Autores: Stanley W B Ewen, Arpad Pustzai
Título original: Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine
Publicado en The Lancet, nº 354, el 16 de octubre de 1999
http://www.biotech-info.net/Lancet_Study.pdf
traducción de Adela Kaufmann, con algunas modificaciones.
http://www.bibliotecapleyades.net/ciencia/ciencia_geneticfood40.htm
Las dietas que contienen patatas genéticamente modificadas (OGM) a las que se ha transferido la lectina aglutinina de Galanthus nivalis (GNA) tuvieron efectos variables en diferentes partes del tracto gastrointestinal de las ratas.
Algunos efectos, tales como el crecimiento de la mucosa gástrica, se debieron principalmente a la expresión del transgén GNA. Sin embargo, otras partes de la construcción o transformaciones genéticas (o ambas) también podrían haber contribuido a efectos biológicos globales de las patatas OGM-GNA, sobre todo en el intestino delgado y ciego.
Los productos vegetales modificados genéticamente (OGM) se están volviendo cada vez más comunes en la cadena alimentaria humana, sin embargo, en contraste con la aceptación general de que son necesarias nuevas pruebas biológicas de los nuevos alimentos y piensos, se han realizado pocos estudios sobre los posibles efectos de los productos OGM en la mucosa intestinal de los mamíferos.
Las patatas transgénicas que expresan una lectina aglutinina de la campanilla de invierno (Galanthus nivalis [GNA]) bajo el promotor CaMV35s se han desarrollado para aumentar la resistencia a insectos y nematodos.1
Fue seleccionado el GNA para la inserción en las patatas ya que el efecto inicial de esta lectina fijadora de una manosa específica en el intestino de las ratas es mínimo,2 y debido a que su unión a la manosa presente en la superficie epitelial de las vellosidades del yeyuno de la rata sólo aparece después de ingerir este alimento durante 10 días.
Comparamos los índices histológicos del intestino de ratas alimentadas con dietas conteniendo patatas transgénicas y patatas no-transgénicas, o patatas no-transgénicas completando la dieta con patatas GNA, para averiguar si la inserción de genes GNA tenía efectos nutricionales y fisiológicos en el intestino de los mamíferos.
http://www.mindfully.org/GE/Pusztai-PowerPoint-Denver-abt01.htm
Los Análisis ELISA confirmaron que el nivel de expresión de GNA en las patatas crudas OGM fue de 25.4 μg/g de materia seca; la concentración se redujo a 4.9 μg/g después de hervirlas durante 1 hora.
Seis ratas fueron asignadas al azar a cada grupo, y fueron alimentadas con dietas que contenían patatas OGM- GNA crudas o cocidas, o patatas (Desirée), o patatas con un suplemento de 25.4 μg/g de GNA durante 10 días. Todas las dietas de patatas fueron isocalóricas y contenían un promedio de 6% de proteínas.
Se tomaron muestras histológicas del estómago, del yeyuno, íleon, intestino ciego y colon 10 días después del inicio de la alimentación.
Las muestras, cada una de 2 cm de longitud, fueron abiertas a lo largo del borde antimesentérico. Se permitió que la superficie serosa se adhiriera al portaobjetos durante 3 minutos y luego fijada en formalina neutra tamponada al 10% durante 18 horas a 20° C. Los cortes de parafina (4 μm) fueron teñidos con hematoxilina y eosina, y el grosor de la mucosa (estómago) o longitud de la cripta (yeyuno, íleon, intestino ciego y colon) se midió mediante el análisis de la imagen de vídeo. Los linfocitos intraepiteliales están equitativamente distribuidos por todas las partes del intestino delgado, y se sabe que aumentan cuando se produce un daño intestinal inespecífico. Por lo tanto, para evaluar los daños potenciales, los linfocitos intraepiteliales se contaron en ocho vellosidades del yeyuno de cada una de las seis ratas alimentadas con dietas que contenían patatas OGM-GNA o patatas progenitoras, tanto crudas como cocidas.
