Τοξικολογία των γ.τ.ο.: Μοριακή αιτιολόγηση του κινδύνου που ενέχουν για την διατροφή τα γ.τ. τρόφιμα

"..Σε αντίθεση με τη φυλετική αναπαραγωγή, η γενετική μηχανική επιτρέπει την απομόνωση, αποκοπή, ένωση και μεταφορά ενός απλού γονιδίου ή πολλαπλών γονιδίων ανάμεσα σε συνολικά άσχετους οργανισμούς, σπάζοντας ταυτόχρονα και τους φραγμούς που βάζει η φύση, η οποία δεν επιτρέπει την αναπαραγωγή μη κοντινών στην εξέλιξη  ειδών. ..δεν είναι το γεγονός ότι η γενετική τροποποίηση είναι εξ' ορισμού επικίνδυνη. Είναι το ότι η γενετική τροποποίηση δημιουργεί απρόβλεπτες και συχνά μη επιδιωκόμενες βιοχημικές αλλαγές στον ξενιστή, που κάνουν τον γ.τ.ο. να πρέπει να αντιμετωπίζεται σαν ‘νέος’ οργανισμός που δεν γνωρίζουμε αν περιέχει τοξικές ουσίες που δεν περιείχε, είτε νέα προϊόντα με αντιγονικά αλλεργιογόνο δράση.."

Η πιο σημαντική διαπίστωση όλων όσων εγκρίνουν την χρήση της γενετικής μηχανικής στην γεωργία, είναι ότι οι γενετικά  τροποποιημένοι οργανισμοί (γ.τ.ο.) δεν είναι μόνο μια φυσική επέκταση της παραδοσιακής γενετικής βελτίωσης για την παραγωγή νέων ποικιλιών φυτών και ζώων, αλλά ότι είναι επίσης πιο ακριβής όσο και ασφαλής.

Μάλιστα λέγουν ότι:

1. Οι γ.τ.ο. δίνουν στην φύση μια επιτάχυνση σε ένα δρόμο που θα έπαιρνε έτσι και
αλλιώς.

2. Μεταφέροντας ένα συγκεκριμένο γονίδιο από ένα οργανισμό σε  ένα άλλο, τα
αποτελέσματα είναι πιο προβλέψιμα (και έτσι πιο ακριβή και ασφαλή) από ότι συμβαίνει στις παραδοσιακές μεθόδους γενετικής  βελτίωσης που προχωράμε εμπειρικά.

3. Σε μοριακή και χημική βάση, το DNA είναι το ίδιο σε όλους τους οργανισμούς
και έτσι δεν διατρέχεται κανένας κίνδυνος όταν γονίδια μετακινούνται μεταξύ άσχετων
εξελικτικά ειδών (π.χ. από τον σκορπιό στην πατάτα).

Όμως, μιας και τεχνικά αν μιλήσει κανείς, δεν παρουσιάζεται ουδεμία ομοιότητα ανάμεσα στην γενετική μηχανική και την παραδοσιακή γενετική βελτίωση, πόσο αληθινοί είναι οι παραπάνω ισχυρισμοί;

