O.G.M.

Organismo geneticamente modificato

 

Un organismo geneticamente modificato (OGM) è un essere vivente che possiede un patrimonio genetico modificato tramite tecniche di ingegneria genetica, che consentono l'aggiunta, l'eliminazione o la modifica di alcuni geni.

Definizione di OGM

Con il termine Organismo Geneticamente Modificato si intendono soltanto gli organismi in cui parte del genoma sia stato modificato tramite le moderne tecniche di ingegneria genetica.

(XXX) Non sono considerati "organismi geneticamente modificati" tutti quegli organismi il cui patrimonio genetico viene modificato a seguito di processi spontanei (modificazioni e trasferimenti di materiale genetico avvengono infatti in natura in molteplici occasioni e tali processi sono all'origine della diversità della vita sulla terra), o indotti dall'uomo tramite altre tecniche che non sono incluse nella definizione data dalla normativa di riferimento (ad esempio con radiazioni ionizzanti o mutageni chimici).

Gli OGM vengono spesso indicati come organismi transgenici: i due termini non sono sinonimi in quanto il termine transgenesi si riferisce all'inserimento, nel genoma di un dato organismo, di geni provenienti da un organismo di specie diversa.

Sono invece definiti OGM anche quegli organismi che risultano da modificazioni che non prevedono l'inserimento di alcun gene (es. sono OGM anche gli organismi dal cui genoma sono stati tolti dei geni), così come gli organismi in cui il materiale genetico inserito proviene da un organismo "donatore" della stessa specie. In questo secondo caso alcuni studiosi parlano di organismi cisgenici

Tecniche principali

Ai fini della definizione di OGM data dalla Direttiva 2001/18/CE, sono considerate tecniche che hanno come risultato un organismo geneticamente modificato:

  1. tecniche di ricombinazione del materiale genetico che comportano la formazione di nuove combinazioni di DNA, RNA o loro derivati, nonché il loro inserimento in un organismo ospite nel quale non compaiono per natura, ma nel quale possono replicarsi in maniera continua;

 

  1. fusione cellulare  per la costruzione di cellule vive, che presentano nuove combinazioni di materiale genetico, mediante la fusione di due o più cellule, utilizzando metodi non naturali.

 

Tecniche di miglioramento genetico che non portano alla creazione di un OGM

(XXX)  La modificazione del genoma degli esseri viventi da parte dell'uomo è una pratica antichissima. Essa può essere fatta risalire a circa 14.000 anni fa con l'addomesticamento del cane. Le modificazioni genetiche indotte in tal modo sono state però in larga parte inconsapevoli ed è solo a partire dalla prima metà del 1900 che l'uomo ha preso coscienza dell'effetto a livello genetico indotto dai propri programmi di selezione.

I metodi utilizzati tradizionalmente per modificare il patrimonio genetico degli esseri viventi sono essenzialmente due: la mutagenesi e l'incrocio.

La mutagenesi è un fenomeno che è strutturalmente presente, anche se a bassa frequenza, in tutti gli esseri viventi ed è basato sulle imprecisioni o gli errori di replicazione del genoma durante i processi di divisione cellulare.

Le mutazioni vengono poi sottoposte a selezione dall'uomo e se vantaggiose vengono mantenute nella popolazione.

L'uomo, nei secoli, ha sfruttato la variabilità prodotta dalle mutazioni (quale ad esempio l'incapacità di perdere i semi da parte della spiga del frumento) per selezionare e costruire molte cultivar e razze animali oggi fondamentali per la sua sopravvivenza.

Un esempio storico di mutazioni indotte dall'uomo ai fini del miglioramento genetico è rappresentato dalla varietà di frumento "Creso", Esso è stato negli anni ottanta una delle varietà di punta per la produzione di pasta (circa 1 spaghetto su 4) ed è oggi uno dei genitori delle attuali varietà commerciali.

Un altro esempio è dato dalla differenza tra mais giallo e mais bianco che è riconducibile alla mutazione di un singolo gene.

L'incrocio è invece una tecnica che permette di unire le caratteristiche presenti in due individui diversi, anche non appartenenti alla medesima specie, grazie al rimescolamento dei loro genomi sfruttando la riproduzione sessuale.

In tal modo sono stati prodotti il mulo, ma anche gli ibridi oggi utilizzati per le produzioni animali e vegetali.

