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Revista Investig. (Esc. Posgrado) V 5, N°4, 2009 Presentado: 22/07/2014 ISSN 1997-4035 Aceptado: 28/12/2014 ISSN 2077-8686 Depósito legal 2010 - 06800 Instituto de Investigación de la Escuela de Posgrado-Universidad Nacional del Altiplano Puno-Perú ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMG) GENETICALLY MODIFIED ORGANISMS (GMO) Ronald Javier Ticona Cárdenas1 & Fredy Luciano Cárdenas Ramos2 Doctorado en Ciencias Ambientales de la Escuela de Posgrado, C.E: ronaldjtc@hotmail.com Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann –Tacna, C.E: frelucardenas@yahoo.es Resumen Durante los últimos diez años los términos biotecnología, organismo modificado genéticamente (OMG) o transgénico han irrumpido en la vida cotidiana de los ciudadanos de nuestro país. En mayo de 1994 se inició la comercialización en todo el mundo del tomate Flavr SavrTM, y para el año 2012, en 170 millones de hectáreas se plantaron cultivos modificados genéticamente, como la soja, maíz y algodón. No cabe duda de que el empleo de los OMG en la agricultura y la alimentación está siendo objeto de un intenso debate en el mundo, en particular en los países desarrollados, debate que se sitúa en el marco más amplio de los nuevos riesgos que pueden derivarse de los avances científicos y tecnológicos. A la vista de la concurrencia de intereses diversos, no siempre coincidentes, y a la vista también, de que la biotecnología y la ingeniería genética no están exentas de riesgos, como ocurre por lo demás con cualquier actividad humana y en particular con cualquier desarrollo tecnológico, los autores coinciden que la aplicación de estas tecnologías en el sector agroalimentario debe desarrollarse en un marco adecuado que surja a partir de las reflexiones éticas y asegure una protección jurídica. Palabras clave: cultivos genéticamente modificados, organismos genéticamente modificados, Abstract During the last ten years the terms biotechnology, genetically modified organism (GMO) or GM have broken into the daily lives of the citizens of our country. In May 1994, the marketing worldwide of tomato Flavr SavrTM began, and for 2012, 170 million hectares of genetically modified, such as soybeans, corn and cotton crops were planted. There is no doubt that the use of GMOs in food and agriculture is still the subject of intense debate in the world, particularly in developed countries, a debate which is located in the broader framework of the new risks which may arise of scientific and technological advances. In view of the concurrence of diverse interests do not always coincide, and it is noticeable that biotechnology and genetic engineering are not out of risks, as it happens with any human activity and in particular with any technological development, The authors agree that the application of these technologies in the food industry should be developed in a framework arising from ethical considerations and ensure legal protection. Keywords: Genetically modified crops, genetically modified organisms, GMO. 54 R. TICONA & F. CÁRDENAS Revista Investig. (Esc. Posgrado) Vol 5, N° 4 se requiere comprender tanto las relaciones INTRODUCCIÓN Salud La Organización Mundial de la fisiológicas como las relaciones ecológicas (OMS) define a los Organismos (Bartley & Hallerman 1995; Goedhart et al. Modificados Genéticamente (OMG) como 2014). aquellos organismos en los cuales el material La tecnología que produce los OMG genético (ADN) ha sido alterado de un modo avanza rápidamente, así como el rango de artificial (WHO 2002; Ahmed 2002a). Esta posibles modificaciones genéticas (Fu & Liu tecnología generalmente “biotecnología moderna” se denomina 2013; Devos et al. 2012). El objetivo inicial del o “ingeniería desarrollo de vegetales sobre la base de OMG, genes fue aumentar la protección de los cultivos seleccionados individualmente de un organismo (Devos et al. 2012; Constable et al. 2007). Los a otro (Soltész et al. 2013; Wang 2013), también cultivos entre especies no relacionadas (Ortiz & Ezcurra actualmente en el mercado tienen como objetivo 2001; Nombela et al. 2005).Las técnicas de la principal aumentar el nivel de