El tomate enriquecido con GABA es el primer alimento editado por CRISPR que ingresa al mercado

El tomate enriquecido con GABA es el primer alimento editado por CRISPR que ingresa al mercado

Un tomate editado por CRISPR que contiene más GABA que sus homólogos sin editar despega en Japón.Crédito: Aflo Co., Ltd. / Alamy Foto de stock

Los alimentos editados por el genoma elaborados con tecnología CRISPR – Cas9 se venden en el mercado abierto por primera vez. Desde septiembre, los tomates Sicilian Rouge, que están modificados genéticamente para contener altas cantidades de ácido γ-aminobutírico (GABA), han sido vendidos directamente a los consumidores en Japón por Sanatech Seed, con sede en Tokio. La compañía afirma que la ingesta oral de GABA puede ayudar a mantener la presión arterial más baja y promover la relajación.

En Japón, los suplementos dietéticos y los alimentos enriquecidos con GABA son populares entre el público, dice Hiroshi Ezura, director de tecnología de Sanatech y biólogo molecular de plantas de la Universidad de Tsukuba. “GABA es un compuesto famoso que promueve la salud en Japón. Es como la vitamina C ”, dice. Más de 400 productos alimenticios y bebidas enriquecidos con GABA, como chocolates, ya están en el mercado japonés, dice. «Es por eso que elegimos esto como nuestro primer objetivo para nuestra tecnología de edición del genoma», dice.

Sanatech, una startup de la Universidad de Tsukuba, probó por primera vez el apetito de los consumidores japoneses por la fruta editada por el genoma en mayo de 2021 cuando envió plantas de tomate gratuitas editadas por CRISPR a unos 4.200 jardineros domésticos que las habían solicitado. Animada por la demanda positiva, la empresa inició la venta directa de tomates frescos por Internet en septiembre y un mes después recibió pedidos de plántulas para la próxima temporada de cultivo. Los reguladores de Japón aprobaron el tomate en diciembre de 2020.

Desde su inicio hace una década, la edición del genoma CRISPR – Cas9 se ha convertido en una herramienta de elección para los bioingenieros de plantas. Los investigadores lo han utilizado con éxito para desarrollar hongos que no se oscurecen, frijoles de soja tolerantes a la sequía y una serie de otros rasgos creativos en plantas. Muchos han recibido luz verde de los reguladores estadounidenses. Pero antes del tomate de Sanatech, no se sabía que se comercializaran cultivos alimentarios editados por CRISPR.

Los consumidores pueden encontrar ingredientes alimentarios elaborados con algunas de las técnicas de edición de ADN más antiguas, como las nucleasas efectoras de tipo activador de la transcripción (TALEN). De hecho, Calyxt en 2019 comercializó un Soja editada con TALEN aceite que está libre de trans grasas. Las herramientas de edición del genoma también se han utilizado para transformar una gran cantidad de plantas ornamentales. Así que era solo cuestión de tiempo antes de que un cultivo editado en CRISPR llegara a los paladares.

Más interesante, sin embargo, es que el desarrollador eligió este rasgo de GABA alto como primer objetivo. GABA es un aminoácido y un neurotransmisor que bloquea los impulsos entre las células nerviosas del cerebro. La molécula se encuentra de forma nativa en el cuerpo humano y también se omnipresente presente en plantas, animales y microorganismos, así como en alimentos. Puede sintetizarse fermentando alimentos y se ha desarrollado como complemento nutricional en algunas regiones.

Los investigadores de Sanatech aumentaron la cantidad de GABA en el tomate manipulando una vía metabólica llamada derivación GABA. Allí, desactivaron un gen que codifica el dominio de unión a calmodulina (CaMBD). La eliminación de CaMBD permite una mayor actividad de la enzima descarboxilasa del ácido glutámico, que cataliza la descarboxilación del glutamato a GABA, elevando así los niveles de la molécula.

Sanatech ha tenido cuidado de no afirmar que sus tomates reducen terapéuticamente la presión arterial y promueven la relajación. En cambio, la empresa lo insinúa, al anunciar que consumir GABA, en general, puede lograr estos efectos y que sus tomates contienen altos niveles de GABA. Esto ha levantado algunas cejas en la comunidad de investigadores, dada la escasez de evidencia que respalda al GABA como un suplemento para la salud.

