Ghidul elaborat de EFSA, Grupul OMG, referitor la evaluarea riscurilor pentru

mediu (ERM) asociate introducerii pe piață

a plantelor modificate genetic (PMG)

Principiul general de evaluare a riscului: evaluarea comparativă a siguranței

EFSA propune o strategie bazată pe utilizarea unor metode adecvate pentru compararea PMG și a produselor derivate din aceasta cu un martor adecvat. În mod normal, cu planta din care a fost obținută, prin transgeneză, PMG, și cu produsele derivate din aceasta.

Evaluarea comparativă a siguranței pentru mediu evidențiază asemănările și deosebirile, atât intenționate cât și neintenționate de autorul modificării genetice, dintre PMG și martor.

Rezultatele acestei evaluări comparative a siguranței permit identificarea acelor diferențe față de martor și, prin urmare, a acelor caracteristici ale PMG a căror relevanță biologică/ecologică pentru efectele adverse asupra mediului trebuie determinată. Indiferent dacă respectivele diferențe sunt intenționate sau neintenționate.

Evaluarea comparativă a siguranței se

face pe baza datelor referitoare la:

caracterizarea moleculară;

compoziție;

caracteristicile

fenotipice/agronomice;

interacțiunea PMG cu mediul

primitor.

Etapele parcurse în procesul de ER

Conform Directivei 2001/18/CE și Ghidului elaborat de Grupul OMG din

cadrul EFSA, procedura de evaluare a riscurilor asociate introducerii unei PMG în mediu presupune parcurgerea a șase etape, pentru fiecare domeniu de interes:

1. formularea problemei, inclusiv identificarea efectelor potențial

dăunătoare asupra mediului;

2. caracterizarea efectului potențial dăunător și determinarea

amplitudinii lui;

3. caracterizarea nivelurilor și probabilității expunerii;

4. caracterizarea riscului, care integrează amploarea consecințelor și probabilitatea producerii;

5. stabilirea strategiilor de management al riscurilor;

6. evaluarea riscului general și formularea concluziilor.

Formularea problemei

Identificarea caracteristicilor PMG care ar

putea avea efecte adverse asupra

mediului

Stabilirea naturii acestor efecte

Precizarea căilor de expunere prin care

PMG ar putea afecta mediul (identificarea

hazardului)

Luarea deciziei Caracterizarea riscului nu este o decizie pe baza căreia se permite

sau se interzice acțiunea propusă

Analiza riscului: rezultatele ER trebuie evaluate având în vedere și alte probleme ale societății care nu intră sub incidența ER;

Confuzia dintre ER și analiza riscului este o parte a motivelor controverselor legate de rolul științei în luarea deciziilor cu privire la utilizarea noilor tehnologii.

Temerile neștiințifice legate de progresul științific au fost confundate cu estimarea științifică a riscurilor ceea ce a condus la ”dezbateri” despre știință când de fapt ceea ce ar trebui dezbătut este greutatea pe care ar trebui să o acordăm evaluării științifice față de alte temeri despre politica publică când se iau decizii (Johnson et al. 2007).

Este important de subliniat că ER este condusă de politică, deoarece obiectivele evaluării derivă din obiectivele de management stabilite politic, dar caracterizarea riscului nu este singurul factor care determină deciziile luate pe baza acestei politici

Ghidul include recomandări detaliate pentru:

alegerea adecvată a martorilor pentru comparație;

selecția și considerarea tipurilor adecvate de medii

primitoare;

modurile de experimentare și interpretare statistică a

datelor;

considerarea efectelor pe termen lung;

ER în cazul evenimentelor cu gene cumulate.

Cu privire la ER asociate PMG, Grupul OMG de la EFSA consideră că ar trebui avute în vedere de către notificator și evaluatori, 7 domenii cu probleme

Persistența și invazivitatea PMG sau a rudelor interfertile, inclusiv transferul genelor de la o plantă la alta.

Transferul genelor de la plante la microorganisme. Interacțiunile PMG cu organismele vizate de MG. Interacțiunile PMG cu organismele nevizate,

inclusiv criterii pentru selecția speciilor adecvate și reprezentative și a grupurilor ecologice funcționale.

Impactul tehnicilor de cultivare, management și recoltare, inclusiv considerații asupra sistemului de producție și mediului primitor.

Efecte asupra proceselor biogeochimice. Efecte asupra sănătății omului și animalelor.

A. Persistenta si invazivitate

A. Transfer genetic pe orizontala

A. Organisme vizate

A. Organisme nevizate (NTO)

A. Practici agricole

A. Procese biogeochimice

A.

animalelor

(6) Evaluarea riscurilor (general)

(5) Strategii de management a riscurilor

(4) Caracterizarea riscului

 

(2) Caracterizarea pericolului (3) Caracterizarea expunerii

 

(1) Formularea problemei (FP)

6 etape in evaluarea

riscurilor pentru

fiecare domeniu de

analiza

7 domenii de analiza

Interactiune

planta/mediu

Caracterizare

agronomica

/fenotipica

Analiza

compozitionala

 

Caracterizare

moleculara

4 directii de abordare ca punct de

plecare in Formularea Problemei (FP)

Puncte de luat in considerare:

I. Alegerea martorilor de comparatie

II. Mediul primitor

III. Principii de statistica generala

IV. Efectele pe termen lung

V. Evenimente de transformare cu gene

cumulate

Rezultatele evaluării comparative

Diferențele statistic semnificative între PMG și comparator, care nu sunt rezultatul MG indică prezența unor efecte neintenționate care trebuie evaluate cu privire la relevanța lor biologică și implicațiile potențial dăunătoare asupra mediului

Trebuie avute în vedere și nivelurile și căile expunerii mediului la PMG (cultivare, import etc)

Comparațiile trebuie făcute în sisteme de producție relevante și în medii similare

ER se face pe baza

datelor in planta (eveniment specifice), iar

dacă nu sunt identificate diferențe între PMG

și comparator,

datelor caracter-specifice de la PMG similare

sau de la plante nemodificate genetic cu

caractere similare (de ex., toleranța la

erbicide)

ER trebuie abordată pe baza unor dovezi foarte concludente

Informația cerută depinde de:

1. specia și transgenele (caracterul MG)

transferate;

2. utilizarea intenționată;

3. mediul potențial primitor, având în vedere cerințele specifice de cultivare și prezența altor OMG în mediu

Informațiile pentru ER se

colectează via

Testări în câmp (testări în câmp și/sau

culturi agricole)

Caracterizarea moleculară

Analiza compoziției

Testări ecotoxicologice

Modelare și/sau studii teoretice și de

literatură (desk and literature studies)

Informațiile conținute în dosare

Biologia organismului donor și receptor

Cum au fost introduse genele, expresia lor, natura produselor genelor

Caracteristicile nutriționale și compoziționale ale plantei de cultură, inclusiv efectele intenționate și neintenționate ale MG

Potențialul toxic sau alergen al produșilor genelor, metaboliților și PM, ca întreg.

Caracteristicile agronomice ale PMG ca și performanțele și impactul în mediul în care va fi introdusă

Utilizarea produsului, influența procesării asupra alimentului și furajului, potențialul de a schimba consumul, posibilul impact detrimental nutrițional pe termen lung.

Datele prezentate de notificatorul unei intenții de utilizare a unui OMG în studiul de evaluare a riscurilor

trebuie riguros evaluate, pentru a se constata dacă: Euphytica (2008) 164:853–880

sunt adecvate unei evaluări a riscurilor în privința descrierii caracterului modificat genetic;

sunt relevante pentru evaluarea riscului;

este adecvată și validată metodologia;

este adecvat modul de experimentare (concepție, durată etc);

există sau nu o relație doză/efect etc. ;

analizele statistice sunt adecvate setului de date și concluziile sunt statistic semnificative;

datele sunt reproductibile;

totalitatea dovezilor susține concluziile.

Descrierea moleculară a PMG

Modificarea genetică poate determina schimbări neintenționate ale fenotipului și compoziției determinate de efectele pleiotrope sau de alterarea genomului la locul inserției (CAC 2003a; Cellini et al. 2004; Latham et al. 2006; Rischer and Oksman-Caldentey 2006).

Exemple specifice de efecte neintenționate care apar la plantele transgenice au fost sintetizate de Haslberger (2003) și Cellini et al. (2004).

Efectele neintenționate sunt sau nu sunt relevante pentru siguranța produsului, dar trebuie luate în considerare când sunt evaluate riscurile.

Informațiile cerute de AC Caracterizarea moleculară detaliată a ADN inserat, ca și

a secvențelor genomice care-l flanchează: natura și sursa vectorului utilizat, inclusiv hărțile tuturor elementelor funcționale, situsurile de restricție pentru sondele moleculare, pozițiile și secvențele primerilor PCR și un tabel cu descrierile și funcțiile, sursele și construcțiile, locul/locurile inserției/inserțiilor și numărul copiilor ADN inserat (transgene, secvențe reglatoare, structura vectorului).

Multe autorități cer ca ADN inserat să fie cartat la nivelul secvențelor de baze.

Maize Genetic elements Size in kb Origin Characteristics / Function

NK603

First cp4 epsps gene cassette

P-ract1/

ract1 intron 1.4 Oryza sativa

5’ region of the rice actin 1 gene containing the promoter, transcription

start site and first intron

ctp 2 0.2 Arabidopsis thaliana DNA sequence for chloroplast transit peptide, isolated from Arabidopsis

thaliana EPSPS, present to direct the CP4 EPSPS protein to the

chloroplast, the site of aromatic amino acid synthesis

cp4 epsps 1.4 Agrobacterium sp. strain

CP4

DNA sequence for CP4 EPSPS isolated from Agrobacterium sp. strain

CP4, which imparts tolerance to glyphosate.

NOS 3’ 0.3 Agrobacterium

tumefaciens

A 3’ nontranslated region of the nopaline synthase gene from

Agrobacterium tumefaciens T-DNA which ends transcription and

directs polyadenylation of the mRNA

Second cp4 epsps gene cassette

e35S 0.6 Cauliflower mosaic virus The cauliflower mosaic virus (CaMV) promoter with the duplicated

enhancer region

Zmhsp 70 0.8 Zea mays L. Intron from the maize hsp70 gene (heat-shock protein) present to

stabilize the level of gene transcription

ctp 2 0.2 Arabidopsis thaliana DNA sequence for chloroplast transit peptide, isolated from Arabidopsis

thaliana EPSPS, present to direct the CP4 EPSPS protein to the

chloroplast, the site of aromatic amino acid synthesis

cp4 epsps

l214p** 1.4

Agrobacterium sp. strain

CP4

DNA sequence for CP4 EPSPS isolated from Agrobacterium sp. strain

CP4, which imparts tolerance to glyphosate.

NOS 3’ 0.3 Agrobacterium

tumefaciens

A 3’ nontranslated region of the nopaline synthase gene from

Agrobacterium tumefaciens T-DNA which ends transcription and

directs polyadenylation of the mRNA

MON810

e35S 0.6 Cauliflower mosaic virus The cauliflower mosaic virus (CaMV) promoter with the duplicated

enhancer region

Zmhsp 70 0.8 Zea mays L. Intron from the maize hsp70 gene (heat-shock protein) present to

stabilize the level of gene transcription

cry1Ab 3.5 Bacillus thuringiensis

subsp. kurstaki

DNA sequence for Cry1Ab isolated from Bacillus thuringiensis subsp.

kurstaki, which targets specific Lepidopteran insect pests

Example de probleme specifice generate de insert Euphytica (2008) 164:853–880

Insertul ce se dorea a fi introdus în genomul receptor a fost transferat integral? Sunt prezenți inserți parțiali? S-au produs deleții?

Au avut loc modificări care afectează secvența AA din produsul proteic? Dacă asemenea modificări s-au produs, va fi declanșată o evaluare a riscurilor ce le sunt asociate.

Sunt furnizate 30-50 de secvențe ale joncțiunilor dintre ADN al insertului și ADN genomic?Aceste informații sunt necesare pentru: detectare și trasabilitate; identificarea oricărei inserții/întreruperi în ADN flancant al gazdei și oricărui potențial de a produce proteine himere noi.

Sunt prezente în insert secvențe ale vectorului, mai ales origini ale replicării și gene ce conferă rezistență la antibiotice? Există temeri cu privire la posibilitatea generării unor organisme patogene modificate prin transfer orizontal de gene ale secvențelor vectorului la patogenii cunoscuți.

Gena inserată / genele inserate – inductibilă/inductibile sau constitutivă/constitutive? În cazul genei/genelor inductibile ar trebui identificat agentul inductor.

Atunci când se urmărește blocarea expresiei genei inserate, sunt necesare informații detaliate referitoare la expresie. Trebuie detaliat mecanismul prin care este blocată expresia și trebuie prezentate informații care demonstrază stabilitatea restricției expresiei.

Există markeri selectabili în produsul final? Dacă există, trebuie evaluată inocuitatea lor.

Insertul segregă, așa cum s-a anticipat, ca urmare a localizării sale?

Efectele consumului ADNr asupra sănătății

Toate alimentele din surse vegetale sau animale conțin ADN

Oamenii consumă zilnic între 0,1 și 1,0 g de ADN

Prin combinarea datelor privind consumul și rația cu conținuturile de ADNr din PMG comercializate, s-a estimat că ADNr ar reprezenta 0,00006% dintr-un consum zilnic de ADN de 0,6 g

Efectele consumului ADNr asupra sănătății

Nu există nicio raportare referitoare la toxicitatea sau alergenitatea ADN, pe care omul îl consumă, dintr-o mare varietate de surse, de foarte mult timp.

S-a conchis deci că un astfel de consum nu este asociat cu un risc semnificativ pentru sănătate și că ingestia adițională a ADNr, care nu se deosebește chimic de ADN nemodificator, nu are efect. s-a tras concluzia că un astfel de (OECD 2000; FAO/WHO 2000; Jonas et al. 2001; UK ACRE 2002; USA SOT 2002; Royal Society 2002; Van den Eede et al. 2004).

Riscurile pentru sănătatea omului asociate utilizării la plante a secvențelor specifice din ADN viral sunt neglijabile (Royal Society 2002).

Nu sunt așteptate efecte dăunătoare asupra mediului asociate prezenței ADNr în plantele transgenice, așa cum a recunoscut Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (USA EPA) când a acordat granted blanket exemption pentru toți acizii nucleici folosiți ca ”Plant-Incorporated Protectants” (USA EPA 2001a).

Probleme de biosecuritate determinate de utilizarea genelor de rezistență la antibiotice în procesul de

producere a PMG

În procesul de producere a PMG, genele de rezistență la antibiotice se folosesc ca markeri selectabili.

Introduse, prin intermediul PMG, în alimente sau în mediu ar putea interveni în evoluția bacteriilor, favorizând apariția rezistenței la antibiotice la comensali (flora rezidentă normală) din corpul oamenilor și unor animale sau la patogenii oamenilor ori animalelor.

Se recomandă ca utilizarea acestor gene la plante să fie evaluată de la caz la caz (USA FDA 2001).

Probleme de biosecuritate determinate de utilizarea genelor de rezistență la antibiotice

în procesul de producere a PMG

Nu a fost identificat niciun scenariu credibil prin care ar putea să apară bacterii rezistente la antibiotice, avînd în vedere sistemele de transfer al ADN bacterian și mecanismele posibile de recombinare. Sisteme și mecanisme care, împreună, ar fi trebuit să facă să ajungă genele de rezistență la antibiotice de la PMG în celulele bacteriene.

Prin urmare, s-a conchis că riscul transferului genelor marker care conferă rezistență la antibiotice de la PMG la bacterii este, în cel mai rău caz, mic.

Aceste concluzii au fost trase de multe autorități competente și de organizații internaționale (de exemplul, FAO/WHO 2000; OECD 2000; USA FDA 2001; EFSA 2007).

Probleme de biosecuritate determinate de proteinele codificate de transgene

Probleme corelate indirect cu proteina codificată de transgenă.

Au fost create și sunt exprimate proteine fuzionate între secvențe donor fragmentare inserate și secvențele receptor? Cu alte cuvinte, a fost inserată transgena în regiunea care codifică a unei gene a organismului gazdă determinând formarea unui produs al genei truncat sau hibrid, a cărui funcție este alterată, perturbată, atenuată sau pierdută?

A fost alterată expresia ansamblului genelor? Este posibil ca prin inserția întâmplătoare a transgenei într-o regiune reglatoare a unei gene gazdă sau prin afectarea genei care codifică o proteină reglatoare să fie afectate alte gene.

Este gena introdusă echivalentă funcțional cu o genă din genomul gazdei? De exemplu, o transgenă care determină toleranța la erbicide poate fi echivalentă funcțional cu o genă a gazdei implicată în sinteza aminoacizilor aromatici

Probleme de biosecuritate determinate de proteinele codificate de transgene

Probleme corelate direct cu proteina codificată de transgenă

Noua proteină este omoloagă cu vreun alergen cunoscut? Există secvențe scurte de AA (6–8) identice cu alergenii cunoscuți? Se preconizează o degradare rapidă a proteinei în tractul digestiv? Între planta modificată genetic și planta nemodificată genetic din care derivă prima există diferențe în privința sintezei și nivelului alergenilor?

Noua proteină, codificată de transagenă, este omoloagă cu antinutrienți cunoscuți sau cu lectine.

Probleme importante în cazul în care stabilitatea caracterului ar putea genera insecuritate

Noua proteină este exprimată stabil și în corelație cu dezvoltarea în cursul ciclului de viață al plantei?

Caracterul introdus este stabil în decursul generațiilor în condiții de mediu reprezentative?

Probleme de biosecuritate asociate unor gene de origine microbiană utilizate în

biotehnologie

Evaluările unor autorități competente și organizații internaționale au condus la concluzia că atât genele care codifică:

enzimele higromicin fosfotransferaza și neomicin fosfotransferaza – NPTII, determinând rezistența la antibiotice,

enzimele enolpiruvil șikimat 3 fosfat sintaza - CP4EPSPS, fosfinotricin acetil transferaza -PAT și glifosat oxidoreductaza GOX , determinând rezistența la erbicide,

beta-glucuronidaza (GUS),

fosfomanoz izomeraza,

toxinele (CRY),

cât și produșii lor, nu prezintă riscuri în privința toxicității, alergenicității, efectelor pleiotropice, transferului orizontal, siguranței alimentelor, furajelor și mediului.

Probleme de siguranță determinate de stabilitatea caracterului conferit prin modificare genetică pot să

apară:

în cazul PMG care conțin cantități reduse de alergeni și compuși antinutriționali;

în cazurile în care schimbările concentrației proteinei codificate de

transgenă au importanță pentru realizarea cu acuratețe a evaluării

riscului (de exemplu, condițiile de creștere și fondul parental pot

determina scăderi sezoniere ale expresiei proteinei Bt la bumbac,

afectînd managementul rezistenței).

În cazurile menționate, datele prezentate de notificator ar trebui să

arate modul în care condițiile de creștere afectează expresia

caracterului dorit. Stabilitatea poate fi afectată și de condiția

fiziologică a plantelor care sintetizează proteina transgenică.

Condiție influențată de calitatea și intensitatea luminii, de

disponibilitatea apei și a nutrienților și de existența unor factori de

stres (temperaturi ridicate, boli și dăunători etc).

Caracteristicile biologice ale plantei

O plantă de cultură transgenică va avea efecte

benefice sau adverse asupra mediului în

funcție de specie, locul în care este introdusă

și de managementul culturii

Example de probleme specifice referitoare la biologia PMG

A crescut potențialul de transfer orizontal al genelor?— din cauza prezenței în insert a unor secvențe bacteriene (originile replicării, secvențe omeoloage)?

Se deosebește PMG de plantele parentale sau de liniile aproape izogenice nemodificate genetic în privința biologiei? (de exemplu, multiplicarea,latența,supraviețuirea, dispersarea, capacitatea de încrucișare liberă,toleranță la stres, sensibilitatea la agenți specifici) —efectele neintenționate se pot manifesta prin schimbări mari ale însușirilor agronomice.

A crescut invazivitatea sau caracteristicile de buruiană [din cauza caracteristicilor, fie ale PMG, fie ale transgenei) – a fost conferit plantei MG vreun avantaj selectiv, adică au fost caracteristicile PMG modificate astfel încât a devenit o buruiană în agroecosistem sau invazivă în cele neamenajate?

Example de probleme specifice referitoare la biologia PMG

Există modificări în biologia florii care ar putea afecta capacitatea de încrucișare liberă? (perioadă de înflorire extinsă, atractivitatea polenizatorilor, schimbarea fertilității etc.)

Va avea un impact fluxul genic prin polenizarea rudelor sexual compatibile?—ar trebui să fie posibilă hibridarea, se transferă vreun avantaj selectiv de la planta MG? Sunt schimbări semnificative ale fitnessului sau caracteristicilor de dispersare ale organismului receptor care ar putea –o face mai persistentă în habitatele agricole și mai invazivă în habitatele naturale?

Va avea fluxul genic prin intermediul semințelor vreun impact? Sunt viabile în natură semințele PMG? Dacă sunt, există posibilitatea dispersării transgenelor?

Example de probleme specifice referitoare la biologia PMG

Organismele nevizate și biodiversitatea—va avea PMG efecte dăunătoare asupra populațiilor organismelor nevizate, de exemplu, prin efecte indirecte asupra nivelului populațiilor predatorilor, competitorilor, erbivorelor, polenizatorilor, simbionților, paraziților și patogenilor?

Vor fi schimbate practicile agricole și de cultivare? Vor avea practicile de cultivare pentru PMG efecte directe sau indirecte, imediate sau întârziate asupra mediului?