protección de los ingeniería genética y la consiguiente generación cultivos mediante la introducción de resistencia de OMG tienen aplicaciones en diversos a sectores (Middelhoff et al. 2011; Carstens et al. incorporando a la planta alimenticia el gen 2012) que van desde la producción de fármacos productor de toxinas de la bacteria Bacillus transgénicos hasta la generación de cultivos MG thuringiensis (Bt) (Pardo-López et al. 2013; capaces de eliminar contaminantes ambientales Ortiz & Ezcurra 2001). También se busca la (Drobnõâ 1999; Sayler & Ripp 2000) o generar resistencia a virus (Qaim & Kouser 2013; nuevos alimentos, creándose diversos OMG Dewar 2009) y una mayor tolerancia a los (Yu et al. 2012; Busch et al. 2004). herbicidas (Tabashnik et al. 2013; WHO 2002; genética”. Ésta permite transferir La intención de la modificación genética es proporcionarle al organismo una modificados enfermedades causadas genéticamente por insectos, Carstens et al. 2012; Wang et al. 2013, Brookes & Barfoot 2013). Las nueva propiedad. Muchas de las implicaciones posibles modificaciones fisiológicas de un OMG se pueden estudiar en genéticas que se pueden usar incluyen la laboratorio (Deisingh & Badrie 2005; Li et al. mutación, inserción y delección de genes. Otras 2009). Sin embargo, las respuestas a las técnicas aprovechan la habilidad de ciertos combinaciones posibles de las condiciones organismos como los lentivirus o algunas abióticas (clima, suelo), con el contexto biótico bacterias son muy variables, así como las implicaciones tumefaciens para transferir material genético para las interacciones a gran escala no pueden (Lee & Gelvin 2008; Park 2007). En las plantas, analizarse de la transformación mediada por Agrobacterium experimentos en laboratorio (Tamis et al. 2009; tumefaciens es el sistema más utilizado de la Breckling et al. 2011). En cualquier análisis ingeniería genética (Kawakatsu et al. 2013). por completo a través como la Agrobacterium anticipado de los efectos ambientales de OMG, 55 ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE Junio-Diciembre 2014 El objetivo fue difundir la una tolerancia a un herbicida químico, a información actualizada recopilada que servirá insectos y a infecciones microbianas como fuente en la toma de decisiones de las (Broekgaarden et al. 2011; Brookes & Barfoot autoridades responsables sobre los Organismos 2013; Devos et al. 2012; Dewar 2009; Pardo- Modificados Genéticamente y su impacto en el López et al. 2013; Qaim & Kouser 2013; ambiente y la salud. Sainsbury et al. 2012; Spendeler 2005; Tabashnik et al. 2013; Yu et al. 2012). Este hecho tiene consecuencias evidentes para el MÉTODOS La obtención de la información se medio ambiente, como la contaminación de efectuó mediante la utilización de buscadores suelos, de acuíferos; así como la destrucción de como Google, utilizándose las bases de datos en la biodiversidad. Por ello, las investigaciones inglés y en español tales como Redalyc, actuales ScienceDirect, Google Académico, Scielo. Se potencialmente perjudicial sobre los insectos utilizó las facilidades de la biblioteca virtual que beneficiosos o una inducción más rápida de ofrece el Concytec para los investigadores insectos resistentes, la generación potencial de inscritos. Utilizamos los siguientes "términos nuevos patógenos vegetales, las potenciales clave" para la búsqueda: (a) organismos consecuencias modificados genéticamente, (b) genetically biodiversidad vegetal y la vida silvestre, y un modified organism, (c) genetically modified menor uso de la práctica importante de rotación crops, y (d) transgénicos. de cultivos en ciertas situaciones locales; así La información obtenida se concentran en el perjudiciales efecto para la fue como, el desplazamiento de genes de resistencia archivada en la base de datos del programa a los herbicidas a otros vegetales (WHO 2002). Mendeley lo cual permite la identificación de En el caso de la pesquería y los párrafos citados y el almacenamiento de los acuicultura, la necesidad de contar con mayores artículos consultados; así como realizar un recursos acuáticos debido al crecimiento adecuado y automático ordenamiento de las poblacional, fomenta