[ OGM ] Pericoli Involontari da Alimenti e Colture Geneticamente Modificate: Categorie di Effetti Involontari e Scenari di Effetti Possibili

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Pubblicato il giorno 17 marzo 2009 - 1 commento



   


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[ OGM  Pericoli Involontari da Alimenti e Colture Geneticamente Modificate ]

In un articolo di revisione, Cellini et al. (2004) opera una distinzione tra “prevedibili effetti indesiderati” e “imprevedibili effetti indesiderati” delle manipolazioni genetiche. Gli effetti indesiderati prevedibili vanno oltre l’effetto dell’obiettivo ma “possono essere spiegabili in termini della nostra attuale conoscenza della biologia delle piante e la via metabolica di integrazione e le interconnessioni”. Ad esempio, le piante di colza transgenica hanno avuto un aumento dei livelli di carotene nei loro semi – l’effetto obiettivo – ma hanno anche ridotto i livelli di altre sostanze (tocoferoli e clorofilla; si veda Shewmaker et al. 1999). Anche se non intenzionali, questi risultati non sono stati del tutto sorprendenti, dal momento che era già noto che le vie metaboliche di carotene e di quelle di produzione di clorofilla e tocoferoli sono collegati. Quindi, se si prende in considerazione un contesto più ampio, la riduzione delle quantità di queste ultime sostanze potrebbe anche essere previsto.

Gli effetti indesiderati imprevedibili degli organismi geneticamente modificati, al contrario, non sono ancora ben chiari – gli scienziati semplicemente non sanno come interpretare gli effetti. Nell’esempio del precedente esperimento in cui si è parlato del contenuto di carotene nella colza transgenica, anche la composizione degli acidi grassi è stata modificata; non vi era più acido oleico e acido linoleico e linolenico. Come fanno notare gli autori, questo “cambiamento di composizione negli acidi grassi era inattesa” (p. 408), poiché non vi è alcuna connessione tra le note di sintesi degli acidi grassi e il percorso del carotenoide.

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Interessante in questo contesto è come un effetto non intenzionale in un esperimento possa diventare un effetto intenzionale in quello successivo. In uno studio, dei ricercatori hanno osservato come la manipolazione genetica del metabolismo della fecola nelle patate ha influenzato la produzione di altre sostanze (Roessner et al. 2001). Hanno trovato, a sorpresa, che i livelli di aminoacidi sono stati modificati. Questo è stato sorprendente, poiché non è noto il legame tra le vie metaboliche dell’amido e degli aminoacidi. In uno studio condotto successivamente, in parte dagli stessi ricercatori, si è notato un incremento di aminoacidi contenuti, ma in questo caso, la conclusione non è stata segnalata come inattesa, in quanto è stato riscontrato nella precedente ricerca (Regierer 2002). Tuttavia, non vi è stata una migliore comprensione delle connessioni e la constatazione è rimasta un enigma. In questo caso un effetto involontario è diventato un effetto atteso, al quale comunque non si è direttamente mirato. Quindi, si potrebbe aggiungere un altro tipo di effetti indesiderati: quelli che sono prevedibili, ma non compresi.

Indipendentemente da come raggruppiamo gli effetti indesiderati, il punto principale è che l’effetto obiettivo di una manipolazione non si pone in modo isolato dal resto dell’organismo. Non si tratta semplicemente di aggiungere all’organismo un insieme di caratteri. L’organismo, in virtù della manipolazione genetica, si sviluppa diversamente e tutto l’organismo è impegnato in questo sviluppo. Il gene costruito non è separato dal resto dell’organismo e, se così fosse, la nuova caratteristica non si verificherebbe mai, perché la produzione di nuove sostanze richiede l’attività fisiologica e metabolica di tutto l’organismo. In questo senso gli effetti involontari della manipolazione genetica possono sempre essere previsti perché sono – come è l’effetto obiettivo – espressioni (sintomi) del modo in cui l’organismo si adatta al cambiamento e alla manipolazione genetica. Gli effetti involontari si generano perché l’organismo è un insieme integrato ermeticamente; ma proprio perché abbiamo appena iniziato a capire la complessa rete di interazioni all’interno di questo complesso, gli effetti rimangono imprevedibili.

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Quando un organismo geneticamente modificato, i mutamenti nella sua morfologia, fisiologia, metabolismo cambieranno il modo in cui esso si rapporta al suo ambiente. Proprio per il fatto che il gene non è isolato dall’organismo, l’organismo non è isolato dal suo ambiente. L’espressione “effetto involontario” è più usata nella letteratura scientifica in relazione agli effetti che un organismo transgenico può avere per il suo ambiente. Si possono evitare le piante transgeniche, nell’ambiente naturale, attraverso la semina o l’impollinazione incrociata con i loro simili (Reichman et al. 2006; Warwick et al. 2007; Zapiola et al. 2008)? Possono i residui della tossina Bt da colture geneticamente modificate incidere involontariamente sugli insetti (Rosi-Marshall et al. 2007)?

Dare agli animali dei mangimi che contengono piante geneticamente modificate, può contribuire ad avere effetti negativi (Prescott et al. 2005; Flachowsky et al. 2007)? L’uso più massiccio di glifosato, che viene spruzzato su colture resistenti agli erbicidi, può avere dei propri effetti involontari (Owen e Zelaya 2005)? Dal momento che tali effetti sono stati riscontrati, è chiaro che, così come ci sono degli effetti nelle sottili variazioni delle modificazioni genetiche , all’interno di un tale organismo, così ci sono anche delle variazioni negli effetti per l’ambiente.

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Gli effetti involontari della manipolazione genetica sull’organismo ospitante non avvengono necessariamente solo a causa del gene che è direttamente connesso con l’effetto. Ci sono numerosi modi in cui la manipolazione genetica può mettere in moto cambiamenti nell’organismo ospitante. Sebbene l’intervento genetico possa sembrare semplice, in realtà si tratta di una rete complessa di relazioni che possono essere alterate in molteplici modi. Qui ricordiamo solo alcune delle possibilità, per far meglio comprendere i motivi per cui le manipolazioni genetiche sono in gran parte imprevedibili.

[ 1 ] – Gli scienziati hanno scoperto che è bene inserire solo il “gene bersaglio” nell’organismo ospitante. Questo non dà l’effetto desiderato. C’è bisogno di costruire un gene costituito da sequenze di DNA provenienti da varie fonti (cfr. tabella 1). Ad esempio, la maggior parte delle piante geneticamente modificate sono costituite da DNA della pianta stessa, virale e batterico in aggiunta all’effetto del “gene bersaglio”. Ciò significa che ognuno di questi segmenti di DNA deve produrre la propria ondulazione sull’organismo.

Ad esempio, il DNA relativo alla resistenza agli antibiotici o alla resistenza erbicida, fa spesso parte di un gene costruito e funziona come un cosiddetto marker. Quando centinaia o migliaia di piante sono state sottoposte a una potenziale alterazione genetica, i ricercatori sono grado di trattarle con gli opportuni erbicidi; quelle che sopravvivono sono in genere in possesso del gene marcatore e, con una certa probabilità, del gene bersaglio. Nella misura in cui questo gene marcatore rimane collegato al gene bersaglio, esso e i suoi effetti accompagneranno la pianta e la sua progenie attraverso le generazioni.

Le piante non vengono mai modificate con l’aggiunta di un solo gene estraneo. Un intero gene costruito, composto di DNA provenienti da fonti diverse, è introdotto nella pianta (vedi tabella 2). In generale, la un gene costruito, immesso nelle piante transgeniche contiene almeno i seguenti elementi:

  • Un gene bersaglio derivato da un altro organismo.
  • Un promotore, spesso derivato da un virus, che garantisce l’espressione del gene bersaglio in tutti i tessuti della pianta o, a volte, soprattutto in determinati tessuti.
  • Uno o più geni marcatori che aiutano i biotecnologi ad identificare le piante che sono state trasformate con successo; questi geni di solito sono derivati da batteri.
  • Una sezione circolare di DNA (chiamato plasmide) da un batterio. Tutte le altre sequenze di DNA sono biochimicamente inserite nel plasmide, che porta il DNA estraneo nelle cellule della pianta.

Quando l’esperimento di ingegneria genetica va secondo i piani, ogni cellula dell’organismo contiene, alla fine, almeno una copia completa del gene costruito. Attraverso questo il metabolismo delle cellule viene alterato e la pianta è obbligata a produrre nuove sostanze. Nelle colture Roundup Ready e BT , le proteine transgeniche sono prodotte continuamente in ogni cellula della pianta. Al contrario, in condizioni normali di metabolismo delle proteine, la maggior parte delle proteine sono specifiche per particolari tessuti e temporaneamente hanno limitate funzioni. Nel caso della soia Monsanto Roundup Ready, resistente al glifosato (linea “40-3-2″), si è segnalato che il gene costruito è stato integrato in un unico punto (locus) nel genoma della pianta. Essa contiene le seguenti sequenze di DNA:

  • Una copia del gene bersaglio (sequenza di DNA, originariamente derivato dal batterio Agrobacterium, per la resistenza al glifosato).
  • Il virus promotore del mosaico del cavolfiore, in modo che il gene bersaglio possa essere espresso in tutte le parti della pianta.
  • DNA dal petunia per portare il prodotto genico (un enzima) ai cloroplasti in modo che sia presente in quantità adeguate per proteggere le foglie quando la pianta viene spruzzata con l’erbicida.
  • DNA da un batterio (Agrobacterium tumefaciens) per disciplinare la produzione stabile dell’enzima necessario per la resistenza agli erbicidi.

Un certo numero di sequenze di DNA, che sono state originariamente parte del DNA costruito, non sono state integrate nel genoma della soia, compresi il principale marcatore (GUS) e un gene batterico il gene marcatore (nptII), entrambi provenienti dal batterio Escherichia coli. Nel 2000, quattro anni dopo la soia Roundup Ready sono stati coltivati in commercio, la Monsanto ha riferito gli scienziati la scoperta che le sequenze di DNA supplementari erano stati incorporati nella soia: un segmento del gene bersaglio, che si trova accanto alla costruzione di cui sopra, e un secondo composto da inserire ancora un altro segmento del gene bersaglio. Secondo la Monsanto, nessuno di questi è espressa in pianta. Questo esempio indica l’imprevedibilità inerente al reale integrazione di un gene costruire in un impianto del genoma. Fonti: FDA / CFSAN

[ 2 ] – Dal momento in cui il gene viene inserito nell’organismo ospite in modo casuale (vedi tabella 2), il processo stesso di inserimento può essere foriero di effetti indesiderati (Day et al. 2000; Freese e Schubert 2004; Forsbach et al. 2003; Latham et al. 2006; Makarevitch et al. 2003; Wilson et al. 2004):

  • Da quando le copie multiple del “costrutto” vengono colpite nelle colture dei tessuti o inserite nei batteri (Agrobacterium) che vengono successivamente utilizzati come veicoli per il “costrutto” all’interno delle celle, le copie multiple del “costrutto” e/o i frammenti multipli di esso, possono essere inseriti nel genoma della pianta – in luoghi diversi nello stesso cromosoma o in diversi cromosomi.
  • Un singolo gene costruito può essere rotto e i frammenti inseriti in luoghi diversi nel menoma dell’organismo. Tali frammenti possono o non possono avere effetti diretti.
  • L’inserimento del gene o dei suoi frammenti costruiti può interrompere un gene funzionale nel luogo di inserimento ( “insertional mutagenesi”) e quindi causare una perdita o un cambiamento di funzione di tale gene.
  • Ci possono essere dei riassetti del DNA dentro e intorno al sito di inserimento.

[ 3 ] – Ipotizzando che il gene bersaglio sia funzionalmente integrato nel genoma dell’organismo ospitante,  l’organismo produrrà nuove sostanze, più comunemente enzimi, che portano al raggiungimento del traguardo. Il metabolismo dell’organismo ospite può interagire in modi sconosciuti con il transgene e con i suoi prodotti. Ad esempio, l’organismo può reagire alla manipolazione genetica annullando l’espressione del transgene, questo è chiamato transgene silenziatore (Matzke et al. 2000). Un organismo può anche compensare eccessivamente e fermare la produzione di sostanze simili prodotte normalmente. Come risultato, l’effetto sulla manipolazione genetica diventa il contrario di ciò per cui era destinata (Tretheway et al. 1998).

[ 4 ] – La coltura dei tessuti, processo di rigenerazione del tessuto vegetale manipolato può di per sé provocare un aumento delle mutazioni nella pianta che può avere i propri effetti e, eventualmente, interagire con i geni estranei in modi inaspettati (Jain 2001; Filipecki e Malepszy 2006).

[ 5 ] – Gli organismi appartenenti alla stessa specie non sono geneticamente identici. Ogni singolo organismo possiede un genoma. Questo è chiamato il suo “background genetico” ed è in questo contesto che il transgene viene inserito. Pertanto, lo stesso gene costruito può sottilmente ottenere effetti diversi a seconda dei modelli (Horvath et al. 2001). Ciò svolge un ruolo importante, naturalmente, nella scelta delle specifiche varietà di soia, di mais o di altre colture di cui si usa la varietà genitrice per la modificazione genetica.

[ 6 ] – Gli effetti involontari possono sorgere quando l’organismo transgenico è sottoposto a mutate condizioni ambientali e il suo metabolismo risponde a queste condizioni, producendo diverse sostanze e strutture, che possono colpire, ed essere colpite dal transgene e dai suoi prodotti (Gertz et al. 1999 ; Chen et al. 2005).

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    Alcuni passi estratti dalla “Sacra Bibbia” – testo ebraico – Edizione riveduta Dott. Giovanni Luzzi, 1925
    Antico Testamento

    18 Non sanno e non comprendono nulla, perché hanno impiastrato i loro occhi affinché non vedano, e i loro cuori perché non comprendano. 25 Io rendo vani i presagi dei bugiardi e rendo insensati gli indovini; io faccio indietreggiare i savi e rendo folle la loro conoscenza…
    Libri profetici – Profeta Isaia – Capitolo 44°, versetti 8 e 25 (Isaia 44:18-25)

    11 E Dio disse: “La terra produca germogli, erbe che producono seme e alberi da frutto, che facciano sulla terra frutto con il seme, ciascuno secondo la sua specie”. E cosi avvenne: la terra produsse germogli, erbe che producono seme, ciascuna secondo la propria specie e alberi che fanno ciascuno frutto con il seme, secondo la propria specie. E Dio vide che era cosa buona.
    Genesi, Primo racconto della creazione capitolo 1° versetto 11 (Genesi 1:11)

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