Οργάνωση των μηχανισμών γονιδιακού ελέγχου

Εάν τα σωστά γονίδια εκφραστούν στη σωστή χρονική στιγμή και μέσα στα σωστά
κύτταρα, το γεγονός αυτό διαβεβαιώνει ότι η σωστή πρωτεΐνη και κατ' επέκταση η σωστή λειτουργία θα συμβεί στο σωστό χρόνο και τόπο αλλά και σε σωστή ποσότητα μέσα στο σώμα. Για να πετύχει αυτό η φύση φρόντισε και δημιούργησε μηχανισμούς που  επιτρέπουν ή δεν επιτρέπουν την έκφραση των γονιδίων με την μορφή  μοριακού διακόπτη. Οι μοριακοί διακόπτες που αναφέραμε προηγούμενα έχει δειχθεί ότι λειτουργούν οργανωμένοι με ιεραρχική δομή λειτουργίας. Πρώτα -πρώτα, τα γονίδια είναι οργανωμένα σε διακριτές ομάδες ή οικογένειες, σε δομές που λέγονται ‘περιοχές χρωματίνης’ (chromatin domains) (Felsenfeld 1992, Dillon and Grosveld 1994, Pikaard 1998, Paul and Ferl 1998, Cohen et al 2000). Είναι πλέον ξεκάθαρο και αδιαμφισβήτητο, ότι η έκφραση και η λειτουργία των γονιδίων μέσα σε μια τέτοια περιοχή χρωματίνης παρουσιάζει στενή  αλληλεξάρτηση ανάμεσα στα γονίδια (Wijgade et al 1995, Dillon et al  1997), και μάλιστα η έκφραση και η λειτουργία μιας περιοχής μπορεί να επηρεάσει την λειτουργία και την έκφραση μέσα σε μια κοντινή η και μακρινή περιοχή χρωματίνης (Flavell 1994, Matzke and Matzke  1998). Γενικά, αυτές οι περιοχές χρωματίνης μπορεί να βρίσκονται σε  δύο δομικές διαμορφώσεις. Το DNA σε μια τέτοια περιοχή μπορεί να  βρίσκεται σε ένα τύπο κλειστής, ελικωμένης και ‘ανενεργούς’ δομής, στην οποία τα γονίδια δεν εκφράζονται (switched off). Εναλλακτικά, το ίδιο DNA μπορεί να βρίσκεται σε μια ‘ενεργή’ διαμόρφωση όπου να επιτρέπεται μοριακά η έκφραση των γονιδίων και τελικά η παραγωγή πρωτεϊνών. Σε γενικές γραμμές, οι δύο αυτές διαμορφώσεις συμβαίνουν όταν το κύτταρο θέλει να παράγει (ενεργή διαμόρφωση) ή να μην παράγει (ανενεργή διαμόρφωση) συγκεκριμένες πρωτεΐνες, σε συγκεκριμένο χρόνο, προκειμένου να πετύχει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα. Είναι ξεκάθαρο ότι οποιαδήποτε τεχνολογία, η οποία σκοπεύει να δημιουργήσει χειρισμούς στο γενετικό πρόγραμμα  ενός δεδομένου οργανισμού, πρέπει να διατηρήσει την φυσική σειρά και  ιεραρχία των γονιδίων αλλά και των περιοχών της χρωματίνης που αναφέρθηκαν προηγούμενα, η οποία σειρά και ιεραρχία έχει εξελιχθεί και λειτουργεί για εκατομμύρια χρόνια πριν από εμάς και πρέπει να  συνεχιστεί και μετά από εμάς.