el uso de organismos referencias bibliográficas consultadas. acuáticos modificados genéticamente, lo cual debe ser considerado dentro de la perspectiva RESULTADOS Y DISCUSIÓN El primer alimento modificado del país en el cual se planifica su uso (Bartley & Hallerman 1995). En algunas áreas de genéticamente para consumo humano y que biotecnología ambiental, los OMG y sus obtuvo el permiso de comercialización en todo productos son cada vez más predominantes, el mundo fue el tomate Flavr SavrTM, en mayo como las enzimas actuales utilizadas, alrededor de 1994. Desde entonces la cantidad de cultivos de 60%. Esta nueva tecnología también puede modificados genéticamente se ha incrementado tener significativamente. El 81% de las plantas MG inmediatamente observables (Dommelen & cultivadas en el mundo actualmente incorporan Snoo 2009). potenciales efectos Los productos que no son alimenticios 56 R. TICONA & F. CÁRDENAS Revista Investig. (Esc. Posgrado) Vol 5, N° 4 producidos a través de los métodos modernos de utilizando la mayor productividad de la la biotecnología, como las técnicas de ADN tecnología de los OMG y los impactos en la recombinante y la fusión celular están saliendo disponibilidad de alimentos podrían ser más de la investigación y el desarrollo en el grandes si hubiera más alimentos modificados mercado. La Comisión Europea se refiere a genéticamente estos alimentos como los OMG (Nageswara- comercializados. La falta de aceptación de la Rao et al. 2013). población es una de las principales razones por A nivel mundial el maíz y la soya, son los OMG la que no se ha desarrollado más ampliamente más cultivados. Sin embargo, la sequía y las (Qaim & Kouser 2013; Middelhoff et al.2011). heladas son las condiciones abióticas que La mitad de la superficie mundial de limitan su producción en zonas templadas. cultivo MG se encuentra en los países en Estos cereales tienen que aclimatarse a desarrollo, mucho de esto se refiere a las temperaturas bajo cero y desarrollar tolerancias grandes granjas en los países de América del a las heladas. A través de la disección molecular Sur. Una excepción notable es Bacillus multigénico podría cereales thuringiensis (Bt) de algodón, que cultivan modificados genéticamente soporten alrededor cultivarse que de cultivados, 15 millones que de fueran pequeños cambios climáticos extremos en un futuro agricultores en la India, China, Pakistán, y próximo (Soltész et al. 2013). algunos otros en los países en desarrollo. El Erradicar el hambre es una parte Algodón Bt proporciona resistencia a la plagas central de Desarrollo del Milenio de las de insectos importantes, especialmente gusanos Naciones Unidas. Pero, ¿cómo lograr este de la cápsula de algodón. Varios estudios han objetivo de debate polémico? Los cultivos demostrado que el cultivo del algodón Bt reduce modificados genéticamente se mencionan para el uso de plaguicidas químicos y aumenta los un desarrollo y el uso de estos cultivos como rendimientos en los campos de los agricultores. clave para reducir el hambre, mientras que otros Por otra parte, el algodón es un cultivo consideran que esta tecnología como un riesgo comercial no alimentario, por lo que el impacto adicional para la seguridad alimentaria (Bartley en la nutrición de las personas es impreciso & Hallerman 1995; Aguilera et al. 2013; (Qaim & Kouser 2013). Breckling et al. 2011). En el 2012, 170 millones de En los últimos años, por el uso y la comercialización de OMG, dos áreas hectáreas que es alrededor del 12% de la tierra principales de preocupación han surgido, el cultivable mundial fueron plantadas con riesgo para el medio ambiente y el riesgo para cultivos modificados genéticamente, como la la salud humana. Aproximadamente 15 años soja, maíz, algodón y canola, pero la mayoría de han pasado desde la introducción de alimentos estos cultivos no fueron destinados para uso modificados genéticamente. Sin embargo, hace directo alimentario. Mientras que los precios de diez años que no hay información publicada los productos básicos agrícolas serían mayores sobre seguridad de los alimentos modificados 57 ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE Junio-Diciembre 