СофиЯ (sofyapremudraya) wrote,
СофиЯ
sofyapremudraya

Фундаментальные основы существования биологических рисков при выращивании и использовании ГМО



Применение генно-инженерных технологий позво­ляет ускорить процесс создания нового сорта расте­ний по сравнению с традиционной селекцией и полу­чить прогнозируемый эффект по определенному при­знаку. Однако вместе с таким признаком организм приобретает целый набор новых качеств, предсказать которые заранее невозможно из-за несовершенства генно-инженерных технологий и слабой изученности механизмов регуляции экспрессии генома.

Ниже перечислены основные причины наличия рисков при выращивании и использовании генетиче­ски модифицированных организмов.

Непредсказуемость места интеграции рекомбинантной ДНК в геном организма-донора и числа встроенных ее копий. Это один из основных недостатков генно-инженерных технологий. В настоящее время исследо­ватель не умеет «вставлять» чужеродный фрагмент ДНК в данное конкретное место генома хозяина. При этом он не может предсказать заранее, в каком месте генома произойдет вставка чужеродного фрагмента ДНК и сколько таких вставок появится. Тем более он не может предвидеть последствий подобной транс­формации, ее реализации на уровне индивидуальных генов (регуляторных или структурных), метаболизма (прежде всего гормонального, или вторичного) и функций.


Слабая изученность механизмов регуляции и функ­ционирования генома высших растений. Непредсказуе­мость интеграции трансгена в растительный геном во многом обусловлена как слабым пониманием молеку­лярных механизмов этого процесса, так и недостаточ­ной изученностью структуры и регуляции самого ге­нома.


Плейотропный эффект встроенного гена. Неопреде­ленность изменений клеточного метаболизма в ответ на трансформацию, обусловленная несовершенством технологии получения трансгенных растений и слабой изученностью генома, значительно усиливается плейо тропным эффектом встроенного гена. Этот эффект заключается в следующем. Случайно встроенный фрагмент ДНК из другого живого источника может непредсказуемо изменить интенсивность экспрессии соседних генов и даже вызвать эпигенетическое, т.е. вызванное конформационными или модификационными изменениями участка ДНК, молчание индиви­дуальных генов (сайленсинг), что делает вероятным модификацию клеточного метаболизма, направление изменений которого заранее предвидеть невозможно. Изменения активности экспрессии одного гена может отразиться на работе многих, тем более что как сами гены, так и кодируемые ими белки связаны в орга­низме сетью регуляторных взаимодействий.

Появле­ние нового, не предусмотренного эволюцией для дан­ного биологического вида, элемента в ансамбле бел­ков может привести к нарушению передачи сигналов в различных регуляторных и метаболических цепях, что вызывает непредсказуемое изменение признаков, характерных для данного вида.


Нарушение стабильности генома и изменение его функционирования вследствие трансформации прямо связаны с описанным выше плейотропным действием гена, а также с явлением дедифференцировки клеток в условиях in vitro при получении трансгенного расте­ния. Стресс-обусловленный мутагенез и геномная не­стабильность хорошо известны, и в настоящий мо­мент отрабатываются более щадящие методы транс­формации растений, например трансформация незре­лых зародышей, что приводит к достоверному сниже­нию геномных модификаций у таких растений по сравнению с полученными из клеточных культур [11]. Широкомасштабные исследования стабильности экс­прессии генома стали возможны благодаря разрабо­танной методике анализа экспрессионных данных с помощью микрочипов, но эти исследования пока проводятся на модельных объектах, таких, например, как арабидопсис (класс двудольных, растение, удобное для изучения растительного генома) [12].


Нарушение стабильности встроенного в геном чуже­родного фрагмента ДНК может проявляться как в транзиентной (временной) экспрессии внедренных генов, так и в изменении числа их копий и положения в геноме. Например, для двух родственных линий из одной гомозиготной популяции трансгенного ячменя установлена разная активность промоторного ком­плекса, связанная с разной степенью его метилирова­ния [13]. Так как обе линии являются производными одного трансформационного события, очевидно, что эпигенетические факторы (такие, как метилирование ДНК и гистонов) могут существенно изменять перво­начально оцененную активность трансгенных конст­рукций. Анализ генома трансгенного риса показал существенную изменчивость числа встроенных копий (от одной до четырех) фрагментов ДНК в растениях из одной линии, а также значительную нестабиль­ность самой конструкции [14]. Нестабильность встав­ки была выявлена и для сортов трансгенной сои [15].


