Os Organismos Geneticamente Modificados I: O que são e como os obtemos?

Publicamos, numa série de posts, uma contribuição de Hugo Oliveira, investigador do CIBIO-UP
e nosso convidado na ComceptCon 2014.

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Parte I – O que são os OGM e como os obtemos?

 

Falar do que comummente se designa por organismos geneticamente modificados (OGM) não é fácil. Por dois motivos. Primeiro, é um tema extremamente polarizado, que suscita muitos anti-corpos e discussões vitriólicas. Segundo, porque há demasiada informação e desinformação na net e mesmo em artigos científicos e é difícil separar o trigo do joio e encontrar informação rigorosa e citável.

E porque nestas coisas polémicas é melhor assumir logo as nossas posições e para que não haja suspeitas de hidden agendas, eu sou biólogo molecular de plantas, não trabalho com organismos transgénicos, aliás, a minha investigação – numa instituição pública – está relacionada precisamente com o oposto dos organismos transgénicos: estudo a biodiversidade existente em variedades tradicionais e selvagens de cereais. Considero-me um ambientalista, sou filiado no Green Party of England and Wales, pessoalmente acho que as barreiras legais ao cultivo da maior parte dos OGM na Europa devem ser mantidas mas, não obstante, não tenho nada contra os OGM em si e acho que estes podem dar um importante contributo para a segurança alimentar global e mitigar alguns dos problemas ambientais que o mundo enfrenta.

Vou tentar então mostrar que os OGM não são nenhum bicho-papão, mas não são também a tecnologia revolucionária que vai salvar o mundo da fome. São apenas uma entre muitas ferramentas que a ciência apresenta à sociedade para resolver a questão da segurança alimentar.

 

Definição

Comecemos por tentar definir o que são OGM – focando-me apenas nas aplicações agro-alimentares – e em que é que estes são diferentes dos outros organismos cultivados que comemos, e tentarei depois desmistificar alguns aspectos que me parecem errados em ambos os lados do debate.

A verdade é que desde a domesticação e a invenção da agricultura que os seres humanos, através de selecção de plantas com características desejadas, têm alterado os genomas das plantas. Tradicionalmente, os agricultores seleccionavam todos os anos as plantas que cresciam melhor, recolhiam parte das sementes e cultivavam-nas no ano seguinte. Ao longo de décadas destes ciclos o agricultor vai tendo no seu campo plantas bem adaptadas às condições locais. Como as condições variam de sítio para sítio, as populações de trigo vão variando de localidade para localidade, acumulando cumulativamente uma grande biodiversidade naquilo que se chama “variedades tradicionais”. Um trigo em Portugal está bem adaptado ao calor do Verão e um trigo na Suécia está bem adaptado a invernos rigorosos e verões amenos.

Para obter variedades com uma combinação de características desejáveis, nos finais do século XIX começou a usar-se uma técnica de melhoramento de plantas chamada hibridação. Não sabemos quais são os genes que conferem certa resistência e adaptação, mas cruzamos as duas variedades de planta, o que leva a uma grande misturada aleatória de genes… Na verdade não sabemos que outros genes terão sido recombinados, misturados, transmitidos… mas desde que o híbrido tenha as características desejadas, é o que interessa.

Norman Borlaug

Norman Borlaug

Norman Borlaug (na fotografia) estudou umas variedades tradicionais de trigo Japonesas que eram anãs, muito mais pequenas que outras variedades. Ao cruzá-las com variedades adaptadas a zonas do México e Índia produziu híbridos anões, o que permitia que a planta usasse mais os nutrientes para a espiga e não para o caule e evitava que a planta tombasse quando estava madura, aumentando de forma dramática o rendimento que se podia obter em cada terreno. Como Norman trabalhava num instituto público, as variedades foram cedidas gratuitamente aos países que delas precisavam nos anos 60 e 70, iniciando aquilo a que se chamou a Revolução Verde, que salvou da fome centenas de milhões de pessoas e tornou países como a Índia, que viviam fomes crónicas, auto-suficientes. Ele venceu muito justamente o Prémio Nobel da Paz em 1970.

Praticamente todas as variedades de quase tudo o que comemos são híbridas. O mais dramático efeito disto é quando olhamos para a arte e para a altura das plantas de cereais que existiam no passado e comparamos com a altura das plantas em qualquer campo de trigo hoje em dia.

 

No sentido dos ponteiros do relógio: arte greco-romana do século V AC (imagem de Marie Lan Nguyen);  Trigo-secXVI_Pieter-Bruegel

No sentido dos ponteiros do relógio: arte greco-romana do século V AC (imagem de Marie Lan Nguyen); “Die Kornernte” (1565) de Pieter Bruegel; “Mrs. Schuyler Burning Her Wheat Fields on the Approach of the British” (1852) de Emanuel Leutze; Alemanha 1957; duas imagens actuais.

 

 

Métodos

Mas, para produzir estas variedades híbridas é necessário encontrar variantes com as características que nos interessam, o que nem sempre acontece, pois na natureza só há um número limitado de variações.

Nos anos 40, começou a usar-se radiação e químicos para provocar mutações aleatórias nas plantas e depois escolher as variantes interessantes que apareciam e introduzi-las no mercado ou em programas de hibridação. Muitas das variedades de arroz e frutas que comemos foram obtidas desta forma. Convém frisar que esta técnica provoca mutações aleatórias no genoma alterando centenas de genes.

Outra técnica consiste em duplicar genomas inteiros das espécies tornando-as estéreis ou aumentando o tamanho do fruto, mediante aplicação de químicos que afectam a reprodução das células. Um exemplo disto são as uvas sem grainha e a banana. Uma vez mais, esta técnica é uma forma de modificação genética: afectam-se genomas inteiros e sabemos pouquíssimo de como isso afecta a regulação e expressão de genes.

Mas quando vulgarmente se fala de modificação genética referimo-nos a transgenia – a introdução de um ou dois genes de uma espécie noutra espécie diferente, mediante técnicas de DNA recombinante.

À esquerda: couve (Brassica napus) não transgénica; à direita: couve que expressa a GFP (proteína fluorescente quando exposta a luz UV).

Duas variedades de couve (Brassica napus): à esquerda, uma variedade não transgénica; à direita, uma variedade transgénica que expressa a GFP (uma proteína fluorescente quando exposta a luz UV). (Autoria: C. Neal Stewart Jr)

No exemplo da imagem, um gene da GFP, uma proteína que faz com que uma espécie de medusa seja fluorescente, foi introduzida numa couve. Esta couve não se encontra à venda, infelizmente. Também é extremamente improvável que quem a comesse brilhasse no escuro… uma vez mais, infelizmente.

As mesmas técnicas de DNA recombinante podem ser usadas para introduzir um gene duma variedade noutra variedade da mesma espécie. Como acontece tudo dentro da mesma espécie, chamamos a isto cisgenia.

Reparem que, conceptualmente, isto não é diferente de cruzar variedades para produzir híbridos: simplesmente, em vez de misturarmos todos os genes e passarmos anos a fazer retro-cruzamentos para “purificar” a variedade, sabemos que gene vamos alterar.

Variedades obtidas de batata e maçã resistentes a doenças foram produzidas com este método mas não se encontram comercializadas porque os cisgénicos estão legalmente na mesma categoria que os transgénicos.

 

Quando comparamos os diferentes métodos vemos que os OGM se calhar não são assim tão assustadores, como demonstra esta tabela:

(Adaptado daqui)

(Adaptado daqui)

Estão a surgir novas tecnologias que permitem modificações muito mais rigorosas e controladas e iremos ouvir falar nelas no futuro.

A maior parte das plantas geneticamente modificadas ainda são produzidas introduzindo o gene de interesse através de três técnicas principais: electroporação, infecção com Agrobacterium, e gene gun (que dispara partículas metálicas com DNA associado). Como nem todas as células vegetais vão ser transformadas, é introduzido também um gene-repórter que vai dar à planta transformada uma característica que ela não tinha e que é facilmente avaliada. Inicialmente, era usada uma resistência a um antibiótico, mas como isso gerava muitos medos, passou a usar-se outros genes, como os da resistência a herbicidas, capacidade de crescer com meios ricos em certos açúcares, ou simplesmente fenótipos como raízes peludas. As plantas transformadas são depois regeneradas e multiplicadas.

 

No próximo artigo, será abordada a polémica dos OGM.

21 Responstas a “Os Organismos Geneticamente Modificados I: O que são e como os obtemos?

  • “…não tenho nada contra os OGM em si e acho que estes podem dar um importante contributo para a segurança alimentar global e mitigar alguns dos problemas ambientais que o mundo enfrenta…”
    Não é nada pessoal, mas gostaria de compreender como alguém que se assume como ambientalista (eu por isto entendo defensor do ambiente) que os OGMs podem mitigar problemas ambientais! Não vivemos numa utopia, há que ser racional! O cultivo dos OGMs principalmente na América do Sul, é tudo menos ambientalista. Onde se encaixa aqui a destruição da Amazónia para o cultivo de OGMs? Os OGMs não são independentes da Monsanto (principal detentora das patentes), etc. nem do interesse das empresas. Logo, na minha opinião, há que analisar e refletir como um todo, e não como individual. E, infelizmente, duvido que alguma empresa detentora de patentes de OGMs vá utilizar estes com objetivo em mitigar problemas ambientais ou acabar com a fome (só de ser lucro!). É apenas marketing falso, na minha opinião!

    • Cara Andreia, recomendo que leia a segunda parte do artigo que será publicado sobre esta temática e que aborda com maior profundidade os temas que toca no seu comentário.
      No entanto, posso adiantar-lhe o seguinte: existem múltiplas variedades de OGM que se prendem com problemas ambientais (como a resistência à sequia), assim como existem múltiplas variedades de OGM que não são desenvolvidas pela Monsanto ou outras grandes empresas agroquímicas, mas sim por instituições públicas de investigação.