Para respaldar la afirmación de la presión arterial, Sanatech cita dos estudios en humanos: a Documento de 2003 sobre el efecto de consumir leche fermentada que contiene GABA y un Documento de 2009 de los efectos del GABA, el vinagre y el bonito seco. Ambos estudios se realizaron en personas con hipertensión leve y mostraron efectos reductores de la presión arterial.

Pero los artículos carecen de buenos grupos de control, y los efectos en los grupos experimentales podrían explicarse por factores distintos al GABA, dice Maarten Jongsma, biólogo de células moleculares de la Universidad e Investigación de Wageningen en los Países Bajos, que estudia los efectos de los compuestos vegetales en humanos. nutrición. “No hay consenso” sobre los beneficios para la salud de consumir GABA, ni evidencia de que pueda cruzar la barrera hematoencefálica y llegar al sistema nervioso central, agrega Renger Witkamp, ​​científico en nutrición también en Wageningen.

Para respaldar la afirmación de que el GABA promueve la relajación, Sanatech señala seis estudios en humanos que examinaron el efecto del GABA consumido por vía oral sobre el estrés, el estado de ánimo, la fatiga o el sueño. Pero una revisión sistemática publicada en 2020 que examinó los seis artículos más ocho más sobre el tema llegó a una conclusión diferente. Los autores, que procedían de Japón, Australia y el Reino Unido, resumido: «Hay pruebas limitadas de estrés y pruebas muy limitadas de los beneficios para el sueño de la ingesta oral de GABA».

Los tomates de Sanatech, llamados Sicilian Rouge High GABA, contienen entre cuatro y cinco veces más GABA que su contraparte convencional, dice Ezura. No está claro si eso reducirá la presión arterial más que comer tomates regulares. Sanatech no ha realizado este tipo de estudio de intervención, aunque planea hacerlo, dice Ezura. La compañía está trabajando para completar una notificación adicional con el gobierno japonés sobre la declaración de beneficios de salud.

La estrategia de marketing de Sanatech ha sido dirigirse directamente a los consumidores y generar un entusiasmo positivo entre los jardineros domésticos. La empresa creó una plataforma en línea para que los jardineros intercambiaran propinas. También organizó un concurso para ver qué jardinero doméstico podía cultivar tomates con la mayor cantidad de GABA. (El tomate ganador tenía 20 veces más GABA que los tomates convencionales).

Esa es una estrategia de marketing inteligente para frutas y verduras editadas con genoma, especialmente aquellas con rasgos de boutique, dice Cathie Martin, científica de plantas en el Centro John Innes en Norwich, Reino Unido. «Uno encuentra un grupo de personas que sienten que tienen alguna propiedad sobre el producto», dice. Luego, ayuda a construir una comunidad de personas que quieren cultivar y comer la verdura, y esto lanza el producto de una manera positiva, dice ella.

Martin es la creadora del ‘tomate morado’, una variedad que está genéticamente modificada para contener niveles más altos del compuesto antiinflamatorio antocianina, que debutó en 2008. en estas paginas. Durante los últimos 14 años, sin los recursos de una gran empresa, ella y un “grupo de entusiastas dedicados y no financiados” han estado tratando de llevar el producto al mercado por su cuenta, dice.

Su desafío de comercializar un cultivo de bioingeniería es uno al que también se han enfrentado la mayoría de las pequeñas empresas de biotecnología vegetal, en particular las que desarrollan variedades boutique. “El costo regulatorio es tan alto que hay muy pocos rasgos que realmente se podrían considerar la ingeniería en un cultivo como el tomate”, dice James Giovannoni, biólogo molecular de plantas del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Por eso, desde mediados de la década de 1990, la mayoría de los esfuerzos comerciales en la ingeniería genética de plantas se han centrado en cultivos de alto valor económico, como la soja, el maíz (maíz), el trigo, la canola y el algodón, con características que facilitan el trabajo del agricultor y su cosechas más rentables.

Mientras tanto, los cultivos mejorados nutricionalmente han nacido muertos. Los pocos ejemplos en el mercado incluyen soja y canola con aceite modificado y contenido de ácidos grasos, y maíz nutricionalmente mejorado para alimentación animal. Se han desarrollado decenas más, como el superbanano con alto contenido de β-caroteno, pero se encuentran en el limbo en los estantes de los laboratorios. El famoso ‘arroz dorado’, que está enriquecido con provitamina A y ha estado en el limbo durante 20 años, recibió hace solo unos meses la aprobación en Filipinas para su cultivo comercial.