Γενετική μηχανική

Σε αντίθεση με τη φυλετική αναπαραγωγή, η γενετική μηχανική επιτρέπει την
απομόνωση, αποκοπή, ένωση και μεταφορά ενός απλού γονιδίου ή πολλαπλών γονιδίων ανάμεσα σε συνολικά άσχετους οργανισμούς, σπάζοντας ταυτόχρονα και τους φραγμούς που βάζει η  φύση, η οποία δεν επιτρέπει την αναπαραγωγή μη κοντινών στην εξέλιξη ειδών. Το αποτέλεσμα είναι να παράγονται συνδυασμοί γονιδίων, οι οποίοι ποτέ δεν θα συνέβαιναν στη φύση. Τα διαγονιδιακά ή γενετικά  τροποποιημένα φυτά περιέχουν γονίδια από ιούς, βακτήρια, ζώα, καθώς και από άσχετα μεταξύ τους φυτά. Επιπλέον, τα νεοεισερχόμενα γενετικά στοιχεία αποτελούνται από μη φυσικούς συνδυασμούς γενετικού υλικού. Γενετικά τροποποιημένες πατάτες, τομάτες, φράουλες, πρόκειται να κατασκευασθούν, οι οποίες θα περιέχουν γονίδια της  «αντιπαγωτικής» πρωτεΐνης (anti-freeze protein) ενός ψαριού, της γλώσσας. Όλα αυτά με τη σειρά τους συνδέονται με ένα γονίδιο  αντίστασης σε κάποιο αντιβιοτικό (antibiotic resistance gene) που συνήθως προέρχεται από βακτήρια. Αυτή η σύνδεση επιτρέπει την επιλογή του φυτού που θα τροποποιηθεί με το ξένο γενετικό υλικό. Οι  επιστήμονες που φτιάχνουν τη νέα τομάτα, ελπίζουν και πιστεύουν ότι θα παρουσιάζει μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στην παγωνιά. Αυτό είναι  αναμφισβήτητα μια μεγάλη τεχνολογική πρόοδος. Όμως, η μεταφορά του  DNA από τον ένα οργανισμό σε έναν άλλο μέσω της γενετικής μηχανικής μπορεί να γίνει με κάποιο βαθμό ασφάλειας σε μορφές ζωής που είναι χαμηλά στην εξέλιξη όπως είναι τα βακτήρια, ή ακόμη και οι μύκητες, αν και ανακύπτουν προβλήματα και σε αυτές τις περιπτώσεις λόγω  βιοχημικών αλλαγών που συμβαίνουν εξ αιτίας της γενετικής τροποποίησης.

Η δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών και ζώων είναι μία α-φυσική
τεχνολογία. Μόλις ενεθεί στα κύτταρα των φυτών ή των ζώων το ξένο γενετικό υλικό,
πηγαίνει και ενσωματώνεται τυχαία μέσα στο γένωμα του κυττάρου ξενιστή (φυτού ή ζώου). Σαν αποτέλεσμα αυτής της ενσωμάτωσης η φυσική γενετική αρχιτεκτονική διακόπτεται.

Μέσα στα εκατομμύρια κύτταρα τα οποία υφίστανται την τροποποίηση, μόνο
ελάχιστα θα ενσωματώσουν μόνιμα το ξένο γενετικό υλικό. Η συντριπτική πλειοψηφία των κυττάρων τα οποία δεν ενσωμάτωσαν τα ξένα γονίδια, πεθαίνουν. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία όλων λίγο-πολύ των γενετικά τροποποιημένων φυτών και ζώων. Όπως συζητήθηκε προηγούμενα, περιοχές της χρωματίνης μπορεί να εκφραστούν ή να μην εκφραστούν σαν ένα μέρος της σωστής, φυσικής γονιδιακής λειτουργίας. Αφού λοιπόν η ενσωμάτωση νέων γονιδίων στο DNA του ξενιστή μέσω της γενετικής μηχανικής είναι μια τυχαία διαδικασία που δεν εξαρτάται από τις ικανότητες του επιστήμονα που εκτελεί το πείραμα, το ξένο γονίδιο  μπορεί να ενσωματωθεί σε ενεργή ή ανενεργή περιοχή χρωματίνης, τη στιγμή που ενσωματώνεται. Εάν ενσωματωθεί σε μη ενεργή περιοχή χρωματίνης δεν θα μπορέσει να εκφραστεί (όσο και αν ο επιστήμονας  θέλει το αντίθετο). Σε αντίθετη περίπτωση, εάν δηλαδή ενσωματωθεί σε  ενεργή περιοχή τότε πιθανότατα θα εκφραστεί. Έτσι λοιπόν η τυχαία  ενσωμάτωση του ξένου DNA σε μια ήδη ενεργή περιοχή χρωματίνης, ενέχει τον κίνδυνο να διαταράξει την οργανωμένη έκφραση και λειτουργία των ενδογενών γονιδίων. Καθώς ενσωματώνεται τυχαία στην ενεργή περιοχή το ξένο
γενετικό υλικό παίρνει τη θέση ενός γονιδίου που εκείνη τη στιγμή θα έπρεπε να
εκφραστεί. Όμως τώρα μπορεί και να μην εκφραστεί το ενδογενές αφού ξένο γενετικό υλικό ενσωματώθηκε δίπλα του και εκφράζεται αυτό. Είπαμε και πριν πως είναι πια  αποδεκτό ότι οι λειτουργίες των γονιδίων μέσα σε μια δεδομένη περιοχή χρωματίνης είναι αλληλοεξαρτώμενες και ακόμη ότι γονίδια μέσα στην ίδια περιοχή συναγωνίζονται για το ποιο θα εκφραστεί  (Cohen et al, 2000).

