Objeto biotecnológico: arroz dorado y humanitarismo Texto de la presentación realizada por Paula Suárez López, investigadora del Centre de Recerca en Agrigenòmica, Consorci CSIC-IRTA-UAB-UB, en el Diálogo Interdisciplinario “Naturalezas híbridas Objeto: producto transgénico”, organizado por TalentLab, en la Residencia de Investigadores del CSIC en Barcelona el 5 de marzo de 2013.
El objetivo de esta presentación es explicar cuál es el objeto de este diálogo, es decir, qué es el arroz dorado, cómo se produjo y cuál es su finalidad. He elegido el arroz dorado porque me parece un ejemplo extraordinario del potencial que tiene un organismo modificado genéticamente para ayudar a resolver un problema grave de malnutrición. Además, espero que esta presentación sirva para despejar dudas sobre qué son los organismos transgénicos y para mejorar su percepción social. La característica más visible del arroz dorado es su color amarillo. Este color es el que le da el nombre. Es un arroz muy vistoso; se parece al arroz de la paella, pero sin necesidad de añadirle azafrán ni colorantes de ningún tipo. Se trata de una variedad transgénica de arroz. Dado que los transgénicos despiertan bastante desconfianza o incluso miedo en una parte de la sociedad, en cierta medida por una percepción errónea o a veces quizás por desconocimiento, antes de continuar explicando qué es el arroz dorado quiero explicar qué es un organismo transgénico y cómo se produce. Los transgénicos son un tipo de organismos modificados genéticamente. Más adelante pondré algún ejemplo de otros tipos. Un organismo transgénico es aquél en el que se ha introducido un gen (o más de uno) procedente de un organismo diferente. Los organismos vivos están formados por células que llevan en su interior el ADN, el material genético. El ADN forma una serie de cadenas en las que están ordenados los genes. Un organismo transgénico, por ejemplo, una planta, lleva un gen de otro organismo, que podría ser una especie relacionada, por ejemplo, otra planta diferente, o un organismo más distante, por ejemplo, una bacteria. Aislaríamos un gen de ese otro organismo y lo transferiríamos a nuestra planta. Ese gen procedente de otro organismo se denomina transgén. Quiero recalcar que la transferencia de genes entre organismos es un proceso natural. A lo largo de la evolución ha habido transferencia de genes entre distintos organismos, en algunos casos relacionados entre sí; por ejemplo, ha habido transferencia de genes entre hongos, entre plantas parásitas y sus plantas hospedadoras y entre bacterias, esta última bastante frecuente. También se han detectado transferencias de genes de virus y de bacterias a animales (incluidos los seres humanos) y plantas. En concreto, nos interesa la capacidad que tienen ciertas bacterias de transferir parte de sus genes a las plantas. Una de estas bacterias se llama Agrobacterium tumefaciens y es un parásito que causa en las plantas una especie de tumores denominados agallas. Cuando la bacteria infecta a la planta, le transmite una parte de su ADN que se denomina ADN-T, y es este proceso de transferencia natural el que se puede aprovechar para hacer plantas transgénicas. Podemos meter el gen que nos interese dentro del ADN-T de la bacteria, infectar la planta con la bacteria, y ésta transmitirá al ADN de la planta el gen que le 1
hemos metido. Después eliminamos la bacteria para que la planta lleve el gen de interés, pero no esté infectada. La transgénesis o transgenia no es más artificial que otras modificaciones genéticas que se utilizan para generar nuevas variedades vegetales. Una de estas técnicas es la generación de híbridos, que se obtienen mediante el cruzamiento de dos especies muy relacionadas entre sí. El híbrido tendrá una mezcla de los ADNs de las dos plantas que hemos cruzado. Dos ejemplos de híbridos son el plátano y el fresón. Otra forma de generar nuevas variedades es la mutagénesis, es decir, la inducción artificial de cambios en la secuencia del ADN de la planta. Para ello se pueden utilizar agentes químicos o radiaciones, como los rayos X o gamma. Hay variedades comerciales mutantes generadas así de muchísimas plantas, como maíz, arroz, tomate, manzanas, etc. En el caso de la mutagénesis, normalmente se producen cambios en más de un gen y no se sabe cuántos cambios llevan las variedades mutantes. Como se puede deducir, la generación de un transgénico es más dirigida, más específica, más “limpia” por decirlo de alguna manera, que la de una variedad mutante o un híbrido. Tras esta introducción sobre los organismos transgénicos, vayamos a lo que nos interesa, el arroz dorado. Su color amarillo se debe a unos pigmentos vegetales denominados carotenoides. Uno de ellos, el β-caroteno o provitamina A, lo ingerimos con la alimentación, y se transforma en nuestro cuerpo en vitamina A. La zanahoria es uno de los vegetales que contienen más provitamina A. La vitamina A es esencial para el desarrollo embrionario, el crecimiento, el funcionamiento del sistema inmune y la vista. Muchos de nosotros recordamos a nuestras madres diciendo “come zanahoria, que es buena para la vista”. En efecto, la deficiencia de vitamina A puede producir ceguera y aumenta la incidencia y la gravedad de diversas enfermedades infecciosas, como enfermedades respiratorias, diarrea, etc. Estos efectos son más graves cuando la carencia de vitamina A se sufre durante la infancia. Según la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 200 millones de niños en edad preescolar sufren deficiencia de vitamina A. Se calcula que si se proporcionase vitamina A a todos los niños malnutridos, se podrían evitar unos 2 millones de muertes infantiles al año. La deficiencia de esta vitamina está asociada a la pobreza, y en Asia afecta sobre todo a las personas que se alimentan fundamentalmente a base de arroz. Esto se debe a que los granos de arroz carecen de provitamina A. Una posible solución a este problema consiste en hacer que los granos de arroz produzcan y acumulen provitamina A, de manera que al comer arroz se prevendría esa deficiencia. Para ello se ideó el arroz dorado. La creación del arroz dorado se publicó en el año 2000 en la revista Science y fue el resultado de la colaboración entre dos laboratorios de centros públicos de investigación: el de Ingo Potrykus en el Instituto Federal Suizo de Tecnología y el de Peter Beyer, en la Universidad de Friburgo. Es importante resaltar que se generó en laboratorios públicos porque hay quien piensa que los transgénicos sólo los producen grandes empresas multinacionales. Para crear el arroz dorado, Potrykus y Beyer utilizaron los conocimientos previos sobre el mecanismo de producción de provitamina A en las plantas. La provitamina A se produce a partir de un precursor a través de una serie de 2
conversiones. De cada una de estas conversiones se encarga una proteína producida por un gen diferente. Por tanto, para generar el arroz dorado, los laboratorios de Potrykus y Beyer introdujeron en la planta de arroz estos genes. En concreto, utilizaron dos genes procedentes de otra planta, el narciso, y un gen procedente de una bacteria que equivale a dos de los genes vegetales. Así obtuvieron el arroz dorado, que tiene ese color amarillo característico porque acumula carotenoides, principalmente provitamina A. Unos años más tarde, en el 2005, se obtuvo una versión mejorada del arroz dorado. Para ello, se sustituyó uno de los genes de narciso por el gen equivalente de maíz, que es mucho más efectivo. Además, se prescindió del otro gen de narciso, ya que en el estudio del año 2000 se había visto que prescindiendo de este gen los granos de arroz seguían acumulando provitamina A, aunque en una cantidad ligeramente inferior. La mayor eficacia del gen de maíz compensa con creces esta reducción. La segunda versión del arroz dorado, por tanto, lleva sólo dos transgenes y tiene un color más intenso, más anaranjado, debido a que acumula entre 10 y 20 veces más carotenoides que la primera versión. A partir de esta segunda versión, se han mejorado diversos aspectos del arroz dorado con la finalidad de conseguir su comercialización y favorecer a las poblaciones que más necesitan un aporte de vitamina A. Las variedades principales de arroz son la japónica, que incluye el arroz que se come en España de forma tradicional, y la índica, que es el arroz largo (por ejemplo, el Basmati) y es el que se come de forma mayoritaria en las zonas del mundo que sufren carencia de vitamina A. La primera versión del arroz dorado se obtuvo en una variedad japónica, pero poco después se generaron arroces transgénicos también de la variedad índica. Además, la primera versión llevaba un gen de resistencia a un antibiótico, pero las versiones posteriores no lo llevan. Estudios recientes han mostrado que unos 50 g de arroz dorado son suficientes para proporcionar un 60 % de la dosis diaria recomendada de vitamina A en niños y además la cocción prácticamente no altera el contenido en carotenoides de los granos de arroz. El proyecto del arroz dorado se concibió desde un principio como un proyecto humanitario, con vocación de servicio a la sociedad. La deficiencia de vitamina A en las poblaciones pobres que consumen arroz como alimento principal se puede evitar poniendo a disposición de estas poblaciones el arroz dorado de forma gratuita. Uno de los aspectos de este proyecto que vale la pena destacar es el interés por introducir los transgenes del arroz dorado en las variedades locales de arroz, para así mantener la biodiversidad local y las variedades tradicionales y aprovechar la mejor adaptación de esas variedades al clima de cada zona. Uno de los quebraderos de cabeza del Proyecto Humanitario del Arroz Dorado fue el paso de la fase de investigación a la fase de desarrollo del producto para poder llegar a su comercialización. Esta segunda fase, en general, no se puede realizar con financiación pública. Este obstáculo se superó mediante el acuerdo con la empresa agroquímica Syngenta, que fue la que desarrolló la segunda versión del arroz dorado. A pesar de entrar en juego esta multinacional, el acuerdo de protección de la propiedad intelectual del arroz dorado es un ejemplo a seguir. La empresa obtiene los derechos de 3
