The Use of GM Technology in Agriculture and Foods

Canola (óleo canadiano, pouco ácido) para consumo humano foi desenvolvido no início dos anos 70 em Manitoba através do cultivo convencional de plantas a partir da colza para distingui-la do óleo de colza natural, que tem um teor muito mais elevado de ácido erúcico. Em 1998, uma variedade mais resistente a doenças e à seca foi desenvolvida através da engenharia genética. Atualmente, a Canola é produzida amplamente no Canadá, Estados Unidos e outros países, e é geralmente reconhecida como segura pela Administração de Alimentos e Drogas dos Estados Unidos (USFDA), e em 2013 foi permitida em fórmulas infantis com óleo de canola em níveis de até 31% da mistura total de gordura.

Outros produtos GM amplamente consumidos são o milho e a soja de culturas GM. O herbicida glifosato inibe a enzima 5-enolpyruvylshikimate-3-fosfato sintase, que está presente em plantas, fungos e bactérias, mas não em animais. Esta enzima é um passo fundamental na formação de hormônios através da produção de aminoácidos aromáticos. O uso do herbicida de amplo espectro tornou-se muito mais difundido com o desenvolvimento da soja e milho Roundup® ready (GM), que continha o gene da glifosato-N-acetiltransferase. Com a aplicação do herbicida, essas culturas GM não seriam afetadas, mas certas ervas daninhas seriam mortas. Hoje em dia, diferentes produtos comerciais de glifosato são capazes de controlar mais de 100 variedades de ervas daninhas de folha larga e gramíneas. Estudos toxicológicos mostraram que mesmo que novos metabólitos sejam formados nas partes comestíveis dos cultivos GM que não foram observados nos cultivos convencionais, a Reunião Conjunta FAO/OMS sobre Resíduos de Pesticidas concluiu que não havia preocupações com a saúde humana para o consumo a curto ou longo prazo desses produtos ou seus produtos. Espera-se que o número de cultivos GM aprovados no mundo todo aumente de 30 em 2009 para 110 até 2015. Mesmo na Europa onde a preocupação da população com alimentos GM é maior, aproximadamente 30 milhões de toneladas de culturas GM são importadas a cada ano e muitas variedades de milho resistente a herbicidas são agora permitidas na União Européia (UE). No entanto, o glifosato só lentamente é degradado por microrganismos do solo e pode representar um risco de contaminação da água. Além disso, a resistência de algumas espécies de ervas daninhas ao herbicida é uma preocupação crescente.

Outra aplicação bem sucedida da tecnologia GM é a inserção de um gene para o pesticida biológico produzido por Bacillus thuringiensis (Bt), um parente próximo da bactéria muito comum do solo e pó Bacillus cereus. Em 1901, o Bt foi observado pela primeira vez em uma colônia de bichos da seda doentes ou moribundos no Japão. A principal diferença entre Bt e B. cereus é que Bt produz uma endotoxina que mata os lepidópteros. Isto é conseguido pela toxina proteica, que ocorre como um corpo parasporal (“cristal”) na bactéria durante a esporulação. As proteases intestinais dos insetos ativam as proteínas da toxina, permitindo que elas se liguem aos receptores, e afetam as células do intestino médio, formando poros no trato digestivo larval (hemocoel). Estes poros permitem a entrada de bactérias entéricas que ocorrem naturalmente no hemocoel, onde se multiplicam e causam septicemia. A toxina Bt na forma de pó molhável seco em spray da cultura Bt tornou-se comercialmente disponível nos anos 50 e foi amplamente utilizada no Canadá em spray em vastas áreas de florestas infestadas por broto de abeto e traça cigana. Na silvicultura, contudo, em meados dos anos 80, as estirpes de Bt tinham virtualmente substituído os principais pesticidas químicos para o controlo do broto do abeto e da traça cigana em Ontário, Québec e nas províncias atlânticas. Desde então, foram feitas várias modificações para atingir certos insectos, principalmente as lagartas destrutivas. No entanto, para as culturas alimentares e forrageiras, o seu uso tem sido mais limitado, principalmente contra os vermes da couve, o chifre do tomate, a broca europeia do milho, a lagarta da alfafa e o verme da teia da alfafa. O Bt pode ser aplicado através de sistemas de irrigação aérea ou como grânulos. Os dados disponíveis sugerem que os esporos podem permanecer no solo de meses a anos sob condições de campo, mas pouco se sabe sobre a longevidade da toxina no solo ou na água.

Dois isolados deste género são altamente activos contra insectos de grande importância económica; Bt subsp. kurstaki ataca insectos lepidópteros e Bt subsp. israelensis mata mosquitos e moscas negras. A estirpe Bt kurstaki é a mais usada como spray para controlar lagartas em vegetais. Os insecticidas Bt são os únicos insecticidas bacterianos de uso generalizado, e uma vantagem que têm é que não visam polinizadores, como as abelhas, nem predadores ou parasitas das pragas que os preocupam. Em 2012, a Autoridade Europeia de Segurança Alimentar realizou uma avaliação de risco sobre a estirpe Bt kurstaki e concluiu que o risco para a saúde de mamíferos, répteis, anfíbios, aves, algas e artrópodes terrestres não lepidópteros, e provavelmente microorganismos do solo, é baixo. Do ponto de vista dos OGMs, o milho Bt é uma variante do milho, geneticamente alterado pela inserção do gene da toxina Bt no genoma do milho para matar a broca do milho europeu e mais recentemente o verme da espiga do milho e o verme da raiz do milho. Ao contrário do Bt, plantas transgênicas como o milho não liberam a toxina Bt. Em vez disso, a célula deve ser digerida pelo inseto para liberar o ingrediente ativo no intestino. Isto é uma melhoria do Bt pulverizado porque não é susceptível à degradação pela luz solar ou lavado pela chuva. A maioria das formulações pulverizadas são menos eficazes com o tempo, talvez alguns dias ou semanas após a aplicação, ao contrário da versão GM, que é eficaz para a vida da planta. Um risco, entretanto, é que a exposição contínua de insetos ao Bt derivado de GM pode conferir resistência à predação de insetos.

Embora os insetos sejam capazes de desenvolver altos níveis de resistência sob experimentos de laboratório, isto não tem sido observado em grande parte onde as culturas têm sido pulverizadas. Agora é geralmente aceite que a “estratégia de alta dose/refuga” é a abordagem mais promissora e prática para prolongar a eficácia das toxinas Bt. Isto requer plantas hospedeiras livres de toxinas como refúgios perto de culturas insecticidas, e doses de toxinas destinadas a ser suficientemente altas para matar insectos. Após mais de uma década, devido à comercialização inicial das culturas de Bt, a maioria das populações alvo de pragas continua susceptível, mas a resistência evoluída no terreno tem sido documentada em algumas populações de três espécies de traças noct que se alimentam de milho Bt em Porto Rico e na África do Sul e de algodão Bt no sudeste dos EUA. Os resultados de campo são consistentes com as previsões da teoria, sugerindo que os factores que atrasam a resistência incluem herança recessiva de resistência, refúgios abundantes de plantas não hospedeiras de Bt, e culturas de Bt de duas toxinas, implantadas separadamente das culturas de Bt de uma toxina. O uso de culturas de Bt é popular em todo o mundo com mais de 32 milhões de hectares em cultivo, incluindo algodão Bt e batata Bt. Mesmo alguns países com preocupações com alimentos GM em geral, como na UE, permitem o uso de culturas transgênicas Bt, e é provável que seu uso se expandirá no futuro. Outros OGMs permitidos nos EUA e em alguns outros países incluem algodão resistente ao herbicida bromoxinil; tomate de maturação retardada; abóbora, abobrinha e papaia modificada para resistir aos vírus (80% da papaia havaiana é geneticamente modificada porque ainda não existe um método convencional ou orgânico para controlar o vírus ringspot). A beterraba sacarina resistente ao glifosato foi aprovada na Austrália, Canadá, Colômbia, UE, Japão, Coreia, México, Nova Zelândia, Filipinas, Federação Russa, Singapura e EUA.

O potencial desta tecnologia também pode ser usado para melhorar a nutrição, como a produção de vitaminas; um bom exemplo disso é o ‘arroz dourado’, uma variedade GM de arroz Oryza sativa, que produz beta-caroteno, um precursor da vitamina A, nas partes comestíveis do arroz, produzido em 2000. O arroz dourado foi criado através da transformação de arroz com dois genes de beta-caroteno biossíntese: Phytoene synthase de um narciso e crtI de uma espécie Erwinia, e na verdade é de cor dourada, bastante distinto do arroz não geneticamente modificado. A razão da pesquisa foi plantar esta variedade em regiões, como na África e na Índia, onde milhares de crianças morrem a cada ano por falta de vitamina A. Em 2005, uma variedade mais nova produzindo muito mais beta-caroteno foi desenvolvida, mas infelizmente nem a versão original nem a mais nova são ainda cultivadas para consumo humano. A abordagem das culturas GM para a fortificação da vitamina A é vista por muitos como uma alternativa menos cara e mais prática aos suplementos vitamínicos ou uma mudança na dieta para um maior consumo de vegetais e produtos animais.

As preocupações habituais expressas sobre as culturas GM também foram levantadas em relação ao arroz dourado: propagação dos genes GM no ambiente; perda de variedades locais e da biodiversidade; abertura das portas para OGMs mais controversos; lucros obscenos feitos pelas empresas multinacionais daqueles que menos podem pagar o custo da semente; e a vitamina A poderia ser derivada de outras fontes alimentares. Outros oponentes argumentaram que adultos e crianças teriam que comer quantidades excessivas de arroz dourado para ver qualquer benefício. Contudo, ensaios recentes mostraram que o arroz dourado fornecia vitamina A tão boa como os suplementos e melhor do que o beta-caroteno natural nos espinafres. Para permitir uma utilização generalizada, as empresas GM concordaram agora que os agricultores poderiam obter a semente e replantá-la gratuitamente, a menos que ganhassem mais de 10 000 dólares americanos por ano com a colheita. Foram realizados testes de campo, e espera-se que o arroz dourado satisfaça as condições regulatórias para sua produção e esteja no mercado em 2015.

Outra aplicação benéfica da tecnologia GM é a produção e entrega de vacinas através de plantas GM. O DNA selecionado do vírus da hepatite B e da cólera injetado nas mudas de banana pode permitir que a planta produza proteínas antigênicas sem qualquer componente infeccioso. O consumo destas bananas (e de alguns outros vegetais modificados, como batatas e cenouras) acumularia anticorpos no consumidor para combater estas doenças de forma semelhante à injecção ou ingestão de vacinas tradicionais. Esta pode ser uma forma mais eficiente e menos dispendiosa de vacinar grandes populações contra doenças específicas.

A pesquisa de MGM com plantas será acelerada no futuro, e alguns dos resultados podem revelar-se tanto economicamente como ambientalmente aceitáveis para os governos e o público. Algumas plantas e árvores poderiam ser projetadas para capturar grandes quantidades de carbono, que seriam seqüestradas em raízes e caules. As gramíneas perenes como o switchgrass e o Miscanthus podem ter o melhor potencial imediato devido aos seus extensos sistemas radiculares. Outros exemplos são árvores GM para crescer mais rapidamente; produzir melhor madeira, digamos para construção e para biocombustível; resistir à invasão de pragas e condições climáticas extremas; e até mesmo detectar ataques biológicos desenvolvendo árvores que mudam de cor quando expostas a contaminação biológica ou química. Contudo, as preocupações ambientais impedirão qualquer adopção em larga escala destas, particularmente porque o pólen libertado das árvores é incontrolável em grandes áreas.