      • Some
        of the adverse effects attributed to genetically modified crops in humans include
        new allergens in the food supply, antibiotic resistance, production of new toxins,
        concentration of toxic metals, enhancement of the environment for toxic fungi
        to grow, increased cancer risks, degradation of the nutritional food value, and
        other unknown risks that may arise later (Acosta, 2000).
        http://globalseminarhealth.wdfiles.com/local–files/nutrition/Bakshi.pdf

        • In the special case of transgenic soybeans,
          the donor species (Brazil nut) was known to be allergenic; serum samples from persons allergenic to donor species were available for testing and the product
          was withdrawn

          (Nestle, 1996).

          • Exactamente, por se terem detectado alergénios, a variedade foi retirada.
            O que só prova que há testes e que esses testes têm consequências.

            Quer eliminar os alimentos alergénios?

        • Não, a maioria desses ditos efeitos adversos comprovadamente não são causados por alimentos transgénicos.
          Mais informação (válida), aqui.

      • A genetically engineered Bt corn variety from Novartis includes an ampicillin
        resistance gene (Cannon, 1996). Ampicillin is an antibiotic that is used to treat
        a variety of bacterial infections in humans and animals. A number of European
        countries, including Britain, have refused to allow the Novartis Bt corn to
        be grown because of concern that the ampicillin resistance gene might be
        ADVERSE EFFECTS OF GENETICALLY MODIFIED CROPS 217
        transferred from Bt corn to bacteria, making ampicillin a far less effective antibiotic
        against bacterial infections. In September 1998, the British Royal Society released
        a report on genetic engineering that recommended the termination of the use
        of antibiotic resistance marker genes in engineered food products. According
        to one prediction, alternative types of marker genes will be developed in
        approximately 5 yr and no new transgenic crops using antibiotic resistance
        marker genes will appear on the market (Henney, 2000).
        Caríssima D. Barbosa, basta procurar ligeiramente acerca de estudos de danos efetivos e potenciais, para verificar que os há :)

        • Bom, este é o último comentário seu que aprovo, uma vez que apenas se limitou a fazer copy-paste de textos em inglês.
          Esta é uma página portuguesa, onde tentamos disponibilizar informação cientificamente fiável nesse idioma.
          Espero que o respeite.

          “Estudos” existem para todos os gostos. Online pode encontrar de tudo.
          Mas há que saber seleccionar e há que saber analisar as evidências como um todo, que é o que o nosso escritor convidado fez.

        • Também não aceitarei qualquer comentário que use o Serallini et al. como argumento. Esse estudo foi imediatamente desacreditado pela metodologia defeituosa, intencionalidade ideológica e conclusões erróneas.
          Só contribui para a desinformação do público.

    • Q – ” Onde se encaixa aqui a destruição da Amazónia para o cultivo de OGMs?”

      R – Esta pergunta tanto é válida para a cultura de OGMs como para a agricultura convencional. Ou seja, é um problema que não se restringe aos OGM.

      Q – “E, infelizmente, duvido que alguma empresa detentora de patentes de OGMs vá utilizar estes com objetivo em mitigar problemas ambientais ou acabar com a fome (só de ser lucro!).”

      R – Concordo em parte. Acho que células, tecidos ou organismos não devem ser patenteados. Mas nem todos os OGM são patenteados e nem todos são produzidos por empresas.

  • Excelente artigo! Infelizmente, a referência a um partido político, criou uma espécie de argumento de autoridade tão mal amanhado, que o próprio autor (ou redatora) tropeçou e deu erro de português logo a seguir.

    • Caro Sérgio, pode especificar qual é esse erro de português? Teremos todo o gosto (e interesse) em corrigi-lo.

  • Interessado na segunda parte. Não sendo contra as patentes, o alcance das mesmas e a intenção dos usa de transpor as suas regras para a Europa preocupa.

  • Se vão abordar o sector agro/alimentar, podiam também referir a ciprozina e a produção de queijos tradicionais portugueses. Uma descoberta fantástica pelos cientistas do Laboratório de Biotecnologia Vegetal do Instituto de Ciência Aplicada e Tecnologia

    • Nesta série de textos são abordados, de um modo global, os organismos geneticamente modificados, com ênfase nos organismos transgénicos e as polémicas que os rodeiam.
      Mas podemos abordar esse tema numa outra ocasião.

      • Entendo, mas é precisamente por isto que acho relevante nesse contexto, principalmente em Portugal. Seria bom que as pessoas soubessem que em muitos queijos tradicionais portugueses, em vez de usarem a flor do cardo para produzir o coalho, utilizam-se agora bactérias transgénicas com genes da flor do cardo, que produzem ciprozina , a enzima que permite o coalho. Os Portugueses estão efectivamente a comer queijo transgénico há anos.

  • A parte II ficuo na gaveta? Não me recordo de ter sido publicada!

  • Maravilha de artigo. Fico muito contente por ver um amigo e estudioso da biodiversidade a contribuir para a literacia científica falando desassombramente de OGMs & etc.
    Saúde!

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