Revista - biotecnologia ed 14 - encarte

Revista - biotecnologia ed 14 - encarte

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Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial 139

Encarte ESPECIAL

ESPECIAL Procedimentos propostos para o Brasil

140Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial

MÆrcio A. F.BelØm

Ph.D., M.Sc,B.Eng.,Consultor do Instituto

Interamericano de Cooperaçªo para a

Agricultura (IICA), Professor do Depto. Eng. de Alimentos da Universidade EstÆcio de SÆ,

Diretor-Presidente da Belem Biotech ab_bel@yahoo.com ou bel_ab@uol.com.br

Ilana Felberg

Elizabeth Borges Gonçalves

Lair Chaves Cabral

JosØ Luís V.de Carvalho

Esdras Sundfeld

Pesquisadores da EMBRAPA Agroindœstria de Alimentos

Marília Regina Nutti

Chefe Geral da EMBRAPA Agroindœstria de Alimentos quivalŒncia substancial (ES) Ø hoje um conceito internacionalmente aceito como um dos critØrios utilizados para avaliaçªo da segurança alimentar dos derivados dos recentes avanços da biotecnologia, entre eles, os alimentos oriundos de organismos geneticamente modificados (OGM) (FAO/OMS, 1996; Health Canada, 1994; The Commission of the European Communities, 1997; OCDE, 1992 e 1998). No entanto, recentemente, Millstone et al. (1999), em artigo na conceituada revista Nature, afirmaram que equivalŒncia substancial Ø um conceito pseudo-científico que tem, na verdade, base política e comercial . Em resposta, Burke (1999) qualifica esse artigo de mistura confusa de sociologia mÆgica com ciŒncia pobre . O debate entre correntes divergentes de pensamento atinge a biotecnologia.

Todavia, jÆ em 1996, o físico Alan

Sokal, ao revelar que havia submetido um artigo propositalmente sem qualquer base científica à revista americana especializada em cultura, Social Text (Sokal, 1996a), que, após tŒ-lo revisado, o publicou, alertava para o uso indiscriminado de linguagem científica pela comunidade humanista a (Sokal, 1996b). Neste, o autor se referia à teoria quântica e a associava a argumentaçıes relativistas, usualmente mal empregadas pelos humanistas . O artigo causou intenso debate entre as comunidades científica e humanista norte-

O conceito de equivalŒncia substancial (ES) foi introduzido para se comparar alimentos derivados dos recentes avanços da biotecnologia com seus anÆlogos convencionais. Este conceito Ø amplamente utilizado nos procedimentos de avaliaçªo de segurança de alimentos derivados de organismos geneticamente modificados (OGM). O presente artigo visa aprofundar a discussªo sobre esse conceito com o intuito de: (I) padronizar a avaliaçªo da ES de plantas geneticamente modificadas (PGM) no Brasil, respeitando sua diversidade ambiental e as diferenças de hÆbitos e consumo alimentares de sua populaçªo; (I) servir de orientaçªo para a indœstria brasileira de biotecnologia; e (I) garantir a segurança dos alimentos derivados de PGMs consumidos pelos brasileiros. Delineamentos experimentais e uma rede para tomada de decisªo foram propostos para se estabelecer, ao nível de 5% de significância, a ES entre a composiçªo dos alimentos derivados de PGMs e a composiçªo dos alimentos anÆlogos. ConseqüŒncias esperadas para estes procedimentos foram discutidas.

Palavras-chaves: EquivalŒncia substancial, organismos geneticamente modificados, transformaçªo de plantas, delineamento experimental

Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial 141 americanas (Weinberg, 1996). Uma vez que o debate entre tais comunidades prossegue no que se refere a alimentos derivados de OGM (Burke, 1999; Millstone et al., 1999) e uma vez que o conceito de ES nªo estÆ previsto explicitamente na legislaçªo brasileira (MCT-CTNBio, 1999), o presente artigo tem por objetivo propor procedimentos para avaliar a ES de plantas geneticamente modificadas (PGM) e seus derivados, que possam servir de referŒncia tanto para as empresas de biotecnologia de alimentos instaladas e investidoras no Brasil quanto para as comunidades científica e reguladora b nacionais.

