, N., Haslam, R.P., Napier, J.A., Sayanova, O. (2013). Successful high-level accumulation of fish oil omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids in a transgenic oilseed crop. The Plant Journal, 77(2): 198-208
22.- Betancor M.B., M. Sprague, S. Usher, O. Sayanova, P. J. Campbell, J. A. Napier, D. R. Tocher. (2014). A nutritionally-enhanced oil from transgenic Camelina sativa effectively replaces fish oil as a source of eicosapentaenoic acid for fish. Scientific Reports. 5: 8104
23.- von Mogel, Karl Haro (8 de Mayo, 2013). «Q&A with Haven Baker on Simplot’s Innate™ Potatoes». biofortified.org. Biology Fortified, Inc. Disponible en: http://www.biofortified.org/2013/05/qa-with-haven-baker-innate-potatoes/
24.- Instituto Nacional del Cáncer (E.E.U.U). 2008. “Acrilamida en los alimentos y el riesgo de cáncer”. Disponible en: http://www.cancer.gov/espanol/cancer/causas-prevencion/riesgo/dieta/hoja-informativa-acrilamida
25.- APHIS, 2014. “APHIS Announces Deregulation of J.R. Simplot Company’s Potato Genetically Engineered for Low Acrylamide Potential and Reduced Black Spot Bruise”. Disponible en: https://www.aphis.usda.gov/wps/portal/aphis/newsroom/news/sa_federal_register_posts/sa_by_date/sa_2014/sa_11/ct_ge_potatoes/!ut/p/a0/04_Sj9CPykssy0xPLMnMz0vMAfGjzOK9_D2MDJ0MjDzdXUyMDTzdPA2cAtz8jT1dTPULsh0VAbiDHEw!/
26.- FD, 2015. “FDA concludes Arctic Apples and Innate Potatoes are safe for consumption”. Disponible en: http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm439121.htm
27.- Idaho Statesman, agosto de 2015. “USDA OKs Simplot’s 2nd-generation GMO potato”. Disponible en: http://www.idahostatesman.com/news/business/agriculture/article41566452.html
28.- Irish Cental, septiembre de 2015. “Potato genetically engineered to resist blight that plagued Irish during Great Hunger”. Disponible en: http://www.irishcentral.com/news/Potato-genetically-engineered-to-resist-blight-that-plagued-Irish-during-Great-Hunger.html
29.- Jonathan, D. G. J., Witek, K., Walter, V., Florian, J., David, C., Stephen, D., et al. (2014). Elevating crop disease resistance with cloned genes. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 369 (1639): 2013.0087
30.- The Independent, marzo de 2015. “GM ‘super potato’ trials scheduled after general election due to public sensitivity”. Disponible en: http://www.belfasttelegraph.co.uk/news/uk/gm-super-potato-trials-scheduled-after-general-election-due-to-public-sensitivity-31092888.html