Por eso, destaca el tomate con alto contenido de GABA de Sanatech, como cultivo nutricionalmente mejorado. El hecho de que haya sido diseñado con CRISPR parece ayudar a la aceptación del consumidor, especialmente porque estos cultivos no se denominan «OGM» u «organismos modificados genéticamente». En cambio, se denominan «editados por genoma». Este cambio en la nomenclatura por sí solo parece haber sofocado gran parte de la reacción históricamente lanzada contra las plantas de bioingeniería.

Algunos reguladores también están haciendo una distinción entre las tecnologías antiguas y las nuevas. El USDA ha dictaminado repetidamente que los cultivos editados con genoma quedan fuera de su ámbito. Biotecnólogos de plantas que envían consultas de este tipo a través de la sección «¿Estoy regulado?» Por lo general, el proceso obtiene una respuesta en unos pocos meses y recibe luz verde para cultivar sus plantas editadas con el genoma sin más supervisión.

Esto ha reducido a casi nada la carga regulatoria de los EE. UU. Para las plantas editadas con genoma. Brasil, Argentina y Australia han adoptado un enfoque similar. China ha establecido un proceso regulatorio para organismos agrícolas editados por genoma, aunque ninguno ha sido aprobado todavía, dice Hongliang Zhu, profesor de la Universidad Agrícola de China en Beijing, hablando en su nombre y no en su empleador o gobierno. Europa tiene esencialmente prohibido alimentos con genoma editado, agrupándolos con los transgénicos de primera generación, aunque ha habido llamamientos para repensar la política.

Muchos otros países aún carecen de una política sobre la tecnología, lo que ralentiza los esfuerzos comerciales. Toolgen en Seúl, Corea del Sur, ha utilizado CRISPR para generar petunias de color modificado, soja con alto contenido de ácido oleico y papas con inhibición del pardeamiento, “pero aún no están a la venta porque la política reguladora nacional para cultivos con genoma editado por CRISPR no ha sido establecida ”, dice Yein Joen, investigador de la empresa.

La política reguladora de Japón sobre plantas editadas con genoma se formó junto con su revisión del tomate de Sanatech, un proceso que tomó alrededor de un año. Ezura «merece un gran crédito por presionar por sí solo al gobierno japonés para que instituyera una política en la que los cultivos editados genéticamente puedan comercializarse», dice Harry Klee, biólogo molecular de plantas e investigador de tomates de la Universidad de Florida. «Esto es muy importante en Japón e hizo un gran trabajo».

Los esfuerzos de Ezura han abierto la puerta a los alimentos editados con genoma en Japón. En noviembre, investigadores de la Universidad de Nagoya descrito en Scientific Reports, un tomate más dulce desarrollado mediante la modificación de un inhibidor de la invertasa de la pared celular utilizando CRISPR-Cas9. La variedad no ha sido aprobada por los reguladores.

Y la comida editada por CRISPR – Cas9 en Japón ha saltado del jardín al mar. En octubre, la nación insular aprobó dos peces editados en CRISPR: un pez globo tigre editado genéticamente que exhibe depresión del apetito y un besugo con mayor crecimiento muscular. Ambos peces crecen más que sus contrapartes en la naturaleza y fueron desarrollados por el Instituto Regional del Pescado con sede en Kioto.

Para Martin, no fue posible conferir el rasgo antocianina en sus tomates morados usando la edición del genoma. En cambio, los transformó usando Agrobacterium tumefaciens, un método más antiguo de modificación genética que desencadena considerablemente más supervisión regulatoria y recursos, junto con el apodo de «OGM». Pero la puerta del mercado podría abrirse pronto para ella también. Martin dice que espera una decisión regulatoria del USDA para fines de febrero para los tomates morados. Al igual que Sanatech, Martin planea comercializarlos inicialmente directamente al público. No ha realizado estudios de intervención en humanos que comparen los efectos sobre la salud de los tomates con alto contenido de antocianina y los convencionales, y no planea hacer declaraciones de beneficios para la salud.