2014 genéticamente en general, y de las plantas MG niveles atmosféricos de GEI tales como el en particular. Los estudios acerca de la dióxido de carbono, metano y óxido nitroso son seguridad frente al uso potencial de papas, maíz, perjudiciales para el medio ambiente mundial. soja, arroz, pepino, tomate, pimiento, guisantes, Por lo tanto, si adoptamos la biotecnología de y las plantas de canola para alimentos y piensos estos cultivos contribuiría a una reducción en el fueron revisados. El número de referencias que nivel de las emisiones de gases de efecto se encontraron en las bases de datos fue invernadero procedentes de la agricultura, esta sorprendentemente limitado y si existía, estos representa un desarrollo positivo para el mundo no (Brookes & Barfoot 2013). habían sido reportados en revistas científicas, y por lo tanto, no estaban a Todo lo anterior ha impulsado la detección e disposición de la opinión científica en general identificación de los OMG que representan un (Domingo & Bordonaba 2011). área relativamente nueva de diagnóstico en el Los cultivos modificados genéticamente que que ya se ha logrado mucho progreso con se cultivan son: canola, maíz, algodón y soja, métodos basados en ADN y proteínas. Existen que representaron el 44% de las plantaciones diversas mundiales en el año 2011. Además, remolacha obstaculizan nuevos avances en el área de azucarera genéticamente detección de OMG actuales. Necesidades (aprobadas en los EE.UU. y Canadá desde obvias son: (1) la información sobre los OMG 2008), papaya (en los EE.UU. desde 1999 y desarrollados en todo el mundo, (2) la China desde el año 2008), alfalfa (en los disponibilidad EE.UU. desde 2005) (Brookes & Barfoot 2013). declarados, y (3) la transparencia de la Estos cultivos se caracterizan por la tolerancia a información (Miraglia et al. 2004; Ahmed herbicidas 2002b). modificada y resistencia a las plagas necesidades de y limitaciones material para que fines principalmente en la raíz, tallo y fruto de En la Unión Europea, el etiquetado es insectos específicos (Broekgaarden et al. 2011; obligatorio para los productos que contengan Brookes & Barfoot 2013; Devos et al. 2012; Organismos Genéticamente Modificados. La Dewar 2009; Pardo-López et al. 2013; Qaim & legislación también considera el problema de la Kouser 2013; Sainsbury et al. 2012; Spendeler contaminación accidental de los alimentos 2005; Tabashnik et al. 2013; Yu et al. 2012). convencionales con material Genéticamente El análisis del impacto ambiental se centra Modificado. Se introduce un umbral mínimo de en los cambios en la cantidad de insecticidas y un 1% para ADN o proteína proveniente de herbicidas aplicados a los cultivos MG en modificación genética, debajo del cual no se relación requiere etiqueta (Figura 1). a las alternativas de cultivo convencional y la contribución de estos cultivos MG en la reducción global de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Es ampliamente aceptado que los aumentos en los 58 R. TICONA & F. CÁRDENAS Revista Investig. (Esc. Posgrado) Vol 5, N° 4 las raíces de las plantas, el polen o los restos de cosecha, la presencia de la toxina puede llegar a ser suficientemente alta como para poner en peligro organismos, insectos beneficiosos y otros tipos de animales como las lombrices (Ellwanger & Hausser 2013; Hammond et al. 2013; Rosales-Mendoza et al. 2012; Webster & Thomas 2012). Este modelo implica impactos importantes como la desaparición de la biodiversidad agrícola, Figura 1. Elaborado según Deisingh & Badrie (2005) la contaminación del suelo, la contaminación del agua, la contaminación Biotecnológicamente hay reducción de la atmósfera, etc., repercutiendo todo ello de los costos, aumentan la producción sobre la seguridad alimentaria, aunque sea disminuyendo las pérdidas producidas por de forma indirecta. insectos y malezas, que finalmente habrá un La demanda mundial de pescado abaratamiento en la producción de cultivos nativo es ahora mucho más grande y más de (Ellwanger & Hausser 2013; Hammond et 100 especies tienden a desaparecer de los al. 2013; Rosales-Mendoza et al. 2012; Océanos, las poblaciones de peces podrían Webster & Thomas 2012), así como la agotarse dentro de 40 años si se extraen al reducción en el nivel de las emisiones de ritmo actual. Debido a la preocupación por gases de efecto invernadero procedentes de la capacidad y la sostenibilidad de las la agricultura (Brookes & Barfoot (2013). pesquerías naturales para satisfacer aumento Sin embargo la aparición de resistencia en la de la demanda de ácidos grasos omega-3 agricultura obliga a utilizar pesticidas cada (EPA y DHA) se ha hecho esfuerzos hacia la vez más fuertes, la contaminación de otros producción con base en tierra, incluidos los cultivos y la dependencia de los agricultores peces de cultivo, plantas MG y la producción hacia unas pocas multinacionales, están a gran escala de microalgas. El valor de actuando sobre el mercado de semillas y mercado estimado para productos envasados productos agroquímicos. En lo que se refiere que contengan EPA y DHA se ha estimado al mercado de las semillas MG, las ventas que pueden llegar a $ 34.7 mil millones para están monopolizadas por las cinco mayores el año 2016 (Adarme-Vega et al. 2014). mundo: Se ha cuestionado la validez de las Syngenta, Bayer CropScience, Monsanto, evaluaciones de riesgos, tanto en relación los DuPont y Dow. riegos para la salud de los consumidores compañías agroquímicas del En cuanto a la proteína Bt, el 26% de los cultivos MG la incorporan. A través de como para concentrándose el medio principalmente ambiente, en los 59 ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE Junio-Diciembre 2014 efectos a largo plazo, donde los impactos El objetivo principal de la revisión de sobre la salud humana es muy poco artículos científicos de Domingo y conocido. Sin embargo, se ha ido detectando Bordonaba (2011), fue evaluar críticamente algunos efectos; tales como, la presencia de la publicación científica sobre los posibles nuevas alergias por introducción de nuevas riesgos de los efectos tóxicos para la salud, proteínas en los alimentos, resistencias a de las plantas modificadas genéticamente, antibióticos, nuevos tóxicos en los alimentos teniendo en cuenta el número total de y los efectos nutricionales asociados con la referencias generales sobre los OMG en MG, siendo preocupación de diversos alimentos en general, y que se encuentra en investigadores (Spendeler 2005; Domingo & las bases de datos PubMed y Scopus, que ha Bordonaba 2011). aumentado considerablemente entre 2006 y 2010 (Figura 2). En términos generales, estos autores remarcan la necesidad de más esfuerzos científicos con el fin de fomentar la confianza en la evaluación y aceptación de los alimentos MG, tanto para el científico, la comunidad, como para el público en general. Estos autores también concluyeron que el uso de OMG en los animales debe ser reexaminado ya que se ha demostrado que aumenta el IGF-1 y que, a su vez, puede promover el cáncer. En lo relacionado a los usos en biorremediación, los Microorganismos Genéticamente Modificados (MGM) han demostrado un potencial para aplicaciones Figura 2. (A) Número de publicaciones por año, desde 1990 hasta el 2010, en referencia a toxicidad de las plantas modificadas genéticamente (−), los efectos adversos de las plantas modificadas genéticamente (···) y los riesgos para la salud de las plantas modificadas genéticamente (---), utilizando la base de datos Pubmed. (B) Comparación entre el número total de publicaciones que utilizan diferentes palabras clave con bases de datos de Scopus (■) y PubMed (■). Fuente: Domingo & Bordonaba (2011). de biorremediación en el suelo, el agua subterránea, y en ambientes de lodos activados, que exhiben una mayor capacidad de degradación y que abarcan una amplia gama de contaminantes químicos. Además, la gran mayoría de los estudios relativos a la biorremediación microbiana manipulada genéticamente son compatibles con los datos experimentales obtenidos por el laboratorio (Drobnõâ 1999). 60 R. TICONA & F. CÁRDENAS Revista Investig. (Esc. Posgrado) Vol 5, N° 4 En general, existen relativamente OMG. Estos riesgos se pueden explorar a pocos ejemplos de aplicaciones de los MGM nivel genómico, de individuos y poblaciones en ambientales. y de ecosistemas. Además, se deben Desafortunadamente, la única manera de considerar efectos a corto, mediano y largo abordar plenamente la competencia de los plazo (Ortiz & Ezcurra 2001). los ecosistemas MGM en los esfuerzos de biorremediación De los 27 países que sembraron es a través de los estudios de campo de cultivos biotecnológicos en 2013 (Figura 3), liberación a largo plazo (Sayler & Ripp 19 fueron países en desarrollo y ocho 2000). Por lo tanto, es esencial que se industrializados. Cada uno de los diez realicen estudios de campo para adquirir la primeros países cultivó más de un millón de información necesaria para determinar la hectáreas, proporcionando una base mundial eficacia y los riesgos asociados a la amplia para el crecimiento diversificado en introducción de MGM en los ecosistemas el futuro. Más de la mitad de la población del naturales en general (Yu et al. 2012; Busch mundo, 60% o ~4.000 millones de personas, et al. 2004). viven en los 27 países que siembran cultivos La evaluación de inocuidad de los biotecnológicos (James 2012). EE.UU. alimentos GM generalmente investiga: (a) continúa siendo el principal productor de los salud cultivos biotecnológicos en el mundo, con (toxicidad), (b) las tendencias a provocar una 70.1 millones de hectáreas (40% del total reacción alérgica (alergenicidad), (c) los mundial). India cultivó un récord de 11.0 componentes específicos con sospecha de millones de hectáreas de algodón Bt, tener propiedades nutricionales o tóxicas; (d) mientras que 7.5 millones de pequeños la estabilidad del gen insertado, (e) los agricultores de escasos recursos en China efectos nutricionales asociados con la cultivaron 4.2 millones de hectáreas de modificación genética; y (f) cualquier efecto algodón Bt, cultivando en promedio 0.5 no deseado que podría producirse por la hectáreas por agricultor. efectos directos sobre la inserción genética. Si bien las discusiones teóricas han abarcado una amplia gama de aspectos, los tres temas principales debatidos son las tendencias a provocar una reacción alérgica (alergenicidad), la transferencia de genes y el cruzamiento lejano (outcrossing) (WHO 2002 , Soltész et al. 2013; Wang 2013). Varios investigadores han detectado una serie de riesgos potenciales al ambiente asociados con la liberación al campo de los Figura 3. Países y mega países productores de cultivos biotecnológicos, 2013. Fuente: James 2012. 61 ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE Junio-Diciembre 2014 La falta de sistemas regulatorios Sobre los mecanismos biológicos apropiados, científicos y efectivos desde el permanecen muchas incógnitas y nadie es punto de vista de costo/tiempo continúa capaz de predecir todos los efectos de la siendo el principal obstáculo para la inserción de un gen en un organismo adopción. Se necesita una regulación extraño, sobre todo cuando este organismo responsable, rigurosa, pero no onerosa para se libera al medio ambiente. Si un organismo los países con menos recursos, que se ven modificado “excluidos” por completo dado el alto costo perjudicial para la salud, no lo podríamos de desarrollo y aprobación de cultivos detectar por falta de mecanismos adecuados, biotecnológicos (James 2012). en particular por las deficiencias del sistema genéticamente resultase de etiquetado. CONCLUSIONES El uso de los OMG debe hacerse con LITERATURA CITADA una seria evaluación de los riesgos que ADAME-VEGA, T.C.; THOMAS-HALL, puedan representar para el medio ambiente, S.R. & SCHENK, P.M. 2014. la biodiversidad y la salud humana. Además, Towards sustainable sources for estas evaluaciones deben considerar todos omega-3 fatty acids production los componentes involucrados: el organismo Current Opinion in Biotechnology, receptor y su biología, los organismos 26:14-8. donadores, el método de inserción, la AGUILERA, J.; GOMES, A.R. & OLARU, composición completa de la construcción, la I. 2013. Principles for the risk etapa de la estabilización, las condiciones assessment of genetically modified del ambiente en donde se quieren liberar y microorganisms and their food las interacciones de los organismos con su products in the European Union. entorno biótico y abiótico. 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