Όμως τα φυτικά γενετικά ρυθμιστικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για να
διεγείρουν την έκφραση του ξένου DNA (συνήθως ο ρυθμιστής Ca MV) είναι ανήμπορα να διεγείρουν την έκφραση εάν το DNA ενσωματωθεί σε ανενεργή περιοχή. Έτσι λοιπόν τα πάντα εξαρτώνται από το αν το ξένο DNA ενσωματωθεί σε ενεργή μεταγραφικά περιοχή. Όλα αυτά τα αποτελέσματα συνδυαζόμενα μπορεί να δώσουν μια μη προσδοκώμενη και πιθανότατα απρόβλεπτη διαταραχή της γενετικής  λειτουργίας του ξενιστή. Τα φαινόμενα αυτά ονομάστηκαν σαν ‘φαινόμενα  γενετικής θέσης’ (position effects) και καθιστούν πολύπλοκη την διαδικασία διαπίστωσης των γενετικών αλλαγών κάθε γ.τ.ο.. Από τις εκατοντάδες των γ.τ. φυτών ή ζώων που προκύπτουν με τα ίδια ξένα γονίδια, μόνο λίγα πληρούν τις προϋποθέσεις της αγροτικής απόδοσης που θέλουμε, και αυτό επειδή κάθε γ.τ.ο. περιέχει το ξένο DNA και σε  διαφορετική θέση ενσωματωμένο. Φυτά ή ζώα με σαφή φαινοτυπικά  προβλήματα αποσύρονται τελικά. Όμως οι αλλαγές εκείνες στη βιοχημεία του ξενιστή, οι οποίες πάντα συνοδεύουν το επιθυμητό αποτέλεσμα, και οι οποίες μπορεί να σημαίνουν την παραγωγή νέων τοξινών, αλλεργιογόνων, καθώς και ποικίλες αλλαγές στη διατροφική αξία του ‘νέου φυτού’ αγνοούνται παντελώς, πιθανότατα και σκόπιμα από τους  παραγωγούς αυτών των γ.τ.ο..

Συμπεράσματα

Είδαμε λοιπόν ότι:

 1. Από τεχνικής άποψης, η γενετική τροποποίηση και η κλασσική
     βελτίωση δεν μοιάζουν σε τίποτα.

 2.  Οι γ.τ.ο. (φυτά ή ζώα) αρχίζουν την ζωή τους στον δοκιμαστικό σωλήνα.

  3. Η γενετική μηχανική χρησιμοποιεί τεχνητά φτιαγμένο γενετικό υλικό
     από διάφορους οργανισμούς και το εισάγει σε άλλους συνήθως
     εξελικτικά απομακρυσμένους.

4.  Η γενετική τροποποίηση μέσω της γενετικής μηχανικής συνήθως
     διαταράσσει την αρχιτεκτονική του γενώματος του ξενιστή, με
     απρόβλεπτες συνέπειες στον ξενιστή.