Наличие во встраиваемом фрагменте ДНК (генети­ческой конструкции) «технологического мусора», вклю­чающего, например, неполные и дефектные копии плазмид, «незаконные» инсерции (встраивание в ге­ном конструкций или их участков, не предусмотрен­ных применяемой методикой) вспомогательных плаз­мид, 35S-np0M0T0p и бактериальные терминаторы, гены устойчивости к антибиотикам.


Аллергические и токсические эффекты трансгенного белка, не выявляемые используемыми оценочными тестами (несовершенство применяемых процедур тес­тирования испытуемых белков мы подробно рассмот­рим в конце следующего раздела).

Все перечисленные выше, а также ряд других огра­ничений современных методов получения ГМО явля­ются источниками серьезных реальных и потенциаль­ных биологических рисков, которые нельзя не прини­мать во внимание.

Рассмотрим научные аргументы, позволяющие считать ГМО и полученные из них продукты опасны­ми или потенциально опасными для человека и среды его обитания до тех пор, пока не будет доказано об­ратное. Обсуждение данного вопроса значительно об­легчается недавним выходом в отечественной печати ряда обзорных работ на данную тему [16—22].

Все нежелательные риски, ожидаемые при возде­лывании и потреблении генетически модифицирован­ных культур, можно условно разбить на пищевые, экологические и агротехнические.


Пищевые риски от употребления ГМО и полученных из них продуктов

Возможные негативные влияния на организм чело­века и животных, связанные с употреблением ГМО, можно разбить на пять основных групп: (1) непо­средственное действие токсичных и аллергенных трансгенных белков ГМО на человека и других тепло­кровных; (2) риски, опосредованные плейотропным действием трансгенов и кодируемых ими белков на «работу» генома и метаболизм растений; (3) риски, опосредованные накоплением гербицидов и их мета­болитов в устойчивых сортах и видах сельскохозяйст­венных растений; (4) риски горизонтального переноса трансгенных конструкций, в том числе генов устойчи­вости к антибиотикам, в геном симбионтных для че­ловека и животных бактерий; (5) риски производства биологически активных веществ с помощью ГМО.

Действие токсичных и аллергенных трансгенных белков ГМО на человека и других теплокровных

Как правило, токсичным или аллергенным дейст­вием обладают трансгенные белки, обеспечивающие устойчивость растений-реципиентов к поражению различными видами насекомых, грибковыми и бакте­риальными заболеваниями.

К этой группе относятся белки, поражающими факторами которых являются: ферментативная актив­ность к компонентам клеточной стенки целевых орга­низмов (например, хитиназы для насекомых и гри­бов), вызывающая разрушение клеток и гибель целе­вых организмов; лектиновая активность (лектины и арселины), приводящая к связыванию белка с опреде­ленными рецепторами и мембранными гликопротеинами, а также к слипанию клеток желудочно-кишечного тракта и нарушению работы пищеварительных фермен­тов насекомых-вредителей; ингибирование функциони­рования рибосомальных белков (RIPs-белки), что ведет к нарушению синтеза новых клеточных полипептидов; ингибирование функций пищеварительных ферментов протеаз и амилаз целевых организмов; формирование сквозных каналов в клеточной мембране (Сгу- протоксины Bacillus thuringiensis) и лизис атакованных данными полипептидами клеток; проникновение фраг­ментов исходного белка через стенки кишечника и свя­зывание с ганглиозидами клеточных мембран (расти­тельные протоксины: уреазы и канатоксины), что при­водит к экзоцитозу клеток различных типов, разруше­нию кровяных пластинок и в конечном итоге к гибели целевого организма.

К настоящему времени накоплено достаточно мно­го данных о значительной токсичности или аллергенности представителей большинства указанных классов белков, проявляемой при их введении перорально.