Brasil e a biotecnologia

O Brasil tem tradiçªo de pesquisa em biotecnologia aplicada às Æreas de agricultura, nutriçªo, tecnologia de alimentos, saœde e meio ambiente. Incluem-se, por exemplo: (I) estudos inØditos para aumento de respostas positivas na transformaçªo de plantas por engenharia genØtica (Rech & Aragªo, 1999); (I) estudos, com os primeiros resultados positivos no mundo, sobre enriquecimento nutricional de feijªo (alimento bÆsico na dieta do povo nos países em desenvolvimento) com metionina (aminoÆcido essencial) atravØs da inserçªo de gene de castanha do ParÆ (planta de espØcie tropical) (Aragªo et al., 1992); (I) estudos sobre a biotransformaçªo de resíduos industriais altamente poluentes (soro de leite) em alimentos nutracŒuticos (oligossacarídeos, oligonucleotídeos e peptídeos bioativos) com efeitos anti-hipertensivos, imuno-estimuladores e anti-carcinogŒnicos (Belem & Lee, 1998); (IV) estudos sobre efeito inseticida de endotoxina de Bacillus thuringiensis sobre moscas transmissoras de doenças em animais e no homem, de imensurÆveis aplicaçıes no controle de doenças nos centros urbanos de países em desenvolvimento (Cavados et al., 1998); e (V) os estudos pioneiros sobre a capacidade das bactØrias fixadoras de nitrogŒnio do gŒnero Rhizobium em transformar N2 em fonte de aminoÆcidos para plantas (Döbereiner, 1997).

Por outro lado, a agroindœstria Ø um dos principais setores da economia brasileira, com importância tanto para o abastecimento interno quanto para o conjunto das exportaçıes. Estima-se que represente mais de 30% da economia brasileira e 40% do total de nossas exportaçıes e Ø, sem dœvida, neste setor em que o Brasil detØm competitividade internacional. Empresas brasileiras de biotecnologia consideram a questªo das PGMs fundamental para o desenvolvimento sustentÆvel da agricultura brasileira (Costa, 1999). AlØm do mais, Ø neste país que se encontra uma das maiores biodiversidades do planeta. Por essas razıes, existem, cada vez mais, uma crescente demanda por parte dos/as consumidores/as brasileiros/as e dos países em desenvolvimento por procedimentos de avaliaçªo da segurança alimentar de alimentos derivados de OGM (Macilwain, 1999). Estabelecer normas e procedimentos para avaliaçªo da segurança alimentar de alimentos derivados de OGM Ø dever pois da comunidade científica nacional.

EquivalŒncia substancial (ES)

ES engloba o conceito de que, se um alimento ou ingrediente alimentar derivado dos recentes avanços em biotecnologia for considerado substancialmente equivalente a um alimento ou ingrediente alimentar convencional c, aquele alimento poderÆ ser considerado tªo seguro quanto esse. Para se estabelecer a ES, os alimentos derivados dos recentes avanços em biotecnologia (ex: nutracŒuticos, alimentos derivados de OGMs, bioingredientes obtidos por fermentaçªo e tratamentos enzimÆticos) devem ser comparados com as espØcies ou com os alimentos derivados destas espØcies

Figura 1: Rede de tomada de decisıes para se estabelecer a ES entre PGMs e plantas anÆlogas convencionais

142 Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial os mais próximos possíveis (FAO/ OMS, 1996).

A mera constataçªo da ES nªo implica, no entanto, que um alimento seja necessariamente seguro ou nutritivo. Estabelecer a ES Ø uma maneira de se comparar as características do alimento derivado de OGM com seu anÆlogo convencional. O mesmo procedimento comparativo Ø aplicado para qualquer alimento oriundo dos recentes avanços da biotecnologia e nªo se aplica somente a alimentos derivados de OGMs. O estabelecimento da ES Ø um exercício analítico que evolui com o tempo, em que, por exemplo, uma nova PGM, no futuro, poderÆ ser comparada com uma antiga PGM da mesma linhagem e nªo necessariamente com sua anÆloga convencional (The Commission of the European Communities, 1997).

No que se refere a PGMs, o estabelecimento da ES engloba: (I) avaliaçªo em nível molecular da fonte alimentícia geneticamente modificada; (I) comparaçªo das características fenotípicas da PGM com uma planta convencional; e (I) comparaçªo analítica entre a composiçªo da PGM e seus derivados e a composiçªo de anÆlogos convencionais (FAO/OMS, 1996). AnÆlises para determinaçªo da composiçªo dos alimentos derivados de OGMs devem focar o conteœdo de nutrientes-chave (macro e micronutrientes), de componentes tóxicos-chaves e de fatores antinutricionaischaves (The Commission of the European Communities, 1997). A planta ou alimento convencional (planta/alimento-referŒncia) utilizado na comparaçªo pode ser a linhagem parental e/ou linhagem comestível da mesma espØcie. Para alimentos processados, a comparaçªo pode tambØm ser realizada entre o alimento processado derivado de plantas geneticamente modificadas e um anÆlogo convencional processado (FAO/OMS, 1996).

Como mencionado anteriormente, o conceito de ES nªo estÆ previsto explicitamente na legislaçªo brasileira. A lei que estabelece normas para o uso das tØcnicas de engenharia genØtica determina apenas que os organismos geneticamente modificados (OGM) devem oferecer a mesma segurança que o organismo receptor ou parental sem efeitos negativos para o meio ambiente (MCT-CTNBio, 1999). No entanto, o estabelecimento da ES dos alimentos derivados de OGMs Ø uma exigŒncia dos parceiros econômicos do Brasil: Europa e AmØrica do Norte (OCDE, 1992 & 1998).

Procedimentos para se estabelecer a ES da composiçªo de alimentos derivados de OGMs

Tanto a avaliaçªo em nível molecular quanto a comparaçªo das características fenotípicas sªo fatores determinantes no estabelecimento da ES de alimento derivado de OGM, mas fogem aos objetivos deste artigo e por isso nªo serªo detalhadas aqui.

A escolha adequada de um alimento-referŒncia para se estabelecer a ES em termos de composiçªo depende de alguns fatores. É mais apropriado se comparar matØriasprimas nªo processadas. Entretanto, se o alimento só for consumido uma vez processado (ex: óleo refinado de soja, farelo de soja), a comparaçªo pode ser realizada entre o alimento derivado de OGM e o alimento convencional processados da mesma maneira. O alimento-referŒncia deve refletir a composiçªo centesimal mØdia encontrada em alimentos convencionais semelhantes, seu consumo, sua importância na dieta e seus efeitos no processamento (Huggett et al, 1996). Dados da literatura, no que se refere à composiçªo do alimento convencional, só podem servir de base de comparaçªo se as tØcnicas analíticas tiverem sido validadas (OCDE, 1998). Muitas vezes porØm, esses dados indicam apenas as mØdias dos resultados de composiçªo e podem subestimar variaçıes naturalmente encontradas (OMS, 1995).

A comparaçªo para avaliaçªo de efeitos nªo intencionais devido à inserçªo genØtica em alimentos derivados de OGM Ø mais apropriada e œtil se for realizada com sua linhagem/cepa parental. O plantio das PGM deve ser realizado nas mesmas condiçıes de plantio de plantas convencionais. Animais GM devem ser alimentados, manejados e transportados da mesma maneira que os animais convencionais. Alimentos derivados de OGMs (microorganis-

Figura 2: Casos onde nªo se constate haver ES entre PGMs e suas anÆlogas convencionais (parental/linhagem mais próxima)

Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial 143 mos GM, PGM, e animais GM) devem ser processados nas mesmas condiçıes que os alimentos derivados de organismos convencionais. No caso de safras comerciais de grªos, porØm, muitas vezes, linhagens de PGM, isogŒnicas à linhagem parental, nªo sªo possíveis, a exemplo dos grªos de milho, híbridos de duas linhagens. Assim, para comparaçªo, a linhagem mais próxima possível deve servir de referŒncia (OCDE, 1998).

Casos de complexidade no estabelecimento de ES

Com intuito de minimizar diferenças provenientes de variaçıes do clima, do solo, do tratamento e da Øpoca de plantio que possam alterar a composiçªo de PGM e levar a falsas interpretaçıes de nªo equivalŒncia substancial (NES), a Organizaçªo para a Cooperaçªo e Desenvolvimento Econômico (OCDE) sugere que sejam realizadas comparaçıes com sØries de plantas convencionais da mesma linhagem. É preciso lembrar que PGMs de espØcies e pool genØtico diferentes das plantas convencionais nªo podem ser comparadas (OCDE, 1998). Dessa forma, plantas de cafØ da espØcie Coffea arabica, tetraploides, geneticamente modificadas para resistir a geadas nªo podem ser comparadas a plantas convencionais de cafØ da espØ- cie Coffea canephora d, diploides, para se estabelecer a ES.

PorØm, dentro dessa linha de comparaçªo, híbridos, tal como a cultivar Icatu (tetraploide induzida por colchicina), obtidos por melhoramento genØtico tradicional e de Coffea canephora (diploide) com Coffea arabica cv. Bourbon, seguido de cruzamentos com cultivares Mundo Novo e Catuaí da espØcie Arabica (Söndahl & Lauritis, 1992), poderiam ser comparados a cultivares das variedades Mundo Novo ou Catuaí geneticamente modificadas para conferir resistŒncia à geada, uma vez que sªo da mesma espØcie e sªo co- mestíveis. A ES entre a variedade GM e a variedade nªo GM poderia ser estabelecida se a quantidade de componentes ou faixa de expressªo destes componentes (no caso de enzimas, por exemplo) da PGM estivessem no intervalo de composiçªo e expressªo das variedades convencionais.

Formas de se avaliar a ES

O estabelecimento da ES para os alimentos derivados dos recentes avanços da biotecnologia segue procedimentos diferenciados caso a caso. O conceito de ES pode ser aplicado de maneira mais ou menos abrangente (OCDE, 1998). Diferentes formas de avaliaçªo de ES sªo propostas e publicadas pela OCDE (1992). Quatro dessas propostas, específicas para estabelecimento de ES em alimentos derivados de OGMs, sªo revistas aqui.

(I) Chimosina, derivada de E. coli K-12 geneticamente modificada com DNA complementar (cDNA) de cØlulas bovinas, foi obtida por meio de processo completamente diferente da enzima referŒncia, renina, extraída do estômago de bezerros. Os resíduos obtidos da purificaçªo dessas enzimas tambØm sªo diferentes (OCDE, 1992). No entanto, ambas apresentam a mesma estrutura e funcionalidade, sªo aplicadas na fabricaçªo de queijos para favorecerem a precipitaçªo de caseína (Lee, 1996) e seus resíduos de purificaçªo sªo inócuos à saœde do consumidor. Assim, a enzima obtida de E. coli geneticamente modificada Ø considerada substancialmente equivalente à renina de estômago de bezerro (OCDE, 1992). (I) Tomate, Lycopersicum esculentum, geneticamente modificado com um gene que codifica uma seqüŒncia antisenso de RNA, e inibe parcialmente a atividade da poligacturonase, responsÆvel pelo amadurecimento do fruto, nªo precisa ser comparado a seu anÆlogo convencional, uma vez que o fruto modificado apenas contØm essa enzima com velocidade de atividade reduzida

(OCDE, 1992; OMS, 1995) f. (I) Erisken & Pedersen (OCDE, 1992) propıem claramente que o estabelecimento de ES seja realizado por comparaçªo entre o tomate GM, tolerante a herbicidas ou a vírus, e o organismo parental. Estes autores sugerem ainda que a avaliaçªo do teor de alcalóides - componente tóxico chave em tomates - seja incluída e comparada, mesmo reconhecendo nªo haver mØtodos analíticos validados para o estabelecimento desses compostos em tomates. (IV) Na batata (Solanum tuberosum) geneticamente modificada para conferir resistŒncia ao vírus X , a proteína desse vírus Ø expressa em pelo menos uma ordem de magnitude menor do que o observado em batata infectada naturalmente com vírus (OCDE, 1992). Batata infectada com vírus X , uma praga endŒmica em certas regiıes do planeta, Ø largamente consumida sem danos à saœde dos consumidores. Entretanto, batatas infectadas com este vírus causam graves prejuízos para o produtor e para as indœstrias de processamento. Bergmans (OCDE, 1992) propıe, entªo, que a ES seja determinada entre a batata GM resistente ao vírus ( batata vacinada ) e a batata naturalmente infectada com esse vírus. Apesar da proteína expressa na batata resistente a vírus ser estruturalmente diferente da proteína expressa na batata infectada com vírus g, ambas serªo desnaturadas no cozimento. Portanto, segundo esse autor, as batatas podem ser consideradas substancialmente equivalentes.

Padgette et al. (1996), cujo trabalho representa um marco na avaliaçªo da segurança alimentar de PGMs, compararam soja GM tolerante ao herbicida glifosato com sua linhagem parental, com uma linhagem controle, e com o espectro de variaçıes de composiçªo encontrados na literatura, atravØs de 1422 anÆlises dos grªos, 858 anÆlises do farelo de soja

144 Biotecnologia CiŒncia & Desenvolvimento - Encarte Especial desengordurada, 60 anÆlises do farelo de soja desengordurado nªo tostado, 114 anÆlises do óleo de soja refinado, 12 anÆlises da lecitina de soja, com um delineamento experimental em blocos aleatórios, com uma anÆlise por amostra sem replicata para cada local de plantio. Fuchs (OCDE, 1998) relata que hÆ variaçıes de composiçªo entre diferentes locais de plantio muito maiores do que entre anÆlises de amostras com replicata, e entende que uma comparaçªo entre as PGMs e os dados encontrados na literatura deve ser realizada quando, porventura, se verificam diferenças estatisticamente significativas entre a PGM e sua anÆloga parental. Este autor considera crítico um bom delineamento experimental para que haja uma interpretaçªo criteriosa dos resultados de composiçªo e para que se realize uma comparaçªo efetiva.

ES e alergenicidade

Um dos aspectos analisados para se determinar a segurança alimentar de alimentos oriundos dos recentes avanços em biotecnologia e que tem ganho considerÆvel atençªo, Ø a avaliaçªo do potencial alergŒnico desses alimentos. Alergias alimentares atingem cerca de 2% da populaçªo mundial e, em alguns casos, podem levar a choques anafilÆticos (OCDE, 1997). Muitas proteínas alergŒnicas, particularmente aquelas presentes em soja e amendoim, mantŒm seu potencial alergŒnico mesmo após processamento e desnaturaçªo (Metcalfe et al., 1996). Assim, a avaliaçªo do potencial alergŒnico deve fazer parte da determinaçªo da ES entre alimentos derivados de OGM e alimentos convencionais.

Ressalta-se, porØm, que PGMs carregam proteínas expressas de genes exógenos à planta de origem em concentraçıes inferiores a 1% p/p da composiçªo centesimal da planta, ou seja, geralmente em concentraçıes inferiores à concentraçªo para que uma proteína alergŒ- nica possa causar reaçıes nos consumidores hipersensíveis h (OCDE, 1997). Para se estabelecer a ES entre a PGM e a planta convencional, alØm de se comparar a composiçªo e a concentraçªo de proteínas alergŒnicas da PGM com a composiçªo e a concentraçªo de proteínas alergŒnicas usualmente encontradas nas plantas convencionais, p. e., lectina da soja (Metcalfe et al., 1996), Ø preciso comparar a seqüŒncia de aminoÆcidos da proteína exógena expressa pelo gene inserido com a seqüŒncia de quaisquer proteínas causadoras de alergia alimentar, usualmente presentes ou nªo naquela planta (Metcalfe et. al., 1996, Padgette et al., 1996, Sander et al., 1998). Para tal, bancos de dados (GenBank, BLAST, SWISSPROT) contendo a seqüŒncia de aminoÆcidos de proteínas alergŒnicas devem ser consultados (NCBI, 1999). Se houver homologia entre a proteína expressa pelo gene inserido e qualquer proteína alergŒnica, a planta nªo Ø substancialmente equivalente à sua anÆloga convencional. No entanto, o fato de uma proteína nªo ser homóloga a qualquer proteína alergŒnica nªo descarta seu potencial de alergenicidade. A determinaçªo da homologia apenas permite que se preveja o potencial alergŒnico da proteína exógena expressa pelo gene inserido (OCDE, 1997). Outros ensaios in vivo e in vitro sªo necessÆrios (Padgette et al., 1996). Em testes de alergenicidade e determinaçªo da ES nos ensaios in vivo, o placebo Ø o alimento convencional anÆlogo ao alimento oriundo de OGMs (OCDE, 1997).

Comercializaçªo de alimentos substancialmente equivalentes

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