No se hicieron tales mediciones para el grupo alimentado con patatas progenitoras sobrecargadas con GNA, porque la dieta de GNA u otras lectinas no provocan la infiltración de linfocitos. El GNA vinculado al yeyuno y el íleon fue medido mediante elución con 0.1 mol/L manosa, seguido por un análisis ELISA.
Tabla 1
Efecto de patatas crudas o cocidas, patatas madres+GNA y patatas GNA+OGM
en los índices histológicos del intestino de las ratas
La presencia de GNA en las dietas, independientemente de si proceden de patatas OGM-GNA o de dietas de patatas progenitoras y complementadas con GNA, se vio estaba asociado con un significativamente mayor grosor de la mucosa del estómago en comparación con las dietas con patatas progenitoras (tabla 1).
Tabla 2
Presencia de GNA en el yeyuno y el íleon de ratas que recibieron dietas
que contienen las patatas OGM-GNA o dieta de patatas-madre con un suplemento de GNA
En la mañana del día 10, a las ratas se les dio la dieta asignada de 1.5 g y aparecieron muertas dos horas más tarde. Después de la disección, el esófago, el píloro y la unión ileocecal estaban pegadas, y el intestino delgado fue lavado a fondo con solución salina. El intestino delgado fue cortado en tres segmentos: yeyuno (primeros 20 centímetros), íleon (últimos 20 centímetros) y remanente. Los tejidos finos fueron homogeneizados con solución salina amortiguada con fosfato, conteniendo 0.1 mol/L de manosa, y las soluciones fueron utilizadas para la determinación del contenido de GNA mediante el análisis ELISA.
Este efecto fue observado tanto con patatas crudas como con patatas cocidas. La longitud de la cripta en el yeyuno de ratas alimentadas con dietas de patata cruda OGM-GNA fue significativamente mayor que en aquellas alimentadas con dietas de patatas de línea progenitora o línea progenitora más GNA. Sin embargo, el incremento de la longitud de la cripta del yeyuno no fue observada en las ratas alimentadas con patatas cocidas OGM-GNA (tabla 1).
El GNA presente en las patatas transgénicas no tuvo efectos significativos en el íleon, pero las ratas alimentadas con patatas cocidas tenían una menor longitud de las criptas ileales que las ratas que recibieron las dietas respectivas de patata cruda. Las ratas alimentadas con patatas cocidas OGM-GNA tuvieron una mucosa cecal significativamente más delgada que las ratas tratadas con patatas progenitoras cocidas, con o sin suplemento de GNA (tabla 1).
El recuento de linfocitos intraepiteliales en 48 vellosidades fueron 7.6 (SD 2.7) en ratas alimentadas con patatas-madre hervidas, comparadas con 10.3 (3.3) en ratas alimentadas con patatas transgénicas hervidas (p<0.01). Con dietas de patata cruda, el recuento de linfocitos intraepiteliales fueron de nuevo significativamente diferentes: 5.3 (2.0) y 9.3 (2.6) en las patatas madre y en patatas OGM respectivamente (p<0.01).
Las placas de Peyer aparecían normales en todas las ratas. La presencia del GNA en el yeyuno y el íleon fue aproximadamente la misma, independientemente de si fueron alimentadas con patatas que contenían GNA o patatas OGM (tabla 2).
La medición de la presencia de GNA por medio de la inmunocitoquímica también mostró un patrón similar.(2)
Se sugiere que la promoción del crecimiento del yeyuno fue el resultado de la transformación de la patata con el gen de GNA, ya que el yeyuno de las ratas se demostró que era estimulado sólo por las patatas transgénicas, pero no por la dieta GNA (cuadro 1), de acuerdo con un estudio previo en el que el aporte dietario de GNA era 1000 veces más alta que el utilizado en este estudio.2
Por lo tanto, proponemos que el efecto de crecimiento inesperado fue causado por la expresión de otros genes, o por algún tipo de efecto de posicionamiento en el genoma de la patata causado por la inserción de genes GNA.
Debido a que el espesor del apéndice cecal fue similar en las ratas a las que se les administró patatas progenitoras hervidas, en presencia o ausencia de GNA, nosotros sugerimos que la disminución del espesor de la mucosa del apéndice cecal observado en las ratas alimentadas con dietas de patata hervida OGM era consecuencia de la transferencia del gen GNA a la patata.
El espesor del apéndice cecal en las ratas que recibieron dietas de patata cruda fue significativamente mayor que en las que recibieron las correspondientes patatas cocidas. Así, el principal efecto del cocimiento era reducir el espesor de la mucosa. Esta relación se ajusta plenamente a las expectativas.
Las dietas con patatas crudas de la línea parental seleccionada, con un suplemento de GNA, se vio estaban asociadas con la aparición de una mucosa en el apéndice cecal significativamente más delgada que la de ratas que recibieron dietas con patatas de la línea parental. Una tendencia similar se observó también en ratas alimentadas con patatas crudas GNA-OGM, pero la diferencia no alcanzó significación estadística (tabla 1).
Como era de esperar, la longitud de la cripta del colon fue generalmente más alta en las ratas tratadas con dietas de patata cruda que en la de patatas hervidas, a excepción de los animales alimentados con dietas con un suplemento de GNA – patata cruda o hervida, entre las cuales no hubo diferencias significativas.
La alimentación de ratas con dietas que contienen patatas transgénicas, independientemente de si están crudas o cocidas, no tuvo ningún efecto significativo sobre la longitud de la cripta del colon en comparación con la de animales alimentados con patatas de la línea parental seleccionada (tabla 1).
Las ratas alimentadas con patatas madre complementadas con GNA dieron en longitudes significativamente más cortas de la cripta del colon que aquellas alimentadas con patatas OGM-GNA, pero la razón de este descubrimiento no está clara.
En conclusión, el efecto estimulante de las patatas OGM-GNA en el estómago se debió principalmente a la expresión del transgén GNA en la patata. En contraste, el potente efecto de crecimiento producido por las patatas crudas GNA-OGM en el yeyuno, y el efecto antiproliferativo de las patatas transgénicas hervidas en el intestino ciego puede ser atribuida sólo en parte a la expresión génica del GNA.
Otras partes de la construcción del OGM, o su transformación, podrían haber contribuido a otros efectos generales.
Una vez unido, el GNA es insertado por medio de la endocitosis,2 pero algún otro componente de la construcción de la patata OGM-GNA o la expresión de algún otro gen también podría ser capaz de penetrar y afectar a las células de la mucosa de las ratas de una manera similar.
Este efecto de crecimiento producido por las patatas crudas OGM-GNA en el yeyuno, una hiperplasia de la cripta del colon, se debe probablemente a un efecto directo de estimulación de las células de la cripta, y el aumento de la infiltración de linfocitos T puede ser importante en que no se produzcan más daños en los enterocitos (células epiteliales del intestino)(3).
Los vectores de plantas introducidos en los cultivos OGM puede afectar a la mucosa del tracto intestinal y producir efectos biológicos de gran alcance, sobre todo en aquellas plantas OGM que tienen construcciones similares, es decir, lectinas, tales como la soja o plantas que expresan los genes de la lectina o transgenes.
Este estudio fue apoyado por la Oficina de Escocia de Agricultura, Medio Ambiente, y Departamento de Pesca ( número de concesión FF 818).
Referencias
1 – RE AMR Gatehouse, Abajo, KS Powell, et al. Las plantas transgénicas de papa con mayor resistencia al áfido de melocotón-papa. Myzus persicae. Ent APPL Exp. 1996; 79: 295-307.
2 – Pusztai A, Ewen SWB, Grant G. Relación entre la supervivencia y la unión de las lectinas de plantas durante el paso por el intestino delgado y su eficacia como factores de crecimiento. Digestion 1990; 46 (Suppl 2): 306-316.
3 – Marsh NM, Ensari A. El tejido linfoide asociado al intestino y al sistema inmunológico. En: I Whitehead, ed. Patología gastrointestinal y esofágica. Churchill Livingstone, 1995: 201-225 Edimburgo.