Пищеварительные ферменты, мембранные белки и белки, определяющие межклеточные взаимодействия у эукариот, имеют значительное количество сходных до­менов и могут обладать общими свойствами, в том числе и способностью к связыванию вышеупомянуты­ми белками. Так, при повышении активности соевых уреаз наблюдается снижение индекса перевариваемое™ корма бройлерными цыплятами, даже несмотря на снижение активности трипсинового ингибитора [23]. Сходным действием на пищеварительные ферменты насекомых, животных и человека обладают рас­тительные ингибиторы протеаз [24—27]. Ряд раститель­ных ингибиторов альфа-амилазы образует комплексы с ферментами слюнных и поджелудочной желез и достига­ет максимальной активности при температуре от 35 °С до 50 °С [28, 29]. Некоторые ингибиторы альфа-амилаз хорошо известны как сильные аллергены, например, тетрамерный ингибитор амилазы пшеницы [30].

RIPs-белки, или ингибиторы рибосомальных бел­ков, имеют узкую видовую специфичность к различ­ным рибосомальным белкам. Они удаляют консерва­тивный аденин из 28S-pPHK, что препятствует сборке рибосом и приводит к гибели клеток. К этой группе белков относится рицин, один из сильнейших ядов, и циннамомин, формирующий устойчивость трансген­ных растений к насекомым [31]. Поскольку инактива­ция рибосом происходит в данном случае необратимо, то даже слабая аффинность RIPs к рибосомальным белкам млекопитающих будет приводить к кумулятив­ному эффекту.

О формировании иммунного ответа на некоторые трансгенные лектины (природные белки, специфично связывающие углеводы) широко известно в связи с сенсационными результатами опытов доктора А. Пуштаи (Исследовательский институт Рауэтт, Ве­ликобритания) [32—34]. Высокие пищевые риски при использовании лектинов были подтверждены и в дру­гих исследованиях. Так, лектин нарцисса, обладаю­щий ярко выраженными свойствами инсектицида, является мутагеном, причем наиболее сильное мута­генное действие установлено на культурах лимфоци­тов человеческих эмбрионов [35]. Проводимые работы с трансгенными инсектицидными лектинами бразиль­ского ореха Bertholletia excelsa были прекращены в свя­зи с их высокой аллергенностью [36, 37].

Показано также, что, например, трансгенная соя, устойчивая к гербициду раундапу (глифосат), может вызывать аллергию у людей. Сильными аллергенами оказались плоды трансгенного растения папайи, ус­тойчивого к одному из вирусных заболеваний. Транс­генная кукуруза сорта StarLink, синтезирующая Bt-токсин (Сгу9С), разрешена к использованию лишь в качестве кормовой культуры [38] по причине ее высокой аллергенности. В результате неконтролируемого перео­пыления данный признак был передан растениям пище­вых сортов. Известен случай, когда урожай гибридных растений был использован для получения пищевых про­дуктов, это вызвало громкий скандал, который разгорел­ся в 2000—2001 гг. Есть многочисленные данные, что аллергенами являются Cry-белки, гены которых перено­сят в растения для защиты от листогрызущих насеко­мых, например от колорадского жука [39, 40].

Популярны трансгенные конструкции на основе ферментов группы хитиназ, которыми трансформиро­ваны различные сорта риса [41—43], картофеля [44, 45], пшеницы [46] и других культур. В то же вре­мя хорошо известны так называемые латексные или банановые аллергии, главным аллергеном в которых выступают хитиназы авокадо, бананов и каштана [47, 48]. Показана высокая аллергенность хитиназ 1 и 5-го классов [49].

Таким образом, характеристикам трансгенных бел­ков, обладающих инсектицидной активностью, необ­ходимо уделять особо пристальное внимание, по­скольку примерно половина патогенез-зависимых белков растений (PR-proteins) являются аллергенами [51]. Увеличение их содержания в устойчивых к забо­леваниям трансгенных сортах растений сопряжено с прямым риском повышения аллергенности продуктов питания, изготовленных на основе этих сортов.

