La ingeniería genética de los alimentos transgénicos nuevo artículo en Natuorigen.
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Introducción a la ingeniería genética:
Las herramientas de ingeniería genética que se utilizan para crear un alimento transgénico, es decir un organismo genéticamente modificado, son ampliamente utilizadas actualmente en cualquier laboratorio de investigación básica. Este desarrollo de la genética de hecho, ha supuesto un enorme avance en ciencia y ha cambiado de forma drástica la manera en la que se abordan los diferentes problemas de investigación.
¿Qué es un gen y cómo funciona eso?
Todos los organismos superiores están formados por células, por muchas células, diferentes unas de las otras según formen parte de un tejido u otro. Digamos que la célula es la unidad básica de vida, una célula sola es capaz de vivir por si misma si tiene unas condiciones de nutrición y temperatura adecuadas. De hecho en los laboratorios es algo normal trabajar con cultivo de células aisladas, por ejemplo yo trabajo con cultivo de células cardiacas procedentes de corazón, que aislamos y mantenemos en frascos con soluciones de diferentes nutrientes.
Algo que cuesta mucho trabajo de entender desde fuera es que todas las células de un organismo tienen el mismo material genético. Todas las células tienen el mismo ADN porque todas las células de un organismo provienen de una sola célula primera que ha ido duplicándose y dividiendo cada vez hasta formar todo un organismo. Dentro de todo ese ADN llamamos genes a pequeños trocitos de ADN que tienen la información concreta para que se forme un tipo de molécula. En los genes está toda la información necesaria para que las diferentes células puedan hacer todo lo que hacen. La diferencia entre las células del corazón y las del riñón está en que a pesar de tener el mismo ADN, cada tipo de célula puede utilizar una serie de genes diferentes, lo que les proporciona unas características propias.
Veamos ahora cómo se aplica este conocimiento en los alimentos transgénicos.
¿Qué es un alimento transgénico?
Un transgénico es un organismo que se modifica artificialmente introduciéndole un gen que le proporcionará una característica concreta. ¿Cómo se hace esto?
De manera sencilla, lo que suele hacerse es obtener el ADN de un organismo que tenga esa característica que queremos. De ese ADN podemos extraer el gen que nos interesa mediante técnicas de biología molecular (normalmente mediante PCR), y una vez lo tenemos se introduce en un plásmido bacteriano que será el vehículo para poder hacer lo que queramos hacer con ese trocito de ADN.
Aunque sé que será un poco complejo de entender en una primera aproximación creo que es importante saber de qué va esto de los plásmidos y las bacterias porque dos de las cosas más recurrentes que se oyen al hablar de transgénicos es el tema de las bacterias y de los antibióticos.
Una de las críticas generalizadas cuando se critican los transgénicos es que se usan bacterias para hacerlos. Es cierto, pero no deja de ser una crítica inocua. Como veremos a continuación el uso de bacterias, generalmente E.coli, para manipular el ADN, propagarlo, extraerlo y purificarlo es realmente seguro y no hay riesgo alguno para la salud ni de los investigadores, ni de los consumidores, ya que una vez tengamos el ADN final que necesitamos, este se extrae de las bacterias y se purifica, de modo que no hay resto alguno de vida bacteriana en el material genético que luego se introducirá en el organismo que vamos a modificar.
Al grano; las bacterias son organismos formados por una sola célula, por tanto también tienen su ADN particular con toda la información que necesitan. Pero además tienen otros trocitos de ADN en forma circular llamados plásmidos que normalmente contienen la información para una o dos características especiales, y que se transmiten de forma independiente del resto de su ADN. En un laboratorio de biología molecular estos plásmidos son la herramienta básica para modificar el ADN (lo que llamamos ingeniería genética). Podemos extraer los plásmidos de las bacterias, cortarlos, meterles otro trocito nuevo (por ejemplo el gen que nos interesaba), volverlos a pegar para que sea un circulito, e introducirlo de nuevo en otra bacteria para propagarlo.
Luego lo que hacemos es seleccionar de todas las bacterias que tenemos aquella que realmente tiene el plásmido que nosotros hemos construido. Existen cientos de plásmidos diferentes disponibles comercialmente, y no me refiero a que se hayan introducido diferentes genes en un plásmido, esto es infinito. Me refiero a que como herramientas de ingeniería genética hay muchísimos plásmidos diferentes cada uno con diferentes características. Entre otras, todos los plásmidos tienen un gen de resistencia a algún antibiótico conocido, lo que nos permite seleccionar a las bacterias que han introducido el plásmido de las que no. Mediante el uso de dicho antibiótico, por ejemplo ampicilina, sólo sobrevivirán en nuestro cultivo aquellas bacterias que han introducido nuestro plásmido. Este paso es fundamental metodológicamente hablando. Ya que nos permite tener cultivos de bacterias puros que solo tengan el plásmido que nos interese.
El problema de esta selección con antibiótico es que en el material genético que se usa luego para hacer el transgénico llevamos este gen de resistencia a antibióticos, y hay cierto riesgo de que al consumir un alimento que lleva esta información, esta pueda pasar a las propias bacterias presentes en nuestro cuerpo, de forma que estaríamos dándole la posibilidad de defenderse ante ese antibiótico, que ya no podríamos utilizar medicamente en caso de infección.
¿Es realmente importante este riesgo? La verdad es que yo no me atrevo a dar una respuesta. La posibilidad existe y es un tema de recurrente revisión científica, como podéis ver aquí.
Para terminar con nuestra clonación, que así se llama el proceso en los laboratorios, se hace crecer las bacterias seleccionadas para propagar nuestro plásmido y poder tener una buena cantidad de material genético. Se extrae de las bacterias el ADN plasmídico y se purifica.
Finalmente este material genético hay que introducirlo en las células del organismo al que queremos modificar. Para ello hay varios sistemas posibles, el más habitual en ingeniería de plantas es el uso de la bacteria Agrobacterium tumefaciens que viven en el suelo y tienen la capacidad de infectar las células de las plantas e introducir su ADN.
Nuestro plásmido tiene que entrar en las células de la planta y luego integrarse en su genoma. Después del proceso de inserción del gen, los tejidos de la planta se transfieren a un medio de selección de nuevo con el antibiótico correcto. De modo que sólo sobrevivirán los tejidos de las plantas que han integrado con éxito nuestra construcción de ADN (transgen).
Obtener plantas completas desde esos tejidos vegetales es relativamente fácil por las características propias de las plantas que tienen la capacidad de dar plantas completas desde diferentes tejidos (como cuando coges una ramita, la siembras y crece una planta completa, osi siembras una patata). Los tejidos transgénicos se cultivan en condiciones ambientales controladas con nutrientes y hormonas y dan lugar a plantas completas que producen semillas, objetivo final de todo este lío.
En el caso de animales es mucho más complejo puesto que hay que para formar un organismo vivo modificado hay que transformar las células de la línea germinal, es decir los embriones cuando aún son unas poquitas células. Este proceso es totalmente diferente y normalmente se realiza por microinyección, un proceso mucho más sofisticado.
Transgénicos como mejora genética:
La mejora genética ha formado parte de la práctica habitual del hombre tanto en agricultura como ganadería. El cruce de variedades con determinadas propiedades y el favorecimiento de determinadas características es al fin y al cabo una mejora genética que se ha hecho de forma tradicional desde hace cientos de años.
La diferencia es que mediante estas técnicas de ingeniería genética podemos introducir en un organismo prácticamente el gen y la característica que queramos, sea de la propia especie o no, y hacerlo de forma realmente rápida y expansiva.
¿Y esto es malo? La biotecnología es una gran herramienta con un potencial enorme, pero dependiendo de quién haga uso de ella puede dar lugar a logros increíbles o a negocios individuales que solo benefician a unos pocos. “Un gran poder conlleva una gran responsabilidad”.
Como ya he dicho desde el punto de vista científico ha supuesto un avance realmente difícil de evaluar, ya que ha supuesto un incremento exponencial del conocimiento sobre todo, pero que en última instancia se reflejará en avances médicos y salud.
Sin embargo la aplicación de esta técnología en el mundo de la alimentación y nutrición tiene muchas otras connotaciones. ¿Por qué no salen adelante plantas con características que mejoren las propiedades nutricionales de los alimentos? ¿Qué hay de las patentes que podrían suponer una mejora para el medio ambiente? ¿Se pueden conseguir cultivos que limiten el uso de pesticidas?
Actualmente los alimentos transgénicos que han sido aprobados para la alimentación humana no aportan nada desde el punto de vista nutricional, social, o medioambiental. La primera licencia fuepara los tomates “flavr savr” que permiten controlar el proceso de maduración, siguieron el maíz “MON809”, y “MON810” con resistencias a 2 plagas concretas, la soja transgénica “Roundup ready”, las patatas “Amflora” para la producción industrial de almidón, y el salmón “AquAdventage” con mayor capacidad de crecimiento y que está a punto de aprobarse en muchos países. Como puedes ver todos estos transgénicos tienen un claro afán lucrativo, han contado con el apoyo financiero y en último término político que ha permitido su posible explotación agroindustrial.
Sin embargo no todo es negro, existen algunas aproximaciones muy interesantes que igual no han dispuesto de los medios suficientes para salir adelante, pero cuyo objetivo último sí que era un bien humanitario: El arroz Golden Rice al que se le ha introducido un gen que hace que el arroz tenga Betacaroteno (vit A) siendo una posible solución a los déficits de esta vitamina en muchos países en desarrollo. Parecido se ha hecho con unas patatas con alto valor nutricional a las que se le introdujo un gen que aumenta el contenido proteico de la patata, incluido aminoácidos esenciales.
Además existen proyectos con un posible beneficio medioambiental, desarrollando súper plantas fijadoras de carbono que podrían contrarrestar la emisión masiva de CO2, o plantas que puedan luchar contra la contaminación de las aguas, siendo capaces de absorber algunos contaminantes a través de sus raíces.
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Pero… ¿Son seguros los alimentos transgénicos? ¿Hay riesgo para la salud? ¿Son sostenibles? ¿Acabaran los transgénicos con el hambre en el mundo?
No es el objetivo de este post tratar estos temas. Solo puedo decir que desde el punto de vista genético y biotecnológico el hecho de conseguir un organismo modificado genéticamente no tiene por qué suponer ningún riesgo para la salud humana. El riesgo deberá evaluarse en cada caso en función de los genes que se introduzcan en el organismo receptor, pero no hay en el desarrollo tecnológico para la obtención del transgénico ningún factor de riesgo.
Excluyendo como he explicado más arriba la posibilidad de introducir resistencia a antibióticos que viene aparejada a la selección genética necesaria para la obtención del transgénico. Es un riego que yo particularmente veo pequeño, pero existe, y creo que también se podría trabajar al respecto para minimizarlo, por ejemplo obligando siempre al uso de un antibiótico en concreto, de modo que sólo “malgastemos” uno de toda la batería de antibióticos que disponemos.
Sin embargo no quiero decir con esto que actualmente sea totalmente seguro el consumo de transgénicos, hay muchísimos estudios desvelando los posibles riesgos para la salud. El ejemplo más claro es el del glifosato, herbicida usado masivamente en cultivos transgénicos de todo el mundo, ya que es el herbicida para el que son resistentes algunas variedades de soja y maíz transgénico comercializadas por Monsanto. Por lo tanto han modificado genéticamente estos cultivos para que sean resistente a un pesticida que podría ser peligroso para la salud como podemos ver en estas revistas científicas: “Food and chemical toxicology”, “Int. Journal of Biological Science”, “Lance”, “Arch. Toxicology”, “Environ Health Perspectives”.
Desde el punto de vista del medioambiente sin embargo sí que hay varios puntos delicados que aún no se pueden tratar con certeza. La transferencia horizontal en plantas es algo que no está del todo comprobado pero que podría suponer un enorme riesgo medioambiental. El hecho de que un cultivo transgénico no esté lo suficientemente controlado o aislado del resto de la vegetación podría dar lugar a una transferencia de los transgenes a la naturaleza.
Por otra parte también existe la posibilidad de que los propios cultivos transgénicos puedan propagarse y colonizar zonas salvajes, desplazar a flora autóctona, etc.
Otro de los argumentos a favor incluye la disminución del uso de pesticidas y herbicidas. A mediados de los años 90, las compañías comenzaron a publicitar semillas genéticamente modificadas que prometían reducir el uso de pesticidas debido a la introducción de genes de resistencia a determinadas plagas, sin embargo en la actualidad se ha comprobado que en lugar de disminuir su uso en las plantaciones de transgenicos, este se ha intensificado. En buena parte porque la mayoría de los cultivos genéticamente modificados -canola, soja, maíz y algodón- contienen un gen de tolerancia al herbicida comercial (Roundup) de uso masivo en estos cultivos.
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En conclusión: El conocimiento científico aplicado a la ingeniería genética es impresionante, pero sin embargo, no encuentro ninguna razón objetiva que justifique el desarrollo de alimentos transgénicos más allá del beneficio económico para las grandes compañías que desarrollan esta tecnología. Los argumentos a favor de la implantación de cultivos transgénicos se venden desde el punto de vista social, justamente lo contrario de lo que son.
El hambre en el mundo tiene causas sociales, no de falta de producción, por tanto sería cuestión de solucionar estos temas sociales. Las grandes empresas biotecnológicas están obteniendo beneficios incalculables y una fuente de poder monopolista que está acabando con la agricultura tradicional, y transformando la economía a un modelo difícilmente sostenible. Un modelo muy alejado de la lucha contra el hambre en el mundo.
Resumiendo
- Un riesgo medioambiental muy alto y sin calcular.
- Una motivación lucrativa muy alejada de valores filantrópicos como acabar con el hambre y la malnutrición en el mundo.
- La implantación de un sistema de cultivo masivo que perjudica seriamente la agricultura y economía locales.
- Y el riesgo para la salud que está rodeando la utilización de RoundUp en los primeros cultivos transgénicos que se han autorizado.
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