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Cultivos que eliminan los genes de las plagas
Los investigadores han creado plantas que matan insectos al alterar su expresión genética. Los cultivos, que inician una respuesta de silenciamiento de genes llamada interferencia de ARN, son un paso más allá de los cultivos modificados genéticamente que producen proteínas tóxicas. Debido a que los nuevos cultivos se dirigen a genes particulares en insectos particulares, algunos investigadores sugieren que serán más seguros y menos propensos a tener efectos no deseados que otras plantas modificadas genéticamente. Otros advierten que es demasiado pronto para hacer tales predicciones y que las plantas deben probarse cuidadosamente para asegurarse de que no planteen problemas ambientales. Pero la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que es poco probable que comer estas plantas tenga efectos adversos en los seres humanos.
Maíz que devuelve el mordisco: El maíz modificado genéticamente elaborado por Monsanto silencia los genes de los insectos que comen sus raíces, ralentizándolos y finalmente matándolos. El sistema radicular normal del maíz de la izquierda ha sido mordisqueado por el gusano de la raíz del maíz; el resistente sistema de raíces de la derecha proviene de una planta de maíz genéticamente modificada.
La interferencia del ARN ocurre naturalmente en animales que van desde gusanos hasta humanos. Es un proceso mediante el cual las copias de ARN bicatenario de genes específicos evitan que las células traduzcan esos genes en proteínas. Las nuevas plantas modificadas genéticamente llevan genes de ARN bicatenario dirigidos a genes de insectos particulares. Dos artículos publicados simultáneamente en Biotecnología de la naturaleza esta semana muestran que en algunos insectos, comer ARN bicatenario es suficiente para provocar el silenciamiento génico. Esto es sorprendente: en investigaciones anteriores, el ARN interfería con la expresión génica de los organismos solo cuando se inyectaba.
La gente ha estado intentando esto, pero no ha habido informes de éxito antes, dice Karl Gordon , científico investigador en entomología de la Organización de Investigaciones Científicas e Industriales de la Commonwealth, en Canberra, Australia. El trabajo reciente, dice, es el primero en demostrar la promesa de la interferencia del ARN como medio de control de plagas.
Investigadores de la Academia China de Ciencias, en Shanghai, fabricaron plantas de algodón que silencian un gen que permite que los gusanos de la cápsula procesen la toxina gosipol, que se encuentra naturalmente en el algodón. Los gusanos de la cápsula que se comen el algodón modificado genéticamente no pueden producir sus proteínas procesadoras de toxinas y mueren. Investigadores en Monsanto y Devgen , una empresa belga, fabricó plantas de maíz que silencian un gen esencial para la producción de energía en los gusanos de las raíces del maíz; la ingestión elimina los gusanos en 12 días.
El enfoque genético más eficaz para el control de plagas ha sido hacer plantas que produzcan una proteína llamada toxina Bt, que hace que los insectos disminuyan la velocidad, luego dejen de comer cultivos y luego mueran. El año pasado se cultivaron más de 120.000 millas cuadradas de cultivos modificados genéticamente para producir Bt. Pero Bt no es eficaz contra muchas plagas, incluido el gusano de la raíz del maíz, que puede causar un daño tan extenso al sistema de raíces de las plantas de maíz que las plantas vuelan con el viento. Y a los investigadores les preocupa que las plagas de insectos se estén volviendo resistentes a Bt.
Necesitamos una forma de superar la resistencia a Bt, dice Abhaya Dandekar , profesor de Pomología en la Universidad de California, Davis. La interferencia de ARN es atractiva, dice, porque es poco probable que los insectos se vuelvan resistentes a ella. La única forma de evitar la interferencia de ARN es apagar todo el sistema. Lo que quiere decir es que las nuevas plantas aprovechan un mecanismo de silenciamiento de genes que ya utilizan los cuerpos de los insectos: se cree que la interferencia del ARN es una parte fundamental del sistema inmunológico de los insectos y otros animales. Los insectos que bloquean la interferencia del ARN para comer plantas genéticamente modificadas de forma segura probablemente se enfermarían, dice Dandekar.
Otro inconveniente de Bt es su falta de especificidad. La toxina puede tener lo que se denomina efectos no deseados: puede matar insectos que no representan una amenaza para los cultivos.
Interferencia de ARN, dice Ty Vaughn , investigador de Monsanto, puede ser específico de una especie, lo que permite un mayor nivel de control. Otros investigadores están de acuerdo y dicen que Monsanto, hasta ahora, ha demostrado un alto nivel de especificidad. Deberían poder evitar efectos inespecíficos, fuera del objetivo, dice Gordon.
Pero otros investigadores advierten que no se debe llegar demasiado pronto a esa conclusión. La interferencia del ARN para controlar las plagas es una idea interesante, pero es importante comprender la ecología, dice Bernard Mathey-Prevot , director del Centro de Detección de Interferencias de ARN de Drosophila (mosca de la fruta) en la Facultad de Medicina de Harvard. Es muy difícil saber de antemano si se pueden atacar otros insectos.
Además de matar insectos que no son la peste, dice Mathey-Prevot, el mecanismo de silenciamiento de genes podría extenderse entre diferentes especies de plantas, o de plantas a otros organismos, como bacterias en el suelo. Tal propagación podría ser inofensiva, pero, de nuevo, podría no serlo. Necesitamos entenderlo un poco más, dice Mathey-Prevot.
Vaughn dice que la investigación se encuentra en sus primeras etapas y que Monsanto no ha establecido un cronograma para llevar al mercado cultivos silenciadores de genes. Monsanto someterá su nuevo maíz transgénico a una serie de pruebas para establecer que sus efectos son específicos de los gusanos de la raíz del maíz, dice. Los gusanos cortadores del tabaco que ingirieron el maíz no parecieron verse afectados.
Pero para resultar concluyente, dicen los investigadores, tales pruebas tendrían que ser arduas. Tendrías que anticipar todas las especies que no querrías que afectaran y luego probarlas, dice Raíz de David , líder del proyecto del RNA Interference Consortium en el Broad Institute, Harvard y el centro de investigación en medicina genómica operado conjuntamente por el MIT. Y Gordon anticipa que las agencias reguladoras exigirán una revisión más amplia.
Aunque los humanos tienen genes similares a los de los insectos, los investigadores dicen que es muy poco probable que la ingestión de maíz de Monsanto provoque el silenciamiento de genes en las personas. Si le das toneladas de eso a un ratón, no creo que llegues a ninguna parte, dice Root. El ARN simplemente es digerido por ratones y humanos.
El gobierno de los EE. UU. No requiere el etiquetado de los alimentos que contienen organismos genéticamente modificados, pero sí requiere pruebas de seguridad. Fred Gould , profesor de agricultura en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, dice que debido a que los nuevos cultivos producen lo que es efectivamente un pesticida, serían regulados por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Dichos alimentos deben probarse tanto en animales como a través de la exposición a lo que Gould llama jugos reconstituidos del estómago humano.
Tampoco está claro cuán ampliamente aplicable será el uso de interferencia de ARN como pesticida. En muchos insectos, la ingestión de ARN puede no causar silenciamiento de genes. Pero los gusanos de la cápsula del algodón y los gusanos de la raíz del maíz son las principales plagas agrícolas que se alimentan de dos de los cultivos más cultivados del mundo. Incluso si la interferencia del ARN es impotente contra otros insectos, aún podría tener un impacto importante en la agricultura.
Mathey-Prevot aconseja paciencia. En este punto, dice, es demasiado pronto para hacer afirmaciones sobre la seguridad de la técnica. Pero, dice, eso también significa que es demasiado pronto para concluir que la capacidad de causar interferencia del ARN es más peligrosa que las modificaciones genéticas actuales de los cultivos alimentarios.