Интересные данные были получены при проведе­нии сравнительного анализа частоты заболеваний, связанных с качеством продуктов питания в США и Скандинавских странах. Население этих стран имеет высокий уровень жизни, качественно близкую про­дуктовую корзину, сопоставимые медицинские услуги. Оказалось, что за несколько последних лет в США в 3—5 раз частота пищевых заболеваний была выше, чем в странах Скандинавии. Единственное сущест­венное отличие в качестве питания — активное упот­ребление в пищу населением США генетически мо­дифицированных продуктов и их практическое отсут­ствие в рационе скандинавских народов. В России до появления импортных генетически модифицирован­ных продуктов, по данным отечественных аллерголо­гов, уровень аллергических заболеваний был в 5— 7 раз ниже, чем в США. За последние годы эта разни­ца практически нивелировалась. Представленные кос­венные данные позволяют предполагать, что повыше­ние уровня аллергических заболеваний, связанных с пищей, обусловлено увеличением в пищевом рационе доли генетически модифицированных продуктов.

Серьезную опасность представляют детские аллер­гические заболевания — экссудативный диатез и ней­родермит, имеющие особый статус в аллергологии. Иммунная система человека окончательно формирует­ся только к 12—14 годам, а кишечная флора, адапти­рованная к «взрослой» пище — к 3-м годам. Слизи­стая оболочка пищеварительного тракта ребенка обла­дает повышенной проницаемостью как для питатель­ных веществ, так и для патогенов. Детский организм остро реагирует на «чужие» белки, к которым он не адаптирован, отсюда — особенно высокая чувстви­тельность к аллергенам. Основываясь на многочис­ленных наблюдениях, фармакологи рекомендовали полностью исключить ГМО из состава детского пита­ния [52]. С 2004 года практически во всех странах Ев­росоюза использование ГМО в продуктах детского питания, предназначенного для детей до 4-х лет, за­прещено.

Особую угрозу для здоровья человека представляют потенциальные негативные эффекты генетически мо­дифицированных продуктов при их длительном и не­контролируемом употреблении. В настоящее время известны лишь некоторые данные по влиянию дли­тельного употребления таких продуктов питания, на­пример трансгенного картофеля, на организм живот­ных. Так, доктором А. Пуштаи было эксперименталь­но продемонстрировано, что длительное скармливание животным трансгенного картофеля вызывает у них серьезные изменения внутренних органов, в частности слизистой оболочки кишечника, частичную атрофию печени и изменение тимуса. Эти данные были опуб­ликованы после проведения экспериментов и под­тверждения заявленных результатов старшим патоло­гом Абердинского университета С.В. Ивеном [32]. Результаты, полученные Ивеном, вызвали бурную дискуссию и сомнения, однако позднее они были подтверждены на культурах клеток крови человека и колоректальной карциномы [53, 54].



Подобные же данные по влиянию трансгенного картофеля на организм животных получил академик В.А. Тутельян, директор Института питания РАМН, по мнению которого «существует определенный риск для здоровья человека при употреблении в пищу про­дуктов, полученных путем генной инженерии. В каж­дом конкретном случае однозначно предсказать ко­нечный результат не представляется возможным» [55]. В.А. Тутельян экспериментально продемонстрировал негативное влияние на крыс трансгенного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Животным скарм­ливали вареный картофель, нормальный или генети­чески модифицированный (сорт Рассет Бербанк Ньюлиф, компании «Монсанто»), в течение 1 и 6 месяцев. Включение в рацион крыс трансгенного картофеля на протяжении 6 месяцев «приводило к статистически достоверному снижению концентрации гемоглобина и среднего содержания гемоглобина в одном эритроци­те» [55]. Изменения печени у крыс наблюдались в три раза чаще, чем у животных, которым скармливали контрольный картофель, измененные гепатоциты об­наруживались во всех дольках печени. Одновременно отмечались признаки жировой дистрофии, статисти­чески достоверное увеличение абсолютной массы по­чек, чаще встречались макроскопические изменения органов, которые авторы исследования отнесли к раз­ряду интеркутентных заболеваний [55].


Риски, опосредованные плейотропным действием трансгенов и кодируемых ими белков на "работу" генома и метаболизм растений

Пищевые риски могут быть связаны с последствиями плейотропных эффектов, вызываемых как самими трансгенными белками, так и встроенными конст­рукциями. Именно плейотропным эффектом можно объяснить усиление активности уреаз в трансгенном сорте сои, устойчивом к гербициду раундапу [56].

При проведении работ по созданию стресс-устойчивых трансгенных растений зачастую исполь­зуют ген ключевого фермента синтеза полиаминов — аргининдекарбоксилазы [57]. Результатом суперэкс­прессии этого фермента у трансгенных растений таба­ка и риса является повышенное содержание токсично­го амина агматина, а также полиаминов путресцина, спермидина и спермина [58, 59]. Агматин и его произ­водные являются биологически активными вещества­ми, способными взаимодействовать с адренэргическими, имидазолиновыми и глутаматными рецептора­ми, выступая для организма человека в роли как нейромедиаторов, так и активаторов митозов (размноже­ние клеток) и стимуляторов опухолеобразования [60, 61]. Эти вещества, будучи небелковой природы, легко усваиваются организмом. Надо сказать, что аде­кватность используемых в настоящее время тестов для проверки подобных рисков крайне сомнительна.

Сорта томатов, модифицированные генами изопентенилтрансферазы, имеют повышенное содержа­ние растительных гормонов — цитокининов (группы гормонов растений пуриновой природы, регулирую­щих деление и дифференцировку клеток и другие фи­зиологические процессы) и обладают большей продук­тивностью [62, 63]. Сложнейшая сигнальная сеть, ре­гулируемая цитокининами в организме растения и затрагивающая как метаболизм, так и разнообразные тканевые и ростовые процессы, изучена далеко не достаточно [64], так что предсказать эффекты от тако­го рода изменений гормонального статуса пока не представляется возможным [65]. В то же время из­вестно сильнейшее влияние этих гормонов на клетки человека и других млекопитающих [66, 67] за счет мо­дуляции Ras — опосредованных клеточных сигналь­ных каскадов [68], ацетилхолинэстеразной активности [69], активности пуринорецепторов [70]. И пока до­пустимые, безопасные концентрации фитогормонов в растительных продуктах не будут установлены, веро­ятность существования пищевых рисков от употребле­ния трансгенных продуктов остается весьма высокой.

Близкими к описываемым негативным пищевым эффектам являются риски, обусловленные приобрете­нием ГМО вследствие самого процесса трансформа­ции, способности синтезировать токсичные для чело­века метаболиты или же потерей способности генети­чески модифицированного организма синтезировать важные для человека биологически активные соеди­нения. Классическим примером подобного типа нега­тивных эффектов (хотя, надо сказать, имеется и иная трактовка рассматриваемого случая) служит приобре­тение генетически модифицированной бактерией — суперпродуцентом триптофана, используемого в каче­стве пищевой добавки, — способности синтезировать в следовых количествах близкое по структуре трипто­фану (но уже токсичное!) соединение 1,Г-этилен- бис(триптофан). Первыми жертвами этого генетиче­ски модифицированного организма и заложниками американской системы оценки биобезопасности стали граждане США Регулярное употребление ими пище­вой добавки, содержащей данное токсичное соедине­ние, приводило к очень тяжелому заболеванию, назы­ваемому синдромом эозинофилии-миалгии, которое характеризуется изнурительными мышечными боля­ми, спазмами дыхательных путей и может даже при­вести к смерти [71].

Пример другого типа касается гибели в ноябре 2003 г. в Израиле трех грудных детей, находившихся на искусственном вскармливании препаратами дет­ского питания Humana Milchunion Remedia, и серьез­ного повреждения головного мозга еще у 17 детей. Проведенные тесты показали, что производимый не­мецкой компанией на основе генетически модифици­рованной сои заменитель молока содержит по край­ней мере в 10 раз меньше, чем было заявлено в рек­ламе, витамина В], жизненно необходимого для нор­мального развития центральной нервной системы в раннем детском возрасте. Можно полагать, что ис­пользуемая для получения соевого молока трансгенная соя Remedia Super Soya 1 утратила способность синте­зировать витамин В] уже в процессе трансформации из-за нарушения экспрессии генов, контролирующих синтез данного витамина, в результате мутации или их сайленсинга. Контролировать появление такого рода сбоев метаболизма практически невозможно из-за несовершенства генно-инженерных технологий и не­достаточного понимания механизмов функционирова­ния генома.


Риски, опосредованные накоплением гербицидов и их метаболитов в устойчивых к гербицидам сортах и видах сельскохозяйственных растений

Возделывание сортов сельскохозяйственных расте­ний, устойчивых к действию пестицидов, дает замет­ный экономический эффект — ручная или машинная прополка заменяется быстрой обработкой полей пес­тицидами, приводящей к гибели сорняков, но не вы­ращиваемых трансгенных сортов. Для придания рас­тению повышенной устойчивости к такому распро­страненному гербициду как глифосат, используют конструкции на основе одного из двух генов: EPSPS (5-енолп:ирувилшикимат-3-фосфат-синтаза) и GOX (глифосат- оксидоредуктаза). Сами по себе эти белки не являются ни аллергенами, ни токсинами.

Для оценки безопасности пищевого применил та­ких сортов необходимо знать, какова способность этих растений к накоплению ядовитых для человека и животных химикатов, а также предстоит выяснить, не происходит ли аккумуляция других ядовитых метабо­литов или аллергенов в результате плейотропных эф­фектов трансгенных конструкций. Следует иметь в виду, что практически все пестициды токсичны для человека. Глифосат, например, является канцероге­ном, вызывая лимфому [72, 73]. Имеются данные, что при обработке глифосатом устойчивых к нему сортов сахарной свеклы растения накапливают токсичные метаболиты глифосата [74]. Более того, показана спо­собность репродуктивных тканей хлопчатника, устой­чивого к глифосату, аккумулировать этот гербицид до чрезвычайно высоких (смертельных) концентраций— от 0,14 до 0,48 мг/кг сухого вещества [75]. Для срав­нения отметим, что допустимые дозы остаточного глифосата и его токсичных метаболитов в пищевых продуктах в США составляют 0,02 мг/кг сухого веще­ства, т.е. в 7—24 раз ниже.

Другим широко распространенным гербицидом является атразин. Устойчивость культурных растений к его действию обеспечивается встраиванием в геном гена цитохрома CYP1A1, представителя класса цитохромов Р-450 [76, 77]. Вместе с тем известно множест­во работ, посвященных канцерогенным, иммунотоксичным и эмбриотоксичным свойствам цитохрома Р-450 [см., например, 78, 79].

К вышесказанному о потенциальной опасности трансгенных сортов культур, устойчивых к гербици­дам, следует добавить, что, как правило, информация о наличии остаточных количеств гербицидов в этих растениях производителями не предоставляется, хотя пищевой риск от аккумуляции этих токсичных хими­катов в подобном сырье огромен.

Риски горизонтального переноса трансгенных конструкций, в том числе генов устойчивости к антибиотикам, в геном симбионтных для человека и животных бактерий

Вероятность встраивания трансгенной конструк­ции из растения в геном млекопитающих и человека ничтожно мала. Клетки высших эукариот имеют не­сколько изолирующих барьеров, эффективно препят­ствующих горизонтальному переносу генов. Даже в случае такого переноса клетка, как правило, не раз­множается, находясь в терминальной стадии дифференцировки. Перенос конструкции в половые клетки вообще невероятен, и это очевидно, если учесть, что гемато-тестикулярный барьер не проницаем для круп­ных молекул. Но не следует забывать, что человек имеет эндосимбионтов, в частности, кишечную бакте­риальную флору (Escherichia coli, Lactobacillus acido­philus, L. bifldus, L. bulgaricus и L. caucasicus, Strep­tococcus thermophilus, Bifidobacterium и др.). Известно, что бактерии способны к трансформации, причем трансформации подвержены как кольцевые, так и ли­нейные формы ДНК с инвертированными повторами [80]. Фрагменты трансгенной ДНК идентифицирова­ны в содержимом кишечника, крови и молоке коров и свиней, питающихся ГМО [81, 82].

В настоящее время в трансгенных конструкциях в качестве маркерных последовательностей используют­ся, как правило, гены устойчивости к антибиотикам, которые позволяют производить отбор генетически модифицированных клеток и растений [83, 84]. При трансформации ими симбионтных или патогенных для человека и животных бактерий трансгенные кон­струкции могут «включиться» в состав бактериального генома, что приведет к формированию устойчивости к антибиотикам или самих симбионтных бактерий, или патогенной микрофлоры. Результатом использования такого антибиотика при заболевании будет быстрый отбор устойчивых к нему бактерий, вследствие чего антибиотик либо начнет перерабатываться непосредст­венно в кишечнике, не достигая целевых патогенных бактерий, либо не будет оказывать влияния на рези­стентные к нему патогены. Основные бактерии-симбионты живут в толстой кишке, и риск метаболиз­ма антибиотиков бактериями кишечной флоры касает­ся, в основном, плохо всасывающихся антибиотиков, например неомицина и канамицина.

Трансгенные конструкции, несущие в качестве маркерного признака устойчивость к таким препара­там, ранее широко использовались биотехнологиче­скими компаниями. В то же время было установлено, что перенос устойчивости к антибиотикам осуществ­ляется и от патогенных бактерий Acinetobacter baumannii к E.coli и Proteus mirabilis [85]. Действитель­но, эффективная бактериальная система переноса ге­нов устойчивости к антибиотикам представлена IncQ-подобными плазмидами, передающимися между E.coli, Acinetobacter sp. и другими штаммами бактерий [86]. Вероятность формирования рекомбинантных плазмид, несущих гены устойчивости из конструкций к анти­биотикам, практически не изучена.

Вызывает беспокойство и возможность рекомбина­ции между последовательностью 358-промотора и близкими последовательностями геномов некоторых вирусов, в том числе вирусов человека. До сих пор не проведено детальных экспериментальных исследова­ний этого вопроса [87]. В последние годы были полу­чены результаты, подтверждающие возможность экс­прессии генов, находящихся под 358-промотором, в клетках самого разного происхождения, в том числе и человека [88]. В отношении экспрессии генов в клет­ках человека авторы делают вывод, что низкий уро­вень экспрессии генов, находящихся под этим промо­тором, снижает риск отрицательного воздействия в случае переноса трансгенной конструкции в клетки млекопитающих. Однако методика проведения этих экспериментов, по которой производилась оценка экспрессии маркерного гена на невстроенной в экст­рахромосомной конструкции (т. е. авторы вводили в клетки плазмиды, содержащие испытуемую конструк­цию, и проводили оценку экспрессии репортерных генов с этих плазмид, не добиваясь их встраивания в геном), предполагает значительные возможности из­менения активности экспрессии, а следовательно, и проявления потенциального эффекта, в том числе и негативного, после встраивания генов. При низком уровне экспрессии конструкций эффект не наблюда­ется, а при усилении экспрессии он, как правило, не­предсказуем, если не проверен экспериментально. Указанные факты еще более усиливают риск непред­сказуемых последствий горизонтального переноса трансгенных конструкций.

Критика метода отбора трансформированных куль­тур по устойчивости к антибиотикам привела к тому, что Агентство ООН по стандартизации генетически модифицированных сортов растений не рекомендова­ло использование репортерных генов устойчивости к антибиотикам для получения новых сортов пищевых культур. Однако в большинстве случаев это требова­ние биотехнологическими корпорациями игнорирует­ся. Так, согласно сообщению М. Марли (Mr. Morley) в английском парламенте от 25 июня 2003 года, в Англии выращиваются сорта трансгенных растений, несущие гены устойчивости к канамицину, неомицину, ампициллину, амоксицину и гигромицину [89].


Риски производства биологически активных веществ с помощью ГМО («фармагеддон»)

В настоящее время предпринимаются активные попытки создания трансгенных сортов растений, спо­собных к интенсивному синтезу биологически актив­ных веществ, в частности, вакцин, гормонов, факто­ров свертывания крови, индустриальных энзимов, антител человека, контрацептивных белков и подав­ляющих иммунитет цитокинов (группа растворимых белков, синтезируемых кроветворными клетками ко­стного мозга). В связи с этими экспериментами ши­рокое распространение получил термин «фармагед­дон» [90]. На полях Калифорнии, где выращиваются пищевые сорта риса, проводятся открытые полевые испытания по созданию трансгенного риса, несущего человеческие белки лактоферрин и лизоцим, исполь­зуемые в фармакологии при энзимотерапии. Амери­канская компания «Эпицит» сообщала о создании и испытаниях сорта кукурузы, вырабатывающего чело­веческие антитела на поверхностные белки спермы, с целью получения противозачаточных препаратов [91]. Переопыление такого сорта с пищевыми сортами мо­жет привести к серьезным региональным демографи­ческим последствиям.

Неконтролируемое введение вакцин в состав пи­щевых продуктов также несет в себе колоссальные риски. В ходе эмбриогенеза формирующаяся иммун­ная система «учится» распознавать «свои» белки, не путая их в дальнейшим с «чужими». Белки, экспони­руемые клеткам иммунной системы во время эмбрио­генеза, запоминаются как «свои». Если белок вакцины в это время попадет в кровоток эмбриона, то родив­шийся ребенок не сможет вырабатывать иммунитет к данному заболеванию, всегда распознавая данную бактерию или вирус как «свой».

При сборе урожая любой пищевой культуры ог­ромная масса растительных остатков — листвы, стеб­лей и корней остается на полях. Вероятность прямого распространения в почвенных водах белков, входящих в состав растений, низка. Но значительно выше веро­ятность горизонтального переноса трансгенных конст­рукций в почвенные и другие бактерии. Кроме этого, существует еще один аспект рисков — это неконтро­лируемая вакцинация птиц и млекопитающих, оби­тающих в данной местности. Если трансгенные вакцины направлены против бактерий и вирусов, имеющих мест­ных животных в качестве переносчиков (или бактерий, родственных болезнетворным бактериям человека), то такая вакцинация спровоцирует мощный отбор среди патогенов и формирование суперинфекций.


Анализ тестирования генетически модифицированных продуктов на безопасность

В настоящее время все генетически модифициро­ванные продукты должны проходить процедуру про­верки на безопасность по следующим основным пока­зателям: композиционная эквивалентность; оценка пищевых характеристик крахмала, липидов и белков (молекулярная масса новых белков, их устойчивость к перевариванию и переработке/термообработке, струк­турное сходство с известными аллергенами, долевое содержание в продукте, скрининг-тест на сыворотках, пепсинорезистентность на моделях животных), ток­сичность и канцерогенность.

По декларируемому охвату эти процедуры отвеча­ют вполне представительному исследованию воздейст­вия продукта на организм. И тем не менее в настоя­щее время остро стоит вопрос о рисках использования генно-инженерной продукции. Он вызван опасением, что «несанкционированное» вмешательство в геном растения в процессе трансформации может привести к непредсказуемым изменениям вторичного метаболиз­ма и к синтезу следовых количеств минорных биоло­гически активных соединений, обладающих токсиче­скими или аллергенными эффектами. Так, масс-спектрометрический анализ трансгенного картофеля показал резкое изменение состава минорных фракций гликоалкалоидов, что может сопровождаться много­кратным синергетическим усилением их мембранолитической активности [92]. Обнаружить такие нецеле­вые изменения метаболизма, включая алкалоиды и фитогормоны небелковой природы, не просто, по­скольку исследователь не знает точно, что проверять в огромном многообразии метаболитов и белков расти­тельного или животного организма. Тем более при проверке на композиционную эквивалентность учи­тывается суммарный состав лишь мажорных фракций веществ разных классов, прежде всего, белков, жиров и углеводов.

Процедуры оценки фракции белков также не вы­держивают серьезной критики. Методы сравнения размеров и структурных характеристик новых белков с известными аллергенами не могут дать достоверного ответа об аллергенной или токсической активности проверяемого белка. Тест на термическую устойчи­вость неэффективен, когда речь идет о потреблении трансгенной продукции в сыром виде или без темпе­ратурной обработки, а также при воздействии на че­ловека и животных растительной пыльцы, содержащей трансгенные белки.

Тесты на перевариваемость белка должны показать возможность его полного расщепления, что будет оз­начать отсутствие опасности аллергенного воздейст­вия. Вместе с тем эффективность переваривания бел­ка, как in vitro, так и в модельных экспериментах на животных, зависит от множества факторов, в частно­сти от доступности действию желудочного сока в со­ставе растительной ткани и от соответствия испытуе­мого продукта индивидуальному и видовому пищевым статусам экспериментальной группы. Все это может в значительной степени маскировать действие белка и приводить к ошибочным выводам.
Продолжение здесь

Reliable Counter
Tags: ГМО, медицина_здоровье, наука, экология
Subscribe

Posts from This Journal “ГМО” Tag

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments