Trigo genéticamente modificado sin gluten apto para pacientes celíacos

Los cereales son la fuente alimentaria más consumida y extendida actualmente, con el trigo ocupando el segundo lugar después del maíz [1]. A pesar de ser una fuente importante de calorías y proteínas, aproximadamente 1 de cada 100 personas en promedio sufre de celiaquía, una enfermedad autoinmune causada por reacción a las gliadinas (conjunto de proteínas que conforman el gluten) en el trigo, centeno y cebada [2]. Además, 5 de cada 6 casos (83%) no ha sido diagnosticado, o fue mal diagnosticado bajo otra condición [3].

El consumo de gluten en pacientes celiacos produce daño en el epitelio intestinal, dolor abdominal, diarreas, desnutrición y anemia, y retraso del crecimiento en niños. No existe tratamiento médico para esta enfermedad y la única solución para los pacientes celiacos es seguir dietas estricta libre de cereales con gluten, debiendo reemplazarlo por productos derivados del maíz o arroz – elevando el costo de su dieta en general [4].

La enfermedad celíaca es una enfermedad autoinmune genética grave que daña las vellosidades del intestino delgado e interfiere con la absorción de nutrientes de los alimentos.

Un enfoque para este problema es el desarrollo de una variedad de trigo sin gluten que permita a los celíacos comer pan, pasta y masas sin que afecte sus bolsillos ni el sabor del alimento. Para conseguirlo a través de mejoramiento tradicional, como el cruce, se enfrenta un obstáculo debido a que los genes que codifican las gliadinas son muchas, alrededor de 60, y se encuentran en 6 cromosomas distintos [5].

Sin embargo, un equipo de científicos españoles del, dirigidos por el Dr. Francisco Barro, del Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), eludieron este problema de complejidad al optar por una estrategia de modificación genética con ARN de interferencia, el cual permite silenciar (o apagar) los genes de las gliadinas independiente de su ubicación en el genoma. De esta forma se evita que las gliadinas se formen en el trigo.

El enfoque biotecnológico fue exitoso y en 2010 se logró producir líneas de trigo con muy bajos niveles de gliadinas que produjeron una reacción 95% menos tóxica que el trigo convencional en pruebas de laboratorio [6]. No solo se logró eliminar las gliadinas, sino que también aumentó el contenido de proteínas ricas en lisina y se mantuvieron las propiedades organolépticas de olor, sabor y textura comparables a la harina de trigo convencional.

En un estudio publicado por el mismo grupo de investigadores en 2014, se volvió a confirmar que las líneas de trigo bajas en gluten mostraban una calidad y propiedades organolépticas similares a la de la harina de trigo convencional. En esta ocasión un panel de catadores prefirió el pan elaborado con harina de trigo modificado bajo en gluten frente al pan elaborado con harina de arroz, y lo encontraron con una calidad similar al pan de trigo tradicional [7].

De izquierda a derecha: Panes (y rebanadas) de harina de trigo convencional; pan de  trigo modificado bajo en gliadinas; pan de harina de arroz.  Imagen: Barro et al, 2014.

Por otro lado, los análisis demostraron que con estas líneas de trigo bajo en gluten (97% menos de gliadinas) los pacientes celiacos pueden consumir entre 44 gr y 67 gr de pan elaborado con su harina sin ningún problema, lo cual equivale a entre 3 y 4 rebanadas de pan.

Ensayo clínico y comercialización

Para analizar el consumo y seguridad de este trigo antes de salir al mercado, el grupo de investigación ha llevado pruebas de laboratorio con ratones, y la siguiente fase en un ensayo clínico con pacientes celiacos. Se tenía planificado llevarlo a cabo en dos hospitales de la región de Andalucía, España, sin embargo, varios movimientos anti-transgénicos han llamado a los centros sanitarios implicados en el experimento para advertirles de supuestas consecuencias. Algunos incluso llamaron al Ministerio de Agricultura de España para averiguar dónde había plantado Francisco Barro su trigo transgénico. Dado estos antecedentes, se decidió que el ensayo clínico se llevará a cabo en el extranjero [8].

Por otro lado, Francisco Barro y su equipo enfrentarán otro obstáculo cuando quieran llevar este trigo sin gluten del laboratorio a nivel comercial: el restrictivo y burocrático sistema de aprobación de transgénicos en Europa. A pesar de que el cultivo transgénico fue desarrollado por una entidad pública española (que es dueña de la patente), con fondos del Estado, el complicado contexto europeo (reacio a nuevas aprobaciones de transgénicos) hace muy probable que este desarrollo se termine licenciando en el extranjero, en países con legislaciones más flexibles, como Estados Unidos, China o en Sudamérica. De hecho, quienes han demostrado mayor interés en comercializar este cultivo han sido empresas norteamericanas [9][10].

Diversos investigadores españoles han criticado situación, ya que como Europa importa grandes toneladas de grano transgénico desde otros continentes, es muy probable que a futuro España también importe harina elaborada con este trigo transgénico (desarrollado por españoles), en lugar de permitir que sus propios agricultores lo cosechen en sus campos.

Entrevista realizada por la Fundación Antama al Dr. Francisco Barro

Nuevos enfoques

Confiados en que los cultivos con bajo contenido de gliadinas tendrán su lugar en el mercado agrícola y alimentario, los consorcios de la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth (CSIRO) en Australia y Nueva Zelanda, además del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) están realizando modificaciones con nuevos métodos genéticos, genómicos y moleculares – distintos al silenciamiento génico que es regulado como transgenia.

CSIRO ya ha desarrollado cebada baja en gliadinas con métodos convencionales [11][12]. Además, se está analizando utilizar los nuevos métodos de edición de genoma como la técnica CRISPR u otras nucleasas, que pueden ser una forma de lograr el mismo resultado sin la inserción de vectores externos en la planta (como en el silenciamiento con ARN). Esto se verá potenciado por el creciente esfuerzo internacional para secuenciar los genomas complejos y variados del trigo. Sin embargo, la edición génica aún está sujeta a incertidumbre regulatoria en la mayoría de países.

Referencias:

1.- “World food situation: FAO cereal supply and demand brief”. Rome, Italy: United Nations, Food and Agriculture Organization. Abril, 2017. URL: http://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/en/

2.- Fasano, A; Catassi, C. (2012). Clinical practice. Celiac disease. The New England Journal of Medicine, 367 (25): 2419–26.

3.- Lionetti E, Gatti S, Pulvirenti A, Catassi C. (2015). Celiac disease from a global perspective. Best Practical and Research – Clinical Gastroenterolgy, 29 (3): 365–79.

4.- Stevens L, Rashid M. (2008). Gluten-free and regular foods: a cost comparison. Can J Diet Pract Res, 69 (3):147-50.

5.- Luis Rodrigo Amado Salvador Peña. 2014. Celiac Disease and Non-Celiac Gluten Sensitivity. Costa Rica, Omnia Publisher SL.

6.- Gil-Humanes J., Pistón F., Tollefsen S., Sollid L. M., Barro F. (2010). Effective shutdown in the expression of celiac disease-related wheat gliadin T-cell epitopes by RNA interference. Proc. Natl. Acad. Sci, 107, 17023–17028

7.- Gil-Humanes J, Pistón F, Altamirano-Fortoul R, Real A, Comino I, Sousa C, et al. (2014) Reduced-Gliadin Wheat Bread: An Alternative to the Gluten-Free Diet for Consumers Suffering Gluten-Related Pathologies. PLoS ONE 9(3): e90898.

8.- El País. Noviembre, 2016. “¿Pueden los transgénicos salvar el planeta?”. URL: http://elpaissemanal.elpais.com/documentos/transgenicos/#!/foto/1

9.- Biology Fortified, 2015. “Gluten-free GM wheat can help celiac patients”. URL: https://www.biofortified.org/2015/08/gluten-free-gm-wheat-can-help-celiac-patients/

10.- Scientific American, 2016. “¿Celebrará Europa la llegada del trigo transgénico para quienes no toleran el gluten?”. URL: https://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/celebrara-europa-la-llegada-del-trigo-transgenico-para-quienes-no-toleran-el-gluten/

11.- CSIRO. “Kebari™: The ultra-low gluten barley”. URL: https://www.csiro.au/en/Research/AF/Areas/Plant-Science/Wheat-barley/Kebari-barley

12.- Tanner, G. J., Blundell, M. J., Colgrave, M. L. and Howitt, C. A. (2016). Creation of the first ultra-low gluten barley (Hordeum vulgare L.) for coeliac and gluten-intolerant populations. Plant Biotechnology Journal, 14: 1139–1150