Έτσι, δεν είναι το γεγονός ότι η γενετική τροποποίηση είναι εξ' ορισμού επικίνδυνη. Είναι το ότι η γενετική τροποποίηση δημιουργεί  απρόβλεπτες και συχνά μη επιδιωκόμενες βιοχημικές αλλαγές στον ξενιστή, που κάνουν τον γ.τ.ο. να πρέπει να αντιμετωπίζεται σαν ‘νέος’ οργανισμός που δεν γνωρίζουμε αν περιέχει τοξικές ουσίες που δεν περιείχε, είτε νέα προϊόντα με αντιγονικά αλλεργιογόνο δράση. Οι γ.τ.ο. δεν
είναι ούτε πιο ακριβής ούτε πιο ασφαλής επιλογή, από ότι  δημιουργεί η κλασσική γενετική βελτίωση γιατί παραβιάζει τις βασικές αρχές της γενετικής λειτουργίας, ενώ η κλασσική μέθοδος διατηρεί τις  αρχές της φύσης στα γενετικά συστήματα, δημιουργεί διασταυρώσεις μεταξύ συγγενών ειδών και διατηρεί την φυσική ιεραρχία του  γενώματος. Για τούτο το λόγο οι τροφές που προκύπτουν από γ.τ.ο. απαιτούν εντελώς διαφορετικούς μηχανισμούς ελέγχου της ασφάλειας των τροφών. Δεν αρκούν μόνο τα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την αγροτική απόδοση, για να χαρακτηρίσει κανείς ακριβές και ασφαλές το νέον οργανισμό (φυτό ή ζώο).

Χαρακτηριστικό παράδειγμα στη βιβλιογραφία η περίπτωση του γνωστού ερευνητή
Pusztai, ο οποίος με την δημοσίευση της  εργασίας που θα περιγράψουμε έχασε την δουλειά του. Στα τέλη του  1999 η ομάδα του Dr. Pusztai χρησιμοποίησε γ.τ. πατάτες που περιείχαν μια ουσία από κάποιο άλλο φυτό (συγκεκριμένα μια λεκτίνη), η οποία  ουσία αυξάνει την ανθεκτικότητα των φυτών της πατάτας σε έντομα και  σκουλήκια (Εwen and Pusztai, 1999). Στη συνέχεια τάισαν αρουραίους με τέτοιες πατάτες και παρατήρησαν μετά από ορισμένες μέρες σημαντικές κυτταρικές αλλοιώσεις στο γαστρεντερικό σύστημα των ζώων. Σε ζώα μάρτυρες είχαν χορηγήσει κανονικές πατάτες στις οποίες πρόσθεσαν εξωγενώς μέχρι και 1000 φορές μεγαλύτερη ποσότητα λεκτίνης  από τις γ.τ. πατάτες, και τα ζώα αυτά δεν έπαθαν απολύτως τίποτα. Οι  ερευνητές αποδίδουν το γεγονός στο position effect που εξηγήσαμε νωρίτερα. Κάτι τέτοιο είναι πολύ πιθανόν να συμβαίνει και στα περισσότερα γ.τ. φυτά, αλλά όμως αυτά δεν δοκιμάζονται με χρόνια τεστ  τοξικότητας. Θα μπορούσαμε να πούμε
χωρίς ίχνος υπερβολής ότι σήμερα όλοι μας, άνθρωποι και ζώα, συμμετέχουμε σε ένα
παγκόσμιο διατροφικό πείραμα, στο οποίο κανείς δεν μας ρώτησε αν θέλουμε να  συμμετέχουμε και το κυριότερο θα περάσουν ίσως πολλά χρόνια για να καταλάβουμε τι γίνεται. Υπάρχουν όμως λύσεις. Ας ξεκινήσουμε από την πιο απλή: Υποχρεωτική σήμανση όλων των γ.τ. τροφίμων. Ας αφήσουμε επιτέλους τον καταναλωτή να γνωρίζει και ας διαλέξει αυτός.

του Δ. Κουρέτα
Καθηγητή του τμήματος Βιοχημείας-Βιοτεχνολογίας
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας