Los cultivos genéticamente modificados que han llegado al
mercado llevan características que benefician a la
producción agrícola. Sin embargo, hay muchos desarrollos
dirigidos al mejoramiento de la calidad de los alimentos. En
este sentido, se introducen genes (o secuencias genéticas)
para aumentar ciertos nutrientes, lograr mejores perfiles
composicionales, e incluso agregar beneficios para la salud.
Estos objetivos se logran a través de diversas estrategias,
que van desde la expresión de una única proteína de interés
hasta el silenciamiento de genes y la creación de una ruta
metabólica completamente nueva. Entre los principales
desarrollos, y a modo de ejemplo, se destacan el “arroz
dorado”, que contiene beta caroteno, la mandioca y el sorgo
biofortificados, los aceites que no requieren hidrogenación,
la eliminación de alérgenos y toxinas endógenas y el aumento
en antioxidantes.
Palabras clave: biotecnología, alimentos, genéticamente
modificado.
Plant biotechnology: development of new and better foods
Currently commercialized genetically modified crops have
traits of agronomic interest. However, there are many
ongoing projects in this area aimed to improve food quality.
To do so, foreign genes (or genetic sequences) are
introduced to increase nutrient levels, improve composition
profiles, and add new health benefits. These goals are
achieved through different strategies, including the
expression of only one protein, the silencing of one or more
genes, and even the creation of completely new metabolic
pathways. As examples, it is worth to mention the
development of the Golden Rice, containing beta carotene,
the cassava and sorghum biofortified, oils that do not
require hydrogenation, the elimination of endogen allergens
and toxins, and the increase in the amount of antioxidants.
Key words: biotechnology, foods, genetically modified.
La biotecnología moderna aplicada a los cultivos tiene dos
grandes objetivos: introducir mejoras agronómicas (resistencia a
plagas, tolerancia a sequía, etc.) y mejorar la calidad de los
productos, entre ellos, los alimenticios. Si bien hasta hoy los
cultivos genéticamente modificados que han llegado al mercado
llevan características que benefician directamente a la
producción agrícola, hay muchos desarrollos que incluyen la
introducción o modificación de características que pueden ser
aprovechadas directamente por la industria o el consumidor. En
esta nueva generación de cultivos transgénicos se buscan cambios
específicos en la composición de las plantas para aumentar
determinados nutrientes (biofortificación), obtener perfiles
composicionales más saludables o seguros, e incluso lograr
ciertos beneficios para la salud (alimentos funcionales).
Las estrategias que se emplean son diversas, y van desde la
introducción de un único gen que aporta la característica
deseada (ej. proteína con una composición balanceada de
aminoácidos), varios genes que codifican para las enzimas que
transforman un sustrato endógeno en un producto que antes no
fabricaba la planta (ej. vía de producción de una vitamina), y
construcciones que llevan al silenciamiento de determinados
genes endógenos y que resultan en la modificación de vías
metabólicas (ej. variación en la composición de aceites) o una
disminución significativa de determinada proteína (ej.
eliminación de alérgenos).
A continuación se describen algunos de los principales
desarrollos en la materia.
El arroz dorado
Es un tipo de arroz desarrollado por investigadores suizos, al
que se le agregaron los genes necesarios para producir beta
caroteno, el precursor de la vitamina A. En su versión más
avanzada (“arroz dorado 2”), estos genes fueron tomados de una
bacteria (Erwinia
uredovora)
y del maíz, y produce unas 15 veces más beta-caroteno que la
primera versión; debido a esto, presenta un color
amarillo-naranja más pronunciado (Fig. 1).
Figura 1: Desarrollo del arroz dorado. De izquierda a derecha,
arroz convencional, arroz dorado 1 y arroz dorado 2. Tomado de
www.goldenrice.org.
El arroz dorado pretende aportar vitamina A a las poblaciones
que no consumen diariamente la suficiente cantidad de esta
vitamina. La Organización Mundial de la Salud estima que cada
año alrededor de 500.000 niños en todo el mundo pierden la vista
y que hay 2 millones de muertes por complicaciones debidas a
deficiencias en vitamina A. Estos problemas se manifiestan
especialmente en el sudeste asiático, donde el arroz es un
alimento básico. Se ha demostrado que el beta caroteno está bio-disponible
en el arroz dorado 2, y que una porción sería capaz de proveer
la ingesta diaria recomendada. Aunque todavía no está disponible
comercialmente, ya está siendo ensayado a campo. Las cuestiones
que quedan aún quedan por definir se enfocan en la tasa de
conversión
in vivo,
la estabilidad al almacenamiento y la cocción, y también la
aceptación por parte de los consumidores.
El proyecto BioCassava Plus
Este proyecto tiene como objetivo biofortificar la mandioca
(también llamada yuca o casava), un cultivo de gran importancia
como alimento en los países tropicales. En particular, los
científicos se proponen incrementar la cantidad de provitamina
A, vitamina E, hierro, zinc y proteína, y al mismo tiempo
disminuir los niveles de glucósidos cianogénicos (principalmente
laminarina), compuestos tóxicos que pueden afectar la salud
cuando se ingiere la mandioca mal cocida. Hasta hoy, los
investigadores (principalmente del centro Donald Danforth de
Estados Unidos, y de institutos de investigación en Nigeria y
Kenia) han logrado alcanzar los niveles deseados de provitamina
A y vitamina E, aunque sólo el 50% de los niveles deseados de
zinc y hierro. En cuanto a otros componentes, han conseguido
niveles significativamente mayores de proteínas y menores de
glucósidos cianogénicos que en las plantas no transformadas.
Sorgo biofortificado
Varios centros de investigación de África están llevando a cabo
el proyecto regional
Africa Biofortified Sorghum,
que pretende usar la ingeniería genética para fortificar el
sorgo con provitamina A, vitamina E, hierro, zinc y aminoácidos.
Hasta ahora han logrado incrementar los niveles de vitamina E y
tres aminoácidos importantes, así como reducir la cantidad de la
proteína de almacenamiento kafirina, para que el sorgo sea más
fácil de digerir. También se ha logrado reducir la cantidad de
ácido fítico, y de esta manera, hacer que tanto el zinc como el
hierro puedan ser absorbidos mejor por el cuerpo humano. Se
espera que las primeras semillas mejoradas puedan ser sembradas
en 2017.
Mejores aceites
La biotecnología moderna brinda también la posibilidad de
modificar el contenido de los aceites, para hacerlos más
saludables. En la lista de estas modificaciones se destacan las
destinadas a disminuir los ácidos grasos saturados (ej. soja
bajo palmítico), evitar la hidrogenación (ej., soja alto oleico
o bajo linolénico), incorporar omega 3 (en soja, canola y lino)
con el objeto de reemplazar aceites de pescado por fuentes
vegetales para estos ácidos grasos, y aumentar los niveles de
vitamina E (en maíz, soja y canola). Algunos de estos productos
ya están disponibles en Estados Unidos, y otros aún están en
etapas experimentales. Las modificaciones se logran por
introducción de pasos metabólicos ausentes o por silenciamiento
de pasos de una vía metabólica, logrando derivar la síntesis a
los productos deseados.
Eliminación de alérgenos y toxinas
Se está usando la ingeniería genética también para hacer que los
alimentos sean más seguros, en particular, disminuyendo su
potencial alergénico. Para eso se recurre al silenciamiento de
los genes que codifican para los alérgenos correspondientes.
Empleando estas técnicas se han logrado reducir los niveles de
alérgenos en soja, arroz, maní y tomate. Asimismo, existen
desarrollos que se enfocan en la eliminación de toxinas
naturalmente presentes en algunos cultivos alimentarios, como la
solanina de la papa o los compuestos cianogénicos de la
mandioca.
Modificaciones funcionales
Se denominan alimentos funcionales a aquellos que además de
cubrir las necesidades nutricionales básicas, confieren ciertos
beneficios para la salud. Hay varios componentes identificados
como funcionales en los alimentos, como los glucosinolatos de
las coles (con propiedades anticancerígenas) y los antioxidantes
del té verde, el vino y el chocolate. Este tipo de compuestos
puede agregarse o incrementarse usando la ingeniería genética, y
un buen ejemplo de esto es el tomate, al que los investigadores
le han aumentado tres veces los niveles del antioxidante
licopeno (asociado a un menor riesgo de cáncer de próstata y
mama) y, por otro lado, los niveles de antocianinas, también
asociadas a varios beneficios para la salud (Fig. 2).
Figura 2: Tomates violeta con alto contenido de antocianinas y
tomates rojos sin modificar. Foto del Centro John Innes Centre.
Otras modificaciones
Hay una enorme cantidad de proyectos que se están realizando en
todo el mundo y que tienen como objetivo mejorar la calidad y
seguridad de los alimentos. En la siguiente lista se presentan
tan sólo algunos de ellos:
-
Arroz con una composición balanceada de aminoácidos, más
proteína, más ácido alfa-linolénico, más beta-caroteno, más
flavonoides, más resveratrol, más hierro.
-
Batata con más proteína
-
Café con menos cafeína
-
Canola con ácido láurico, linolénico y omega-3 y más
vitamina E
-
Frutilla con más vitamina C
-
Lechuga con más hierro
-
Maíz con una composición balanceada de aminoácidos, más
vitamina E en aceite, más flavonoides
-
Papa con una composición balanceada de aminoácidos, más
proteína, más fructanos, más inulina, más beta-caroteno y
luteína, menos glucoalcaloides esteroides, menos solanina.
-
Soja con una composición balanceada de aminoácidos, más
lisina, más triptófano, más ácido oleico, más
gamma-linoléico, más flavonoides, más fitasa.
Referencias
Africa Biofortified Sorghum,
http://biosorghum.org/
ArgenBio
www.argenbio.org
BiocassavaPlus,
http://biocassavaplus.org/program_description.htm
Golden Rice
www.goldenrice.org
Harvest Plus
www.harvestplus.org
ILSI
www.ilsi.org
y
www.ilsi.org.ar
Rubinstein, C y Levitus G. Mejoras de calidad en alimentos, en
Biotecnología y Mejoramiento Vegetal. Ediciones INTA, 2010.
The Guide to Biotechnology 2008, Biotechnology Industry
Organization (BIO),
www.bio.org