explotación comercial a cambio de su apoyo al proyecto humanitario, y los inventores obtienen licencias gratuitas para usos humanitarios. Las decisiones estratégicas están guiadas por el Consejo Humanitario del Arroz Dorado, del que forman parte Potrykus y Beyer. Además, el acuerdo incluye una cláusula humanitaria que establece que para los agricultores pobres o de subsistencia las semillas de arroz dorado serán gratuitas y, en cualquier caso, el precio del arroz dorado no será superior al de las variedades no transgénicas de arroz. De esta manera se conjugan los intereses de la sociedad con los del sector privado en un equilibrio realmente encomiable. El mayor impedimento para que el arroz dorado llegue a las personas que se podrían beneficiar de él ha sido (y sigue siendo) superar todas las regulaciones existentes para poder comercializar un producto transgénico. Ingo Potrykus está jubilado, pero dedica una parte de su tiempo a escribir comentarios en revistas científicas que traslucen su tremenda frustración por no poder utilizar el arroz dorado para proporcionar vitamina A a una parte importante de la población más pobre del planeta. Han pasado casi 14 años desde la publicación de la primera versión del arroz dorado y, a pesar de ser uno de los transgénicos más prometedores que se han desarrollado hasta ahora, aún no se puede cultivar. Se espera que a lo largo de este año se superen las trabas legales para poder comercializarlo. Estas trabas incluyen unas regulaciones excesivamente rigurosas que requieren, entre otras cosas, que cada país dé su aprobación para el cultivo de cada transgénico. El proceso de “legalización” también exige unas pruebas de toxicidad y de alergias comparables a las de los productos farmacéuticos y que no son necesarias para variedades vegetales producidas mediante otros métodos de modificación genética. Estas regulaciones podían estar justificadas hasta cierto punto al principio del desarrollo de los transgénicos, pero hoy día no lo están. Dieciséis años de experiencia práctica en el cultivo de transgénicos por unos 20 millones de agricultores y numerosísimos estudios de bioseguridad demuestran que la tecnología transgénica es segura, probablemente una de las más seguras que existen. A pesar de ello, el proceso de superación de todas las regulaciones es tan largo y tan caro, que no está al alcance de las instituciones públicas ni de las pequeñas y medianas empresas. Esto es lo que ha hecho que actualmente prácticamente todos los transgénicos estén en manos de las grandes corporaciones multinacionales del sector. Ingo Potrykus dice que es una obligación moral poner la tecnología transgénica a disposición de la sociedad. Yo voy más allá. Es más que una obligación moral. La sociedad tiene derecho a disfrutar de esa tecnología. De hecho, la Declaración Universal de Derechos Humanos establece en su artículo 27 que “toda persona tiene derecho a participar en el progreso científico y en los beneficios que de él resulten”. Los beneficios que se podrían obtener de los transgénicos son inmensos y, por lo tanto, es esencial informar al público y promover un uso de los transgénicos responsable y sostenible en beneficio de la sociedad. Estos usos tienen que estar regulados, pero no de una forma tan excesiva que impida que la población pueda beneficiarse de ellos, sino de una forma proporcional a los riesgos reales que puedan suponer. Una regulación exagerada puede llegar a suponer una vulneración de un derecho fundamental. 4
Como casi todos los transgénicos, el arroz dorado no ha estado exento de polémicas. Dos instituciones científicas, el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) y el Instituto de Investigación del Arroz de Filipinas (PhilRice), están realizando ensayos de campo con el arroz dorado en Filipinas. El año pasado, los campos de ensayo fueron atacados por un grupo de personas que arrancaron y pisotearon las plantas. Me parece interesante mostrar de qué formas tan diferentes se puede presentar la información sobre los ataques. Según la página web de la campaña chilena “Yo no quiero transgénicos”, los campos fueron destruidos por agricultores para “poner un alto a la comercialización planeada de la cosecha”. Está claro que aquí hay una cierta manipulación de la información, ya que las cosechas de los ensayos experimentales no se comercializan. Según la sección de noticias de la revista científica Science, en cambio, los ataques los realizaron grupos anti-transgénicos, no agricultores, y según testigos presenciales, esta versión se aproxima más a la realidad. A pesar de estas polémicas recurrentes, los científicos estamos convencidos de la enorme utilidad que pueden tener los transgénicos para la agricultura, por ejemplo, para conseguir plantas resistentes a distintas plagas o tolerantes a condiciones climáticas adversas; para adaptar las mejores variedades a las condiciones de cultivo local; para mejorar la calidad de los productos vegetales y el rendimiento de las cosechas, etc. También tienen usos en alimentación, como hemos visto con el arroz dorado; en industria, por ejemplo, para la obtención de fármacos, biocombustibles u otros productos de uso industrial; y también son extraordinariamente útiles en investigación para poder analizar la función de los genes de los seres vivos. En resumen, el arroz dorado puede ser una solución para prevenir la deficiencia de vitamina A, más barata, efectiva y sostenible que otras alternativas. Podemos decir también que los transgénicos no son más artificiales que las variedades producidas mediante otros métodos de modificación genética que se comercializan desde hace décadas, y que la tecnología transgénica es segura. Si un transgénico determinado supone algún tipo de riesgo para la salud o para el medio ambiente será por el gen concreto que se le ha introducido y no por la técnica utilizada para ello. Como acabamos de ver, el potencial de los transgénicos es inmenso, pero para poder aprovecharlo es necesario reducir y adaptar la legislación a los riesgos reales y no mantenerla en función de una percepción exagerada de los riesgos por una parte de la población. Bibliografía Allow Golden Rice Now, http://www.allowgoldenricenow.org/. Campaña “Yo no quiero transgénicos”, Agricultores Filipinos Destruyen Predios de “Arroz Dorado” GM, http://www.yonoquierotransgenicos.cl/2013/09/agricultoresfilipinos-destruyen-predios-de-arroz-dorado-gm/. Datta, K., Baisakh, N., Oliva, N., Torrizo, L., Abrigo, E., Tan, J., Rai, M., Rehana, S., Al-Babili, S., Beyer, P., Potrykus, I. y Datta, S. K. 2003. Bioengineered ‘golden’ indica 5
rice cultivars with β-carotene metabolism in the endosperm with hygromycin and mannose selection systems. Plant Biotechnology Journal 1, 81-90. Declaración Universal de Derechos Humanos, Asamblea General de las Naciones Unidas, París, 10 de diciembre de 1948. FAO/IAEA Mutant Variety Database, http://mvgs.iaea.org/AboutMutantVarities.aspx. Gelvin, S. B. 2003. Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the "gene-jockeying" tool. Microbiology and Molecular Biology Reviews 67, 16-37. Golden Rice Project, http://www.goldenrice.org/index.php. Hoa, T. T. C., Al-Babili, S., Schaub, P., Potrykus, I. y Beyer, P.. 2003. Golden Indica and Japonica Rice Lines Amenable to Deregulation. Plant Physiology 133, 161-169. Keeling, P. J. y Palmer, J. D. 2008. Horizontal gene transfer in eukaryotic evolution. Nature Reviews Genetics 9, 605-618. Kupferschmidt, K. 2013. Activists Destroy 'Golden Rice' Field Trial. ScienceInsider, http://news.sciencemag.org/asiapacific/2013/08/activists-destroy-golden-rice-field-trial Manalo, J. A. 2013. Fears on Golden http://www.philrice.gov.ph/?page=resources&page2=feat&id=63.
Rice
patent.
Paine, J. A., Shipton, C.A., Chaggar, S., Howells, R. M., Kennedy, M. J., Vernon, G., Wright, S. Y., Hinchliffe, E., Adams, J. L., Silverstone, A. L. y Drake, R. 2005. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. Nature Biotechnology 23, 482-487. Potrykus, I. 2013. Unjustified regulation prevents use of GMO technology for public good. Trends in Biotechnology 31, 131-133. Tang, G., Qin, J., Dolnikowski, G. G., Russell, R. M. y Grusak, M. A. 2009. Golden Rice is an effective source of vitamin A. The American Journal of Clinical Nutrition 89, 1776-1783. Tang, G., Hu, Y., Yin, S.-a., Wang, Y., Dallal, G. E., Grusak, M. A. y Russell, R. M. 2012. β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children. The American Journal of Clinical Nutrition 96, 658-664. WHO Nutrition. Micronutrient deficiencies: http://www.who.int/nutrition/topics/vad/en.
Vitamin
A
deficiency,
Ye, X., Al-Babili, S., Klöti, A., Zhang, J., Lucca, P., Beyer P. y Potrykus I. 2000. Engineering the Provitamin A (β-Carotene) Biosynthetic Pathway into (CarotenoidFree) Rice Endosperm. Science 287, 303-305.
Esta obra está sujeta a la licencia Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional de Creative Commons. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/.
6