Il vantaggio di tale tecnica è la possibilità, una volta identificata una caratteristica di interesse in una razza o in una varietà (ad esempio la resistenza ad una malattia), di trasferirla in un'altra attraverso incroci mirati.

 

 

La differenza sostanziale

a.      tra queste due tecniche di miglioramento genetico

b.      e l'ingegneria genetica (alla base dello sviluppo degli OGM)

sta nella modalità con cui l'uomo induce le modificazioni genetiche.

Nel caso della mutazione o dell'incrocio viene infatti effettuata una selezione, in base a caratteristiche visibili GIA’ ESISTENTI, all'interno di popolazioni molto grandi (alcune decine di migliaia nelle piante e alcune centinaia negli animali)

Nell'ingegneria genetica  invece è possibile "progettare" deterministicamente la modifica genetica da effettuare.

Inoltre, una volta ottenuto un certo numero di organismi geneticamente modificati, essendo questi geneticamente distinguibili dagli altri, possono venire selezionati “filtrati” , conoscendo le loro caratteristiche genetiche,

 

e non più unicamente naturalmente  come accade invece per le tecniche tradizionali, per le quali non è possibile conoscere a priori le modificazioni genetiche indotte.

Storia

 

Immagine al microscopio elettronico a scansione, il primo batterio modificato tramite tecniche di ingegneria genetica

Il primo OGM moderno fu ottenuto nel 1973  grazie all'uso combinato delle nuove tecniche di biologia molecolare che si stavano sviluppando in diversi laboratori,  riuscirono per primi a clonare un gene di rana all'interno del batterio Escherichia coli, dimostrando che era possibile trasferire materiale genetico da un organismo ad un altro

Questi risultati ebbero un tale impatto da indurre la comunità scientifica ad autoimporre nel 1974 un divieto internazionale sull'uso della tecnica del DNA ricombinante per valutare la nuova tecnologia ed i suoi possibili rischi.

Dal 1976 ad oggi gli OGM sono passati dallo stato di mera possibilità tecnologica ad una realtà. Si sono dovuti attendere infatti solo due anni per avere il primo prodotto ad uso commerciale derivato da un OGM.

Poco dopo lo sviluppo, nel 1983 si ebbe negli Stati Uniti la prima battaglia sul rilascio nell'ambiente di organismi geneticamente modificati.

Al centro del dibattito la sperimentazione dei cosiddetti batteri, allo scopo di introdurli nel terreno per proteggere le piante dal gelo.

La richiesta di effettuare esperimenti in campo aperto con questo OGM scatenò una forte contestazione da parte degli ambientalisti.

Solo dopo una battaglia legale durata tre anni, nel 1986 i batteri furono i primi OGM ad uscire dai laboratori ed essere introdotti nell'ambiente.

Pochi anni dopo si scoprì che questa variante esisteva anche in natura e l'azienda detentrice del brevetto, visto il contesto non favorevole agli OGM, decise di proseguire gli esperimenti solo sulla variante naturale.

Dopo più di 30 anni, all'alba del XXI secolo si conoscono molte delle potenzialità e dei limiti di questa tecnologia e, in molti casi, si dispone dei protocolli di gestione necessari a consentirne una applicazione in sicurezza.

 In particolare il Protocollo di Cartagena, ratificato nel 2000, si pone come strumento internazionale per la protezione della biodiversità dai possibili rischi derivanti dalla diffusione dei prodotti delle nuove tecnologie.

Ad oggi la tecnica del DNA ricombinante è stata utilizzata non solo per la produzione di nuovi farmaci, ma anche di enzimi per ridurre l'impatto ambientale dell'industria, piante e animali con caratteristiche migliorative in termini di resistenza alla malattie o di performance produttive e ambientali, ma anche organismi quali l'oncotopo, usato nella ricerca sul cancro, che hanno portato con sé importanti quesiti etici oltre ad aver aperto la strada a dispute per l'uso a fini sperimentali o commerciali delle innovazioni scientifiche

. La possibilità di brevettare gli OGM ha acceso un forte dibattito sulla proprietà intellettuale delle risorse genetiche del pianeta e sulla liceità di una ricerca e di un'industria che non si ponga anche dei limiti etici o che non sappia mettersi in ascolto delle domande presenti nell'opinione pubblica creando consenso attorno alle proprie iniziative di ricerca e business.

 Non da ultimo esistono perplessità sulla creazione di essere umani geneticamente modificati.

La commercializzazione degli OGM sta conquistando anche altri tipologie di mercati: nel 2003 a Taiwan furono venduti i primi animali OGM a scopo domestico: si trattò di un centinaio di pesci d'acquario resi fluorescenti tramite l'inserimento di geni di medusa.

Nel dicembre 2003 la vendita di pesci fluorescenti è stata permessa anche negli Stati Uniti, mentre è tuttora vietata la loro introduzione in Europa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GloFish®, pesci d'acquario resi fosforescenti tramite transgenesi. Sono i primi animali da compagnia geneticamente modificati.

Applicazioni

Gli OGM sono oggi utilizzati principalmente nell'ambito dell'alimentazione, dell'agricoltura, della medicina, della ricerca, e dell'industria.

 

 

Agricoltura

Alimentazione

Medicina

Industria

Batteri

batteri che introdotti nel suolo ne migliorano le caratteristiche (es. batteri azoto-fissatori) o proteggono le piante dal gelo (batteri ice-minus)

 

produzione di sostanze medicinali come l'insulina

biorimedi (es. batteri che degradano idrocarburi)

Miceti

 

produzione di enzimi usati nell'industria alimentare, miglioramento dei processi di fermentazione (es. produzione della birra)

produzione di biomedicine

 

Piante

miglioramento delle pratiche agronomiche: es. piante tolleranti allo stress idrico o salino, colture tolleranti a specifici erbicidi

introduzione di caratteri di resistenza specifica: es. piante resistenti agli insetti o ai virus

produzione di energia: varietà con più elevato potere calorico e minori richieste di input chimici utilizzabili anche su aree marginali

miglioramenti nelle qualità nutrizionali e organolettiche: es. riso ad elevato contenuto in beta-carotene, pomodoro a maturazione rallentata

produzione di farmaci/composti in pianta (molecular farming): produzione a basso costo di sostanze farmaceutiche e chimiche, riduzione degli scarti chimici industriali (es. vaccino contro l'epatite, produzione di amilasi).

miglioramento delle caratteristiche richieste a livello industriale delle materie prime (es. pioppo con un tasso di lignina inferiore per facilitare il processo di fabbricazione della pasta da carta)

fitodepurazione (es. piante capaci di estrarre metalli quali oro, rame e uranio, piante in grado di degradare il tritolo o di segnalare la presenza di radiazioni)

 

 

 

 

Agricoltura

Alimentazione

Medicina

Industria

Animali

 

produzioni animali con migliori caratteristiche nutrizionali o organolettiche: es. latte con più alto contenuto in caseina, latte senza lattosio

produzione di biomedicine

modelli per la ricerca su malattie umane (es. l'oncotopo)

animali donatori di organi per xenotrapianti

sintesi di molecole interessanti per l'industria (es. proteina della ragnatela per la produzione di fibre ultraresistenti estratta dal latte di capre geneticamente modificate)

 

Produzione di OGM

 

Animazione della struttura a doppia elica del DNA.

Gli OGM vengono ottenuti attraverso l'uso di tecniche di ingegneria genetica che permettono di inserire, all'interno del genoma di un organismo, frammenti di DNA provenienti anche da altri organismi.

l DNA così ottenuto è definito DNA ricombinante.

Un processo largamente utilizzato per produrre piante OGM è il metodo biolistico , che permette di "sparare" microproiettili ricoperti di DNA all'interno delle cellule vegetali.

Queste tecniche sono in generale complementari e non sostitutive di quelle, più empiriche, già sviluppate all'interno del millenario processo di "umanizzazione" delle piante di interesse agro-alimentare che oggi si trovano sulle nostre tavole: il loro patrimonio genetico ha infatti subito nel corso del tempo modifiche genetiche rilevanti con tecniche convenzionali (oppure, si potrebbe dire, biotecnologie classiche), che hanno dato origine alla stessa agricoltura: selezione artificiale o, più recentemente, l'induzione di mutazioni per mezzo di raggi X o raggi gamma.

 

Animali

 

Topi geneticamente modificati possono essere usati per la ricerca sul cancro

 

 

Rischi

I punti maggiormente controversi in relazione all'uso degli OGM in ambito agroalimentare riguardano

·         i potenziali rischi per l'ambiente o per la salute umana e animale,

·         la possibilità di coesistenza tra colture OGM e non-OGM

·         l'impatto economico-sociale della loro introduzione in aree rurali, soprattutto in paesi in via di sviluppo.

Fin dai primi esperimenti utilizzando le tecniche di ingegneria genetica negli anni '70, si è considerato che, accanto ai potenziali benefici che la nuova tecnica poteva offrire, avrebbero potuto comparire nuovi rischi difficilmente prevedibili allo stato delle conoscenze.

Già quando l'uso della tecnica era confinato all'ambiente del laboratorio, si temeva ad esempio che batteri normalmente innocui potessero trasformarsi in pericolosi per l'uomo a causa dell'introduzione in essi di geni della resistenza agli antibiotici,

o che li rendessero in grado di produrre tossine, o che li trasformassero in agenti cancerogeni .

Quando poi sono state sviluppate piante geneticamente modificate per uso alimentare, si sono profilati alcuni rischi specifici legati a questa applicazione, in particolare rischi ambientali e per la salute.

Un elenco di potenziali rischi da tenere in considerazione prima di diffondere nell'ambiente un OGM comprende:

 

LEGENDA  

Che cos'è un organismo? 
Un'entità biologica capace di riprodursi o di trasferire materiale genetico.

 Cos'è un organismo geneticamente modificato (OGM)? 
E' un organismo il cui materiale genetico è stato modificato, in modo diverso da quanto si verifica in natura, mediante incrocio o con la ricombinazione genetica naturale.

 Cosa significa "emissione deliberata"? 
Qualsiasi introduzione intenzionale nell'ambiente di un OGM o di una combinazione di OGM, senza aver usato barriere fisiche o barriere chimiche e/o barriere biologiche al fine di limitare il contatto degli stessi con la popolazione e con l'ambiente.

 Cosa si intende per valutazione del rischio ambientale? 
La valutazione del rischio, diretto o indiretto, immediato o protratto, per la salute umana e per l'ambiente, connesso con l'emissione deliberata o l'immissione sul mercato di OGM o prodotti contenenti OGM. 

 Cos'è un microorganismo geneticamente modificato (MOGM)? 
Un microorganismo il cui materiale genetico è stato modificato in un modo non naturale mediante moltiplicazione o ricombinazione naturale. 

 Cosa si intende per impiego confinato? 
Ogni attività nella quale i microorganismi sono modificati geneticamente o nella quale tali MOGM sono messi in coltura, conservati, trasportati, distrutti, smaltiti o altrimenti utilizzati, e per la quale vengono usate misure specifiche di contenimento al fine di limitare il contatto degli stessi con la popolazione e con l'ambiente. 


 Che cos'è l'ingegneria genetica? 
E' l'insieme delle tecniche che consentono di modificare le caratteristiche genetiche degli organismi.

 Che cosa sono le biotecnologie? 
Sono tecnologie che consistono nell'uso di organismi viventi allo scopo di produrre quantità commerciali di prodotti utili, oppure di migliorare alcune caratteristiche di piante ed animali. 

 Cos'è la bioetica? 
E' una disciplina sviluppata per studiare i problemi morali, giuridici e sociali relativi allo sviluppo delle "scienze della vita". 

 Perché ingegneria genetica e biotecnologie possono essere utili in agricoltura? 
Perché possono consentire di ottenere organismi geneticamente modificati piu' adatti per le esigenze dell'agricoltura e della zootecnia moderna. 

 Che cos'è la biodiversità? 
E' l'insieme di tutte le possibili combinazioni di geni che si trovano nelle specie animali e vegetali. Essa rappresenta un indispensabile "serbatoio genetico" che consente il mantenimento della vita sulla terra. 

 
 La biodiversità può essere influenzata negativamente dall'impiego di prodotti derivanti da procedimenti biotecnologici? 
Si, se le biotecnologie vengono utilizzate al di fuori di qualsiasi forma di controllo.

 Le colture transgeniche sono diffuse nel mondo? 
Si, e sono anche in rapida crescita. Nel 1996 gli ettari coltivati con colture geneticamente modificate ammontavano, nel mondo, a meno di 3 milioni; nel 1998 hanno raggiunto i 28 milioni e si prevede che nel 2000 superino i 60 milioni. 

 Quali sono i prodotti transgenici piu' coltivati? 
Piante transgeniche di colza, tabacco, soia, riso, cotone, patata, mais, zucca, pomodoro, sono autorizzate in Canada, USA, Giappone.

 La Cina coltiva da circa dieci anni pomodoro, tabacco, riso, angurie.

Anche i Paesi africani e la Bulgaria hanno avviato colture transgeniche.

La pianta transgenica piu' coltivata è la soia, con 15 milioni di ettari,

seguono il mais (8 milioni di ettari),

cotone e colza (2 milioni di ettari)

colture orticole (0,5 milioni di ettari).

 

In Italia, al momento, nessuna coltura transgenica è autorizzata per la coltivazione, se non a titolo sperimentale. Per ottenere l'autorizzazione alla libera coltivazione è necessario che la pianta sia iscritta al registro delle varietà vegetali e ciò può avvenire solo dopo specifica autorizzazione rilasciata dal Ministero delle politiche agricole. 

 

Le colture transgeniche resistenti ad insetti nocivi possono nuocere anche a quelli utili? 
Alcune varietà di piante transgeniche come, per esempio, il mais, vengono modificate introducendo nelle loro cellule geni del Bacillus Thuringensis in grado di produrre una tossina nociva per le larve della piralide, un insetto che provoca la distruzione del 20% del raccolto. L'Istituto di entomologia agraria dell'Università di Milano, su specifica richiesta del Ministero della sanità, ha effettuato uno studio, sia in campo che in laboratorio, per verificare eventuali effetti sugli insetti "non bersagllio" presenti nelle coltivazioni di mais transgenico. La ricerca condotta per tre anni in Veneto ed in Lombardia, con lo scopo di approndire le conoscenze sull'impatto ambientale del mais transgenico rispetto a quello tradizionale, ha fornito risultati rassicuranti dal momento che gli insetti "non bersaglio" non sono risultati danneggiati dalle nuove colture analizzate.
 

Quali sono i rischi per la salute umana?
Allergia e abbassamento delle difese immunitarie sono fenomeni già accertati in numerosi casi. Ma, poiché molti geni introdotti negli OGM a uso alimentare non sono mai stati consumati dagli animali o dall'uomo (es. gene di scorpione nelle patate, batterio nel mais), non è prevedibile la reazione dell'organismo che li consuma.

Quali sono i rischi per l'ambiente e per il nostro futuro?
Poiché gli OGM sono organismi del tutto nuovi, inesistenti in natura, la loro immissione nell'ambiente provoca reazioni impossibili da prevedere. Le piante geneticamente modificate resistenti a insetti ed erbicidi, ad esempio, rischiano di diffondersi incontrollatamente, sostituendosi alla vegetazione naturale, con effetti su tutta la catena alimentare che è invece il risultato di un lento processo avvenuto in milioni di anni.

Gli OGM possono essere una soluzione per la fame nel mondo?
No, soprattutto se si considera che a produrli sono quelle stesse multinazionali che, con lo sfruttamento delle risorse naturali, della manodopera e del lavoro minorile, schiacciano per il loro interesse economico le nazioni più deboli, soprattutto del terzo mondo. La fame nel mondo nasce dall'attuale impostazione economica e finanziaria. E' necessario quindi affrontare il problema della distribuzione delle risorse e dei consumi: il 20% della popolazione mondiale (gli abitanti dei "paesi ricchi") consuma l'80% delle risorse disponibili.

Possono gli xenotrapianti risolvere il problema della carenza di organi?
Gli xenotrapianti sono trapianti sulla specie umana di organi di animali "modificati" con inserimento di geni umani. Questa aberrante operazione può diffondere in maniera incontrollata nell'uomo virus presenti nell'animale, oltre che parte delle sue cellule: rischi enormi che vengono taciuti dalle multinazionali farmaceutiche, che in questo settore hanno investito ingenti capitali. 

In definitiva, a chi conviene la produzione di OGM?
Alle multinazionali (Monsanto, Novartis, Dupont...), che producono e vendono OGM anche per far aumentare il consumo di altri loro prodotti, come fertilizzanti, pesticidi e integratori alimentari.

Inoltre le sementi OGM progettate per produrre piante sterili (come il Terminator della Monsanto) costringono ogni anno i contadini a ricomprare i semi dalla multinazionale, che ne controlla e impone il prezzo.

L'azione delle multinazionali è compatibile con la democrazia dell'informazione e il diritto dei popoli?
E' risaputo che le multinazionali esercitano pressioni sugli scienziati, sui mezzi di informazione e addirittura sui governi, perché i loro prodotti con OGM vengano immessi sul mercato anche quando la loro dannosità per la salute umana è praticamente accertata (come per l'ormone della crescita bovina, rBGH, sviluppato da Monsanto per aumentare la produzione di latte, che provoca tumori, cisti alla tiroide e alla prostata).