04 - Genética e Biologia Molecular

Organismos Geneticamente Modificados – os OGMs

Muitos organismos diferentes já foram modificados para expressar proteínas exógenas de interesse, relacionadas com vários aspectos do crescimento, maturação, medicina, nutrição e controle de pragas.(O conteúdo deste tópico foi adaptado da apostila do curso Biologia Molecular para Licenciatura – BIO 044, do Intituto de Biociências - Universidade de São Paulo).

Para saber mais, acesse 'Transgênicos'.

I. Crescimento e Maturação

I.1. Um Peixe de Crescimento mais Rápido: o Salmão do Atlântico

Obteve-se um crescimento acelerado do Salmão (3-4,5 kg em 14 meses), como resultado da introdução de material genético de duas outras espécies de peixes nas ovas do salmão do Atlântico. Isso permitiu que o hormônio de crescimento fosse produzido continuadamente, enquanto no peixe selvagem ele só é produzido nos meses de verão. Com isso, os peixes crescem durante o ano todo. Esse salmão de crescimento rápido pode ajudar a reduzir os custos de produção. O uso desta técnica também em outros peixes poderia também resultar em economia para os consumidores, especialmente, em países pobres que precisam de fontes baratas de proteína. Quem teme os transgênicos pergunta se os peixes transgênicos são mesmo seguros para o consumo humano; e quais poderiam ser as consequências se esses animais escapassem dos criadouros e entrassem em contato com os peixes convencionais. No entanto, o salmão transgênico ainda não está à venda em nenhuma parte do mundo. Mas seus criadores dizem que os peixes estão prontos para o consumo.

I.2. Uma Grama que Requer Menos Manutenção

Uma grama que cresce em ritmo mais lento do que as convencionais está sendo desenvolvida por empresas interessadas. Grama com crescimento lento precisa ser cortada menos vezes ao longo do mesmo período de tempo, resultando em economia de trabalho e custo energético. Já os críticos temem que o pólen dessa grama possa, por exemplo, fecundar a grama selvagem e reduzir seu crescimento em florestas e bosques – o que não é desejável.

I.3. Um Morango de Maturação Lenta

A maioria das frutas e vegetais é colhida antes de estar madura. Isso é bom para o transporte e para a durabilidade na prateleira dos mercados, mas é ruim para o sabor. Pesquisadores descobriram como controlar o gene que produz o hormônio responsável pelo amadurecimento das frutas. Caso aprovado para consumo, morangos, abacaxis e outras frutas e vegetais poderão amadurecer mais lentamente, ter uma vida de prateleira mais longa e um sabor ainda melhor.

I.4. Um Eucalipto com Maior Produção de Celulose

O Brasil é o maior produtor mundial de celulose de eucalipto, utilizada na fabricação de papel. Para aumentar a competitividade do produto brasileiro, a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz/USP, em parceria com a Suzano Papel e Celulose, está desenvolvendo pesquisas para aumentar o rendimento da fotossíntese no eucalipto e, assim, a sua produtividade. O objetivo é aumentar a capacidade de absorção de energia solar pelas folhas, e como consequência aumentar a produção de madeira de eucalipto para o processo industrial.

II. Uso Médico

II.1. Vacinas e Remédios Plantados

Fazendas podem vir a substituir as fábricas na produção de alguns medicamentos: batata que produz remédio contra cirrose hepática; arroz que produz droga contra a fibrose cística; tomate que produz medicamento para diminuir a pressão sanguínea. Tudo isso está em fase de pesquisa. Até a banana pode ser usada como vacina, transformada em purê, embalada em pequenos potes e testada quanto à dosagem. As vacinas derivadas de plantas para a hepatite B e contra um vírus que causa gastroenterite já foram testadas e podem chegar ao mercado nesta década. Vacinas contra hepatite, cólera, raiva, malária e gripe viriam em seguida. Quem é a favor chama a atenção para o fato de que sintetizar medicamentos em plantas transgênicas é mais barato do que utilizar os métodos de produção disponíveis hoje em dia. Além disso, essas drogas podem ser mais puras e seguras. Esses medicamentos também seriam mais fáceis de transportar e armazenar (dispensariam refrigeração, por exemplo). Quem não quer os transgênicos diz que essas plantas poderiam liberar grandes quantidades de produtos farmacêuticos no ambiente e ser comidas por animais. Ou que as plantas poderiam ser arrastadas por tempestade para reservatórios de água. As drogas poderiam alcançar os alimentos dos seres humanos, pela mistura acidental de produtos vegetais ou por meio de pólen em áreas vizinhas às de cultivo, possibilitando a reprodução cruzada com outras plantas aparentadas.

II.2.Porcos Doadores de Órgãos

Estima-se em 60 mil o número de brasileiros que esperam por um transplante. Alguns cientistas acreditam que a falta de órgãos para transplante poderia ser reduzida, ou até solucionada, com o uso de corações, fígados e rins de porcos, que têm tamanho muito semelhante aos de seres humanos e, além disso, são fáceis de criar. Para evitar que nosso organismo rejeite os órgãos de porcos, é necessário alterar os genes dos animais para que nosso sistema imunológico não os reconheça como estranhos. O problema está em que os porcos têm vírus que poderiam, por mutações e seleção, se adaptar e contaminar os seres humanos. Por isso, agora as pesquisas se concentram no estudo desses vírus para garantir a segurança dos futuros xenotransplantes (o termo xenotransplante é empregado para o transplante de células, tecidos ou órgãos de uma espécie para outra. Por exemplo: o transplante do coração de um porco ou macaco para o homem.).

II.3. O Rico Leite de Cabra

A idéia de alterar genes de cabras para que o leite delas secrete proteínas úteis à medicina é alvo de mais de 50 experiências, algumas delas já bem sucedidas. No Brasil, pesquisadores da Universidade Estadual do Ceará (UECE), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e da Academia de Ciências da Rússia criaram a primeira cabra transgênica nacional. Ela produz em seu leite o Fator Estimulante de Colônias de Granulócitos humano (hG-CSF). O hG-CSF é útil em várias situações: por exemplo, para prevenir a diminuição de glóbulos brancos do sangue que acontece quando alguém é tratado com quimioterapia ou radioterapia; também para estimular a produção de células do sangue em quem sofre transplante de medula óssea; ou ainda como ajuda no tratamento de diversas doenças relacionadas a deficiências imunológicas. No mercado internacional, 1g da proteína fabricada em laboratório custa entre 200 e 2.000 reais; enquanto a mesma quantidade da proteína produzida por cabras transgênicas custa entre 20 e 50 reais.

II.4. Mosquitos sem Parasita

Todos os anos, 1 a 3 milhões de pessoas morrem de malária e 500 milhões são infectadas pelo parasita transmitido pelo mosquito Anopheles. Se pudéssemos produzir mosquitos transgênicos incapazes de se contaminar com o parasita e, portanto, de transmiti-lo; e se pudéssemos introduzi-los nos habitats do Anopheles, então, talvez fosse possível controlar a malária. Mas a pesquisa esbarra em dificuldades: entre elas, prever em laboratório o que acontecerá quando os insetos de laboratório se encontrarem com os mosquitos de vida livre. Os críticos argumentam que os Anopheles geneticamente modificados podem causar novas doenças; e defendem a busca de alternativas para controlar a malária.

III. Nutrição

III.1. Um Arroz Dourado

A cada ano, mais de um milhão de pessoas morrem e 500 mil ficam cegas porque suas dietas são deficientes em vitamina A. A engenharia genética pode ajudar a diminuir esse problema com a modificação do arroz, que é o alimento primário em muitos países. A inserção de genes transplantados de narcisos silvestres e bactérias no arroz resultou no “arroz dourado”, cujos grãos amarelos contêm betacaroteno, uma fonte de vitamina A. Os defensores dos organismos geneticamente modificados afirmam que substituir o arroz branco pelo dourado poderia preservar a visão de milhares de pessoas. Os críticos dizem que o arroz dourado não é capaz de resolver o problema da falta de vitamina A para quem mais precisa. Eles acreditam que, em vez de distribuir arroz geneticamente modificado, o que se deveria fazer é auxiliar as pessoas a plantar outros vegetais ricos em vitamina A (como couve, brócolis, manga, mamão, beterraba) ou fornecer arroz integral, que ofereceriam mais benefícios nutricionais do que o arroz dourado. Combinar os recursos seria uma boa alternativa: cultivar o arroz dourado com a introdução de novas culturas ricas em vitamina A.

III.2. Óleos Vegetais Mais Saudáveis

As gorduras saturadas aumentam o risco de entupimento das artérias e de doença das coronárias, que causam ataques do coração. Assim, as sementes produtoras de óleo como a soja, o milho e a canola estão sendo modificadas geneticamente para conter menos gordura saturada. Elas também estão sendo alteradas para resistir a temperaturas mais altas, para que possam substituir gorduras animais menos saudáveis na cozinha e para conter mais vitaminas. No entanto, os óleos melhorados ainda contêm a mesma quantidade de gordura total, o que contribui para a obesidade e outros problemas de saúde.

III.3. Alface Vitaminada

O ácido fólico é uma das vitaminas do complexo B – a vitamina B9. Esse composto químico é necessário para a formação de certas proteínas de que o corpo humano precisa como, por exemplo, a hemoglobina do sangue. O nosso organismo não fabrica ácido fólico; para ter acesso a ele, precisamos incluí-lo em nossa dieta. A fonte mais comum de vitamina B9 são as verduras de folhas verde-escuras. Ocorre que, quando cozinhamos as verduras ou quando elas são processadas pela indústria, há grande possibilidade de a vitamina B9 ser destruída. A deficiência de acido fólico é um problema mundial; e uma de suas consequências são as anemias. No Brasil, a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia desenvolve uma alface fortificada, com alto teor de vitamina B9. Como a alface é consumida in natura na maior parte do mundo, o consumo da alface geneticamente fortificada poderá reduzir o efeito da deficiência de acido fólico na dieta humana.

III.4. Soja com Menos Fósforo

O fitato é uma fonte do elemento químico fósforo, muito necessário para o crescimento de grãos usados na alimentação. No entanto, seres humanos e animais ruminantes (como os bovinos, principalmente) não digerem bem o fitato. O excesso de fósforo é, então, excretado nas fezes, o que causa problemas ao ambiente. A soja transgênica com baixo teor de fitato, desenvolvida pela Embrapa Biotecnologia e Recursos Humanos, é importante do ponto de vista agronômico e nutricional.

IV. Resistência e tolerância

IV.1. Milho Bt: Pesticida Embutido (milho com o gene da bactéria Bacillus thuringiensis)

Em todo o mundo, 1 em cada 25 pés de milho é destruído a cada ano pela Lagarta Europeia do Milho. Isso significa uma perda de 20 milhões de toneladas de milho. Assim que penetra no caule, a lagarta fica fora do alcance dos pesticidas e a planta, vulnerável a fungos. Para combater o ataque das lagartas, uma bactéria normalmente encontrada no solo, a Bacillus thuringiensis, é borrifada na plantação. Essa bactéria produz uma toxina (toxina Bt) que mata a lagarta. No entanto, ela também mata outros insetos que não são pestes para a agricultura. Pesquisadores transplantaram o gene da toxina Bt para o milho. Assim, a planta produz a toxina do bacilo. Com isso, ao comer a planta, as lagartas morrem, enquanto outros insetos que não se alimentam da planta, não são afetados. Um quarto de todo o milho plantado atualmente nos EUA é geneticamente modificado para produzir a toxina Bt. Os defensores observam que, além da diminuição do prejuízo pelo ataque de lagartas e de não afetar outros insetos, há a diminuição na pulverização de agrotóxicos, preservando a saúde do agricultor e economizando água e combustível. O argumento contrário afirma que o impacto do milho Bt sobre o ambiente ainda deve ser discutido. Além disso, os críticos acreditam que a exposição contínua poderia tornar as pragas resistentes às toxinas Bt, mesmo no uso de forma tradicional por agricultores orgânicos. Assim, em vez de entrar em uma corrida de alta tecnologia contra as pragas, alguns argumentam que deveríamos controlá-las com outros métodos, como cultivar junto diversas espécies de plantas e adotar rodízio de culturas.

Em 1999, um estudo com algumas lagartas de borboleta monarca mostrou que elas foram afetadas quando forçadas a se alimentar de folhas pulverizadas com pólen do milho Bt. Esse resultado alarmou o público, principalmente nos EUA, onde o milho Bt é abundante. Para descobrir se as monarcas estavam ou não em risco, o serviço de pesquisa do Ministério da Agricultura dos EUA organizou um grupo de cientistas para realizar mais experimentos. Esse conjunto de estudos, publicados em 2001, levaram o governo dos EUA a considerar que o Bt não é uma ameaça para as borboletas monarca. Mesmo assim, há mais estudos sendo realizados, para que se obtenha ainda mais certeza sobre o assunto.

IV.2. Soja Tolerante a Herbicida

Mais de dois terços da produção norte-americana e 40% da área plantada de soja no Brasil é transgênica, modificada para ser tolerante a herbicidas. Isso significa que o agricultor pode espalhar herbicida sem afetar os pés de soja. Culturas com essa característica reduzem custos de produção. Os críticos alegam que a soja transgênica disponível hoje não traz benefícios ao consumidor.

IV.3. Feijão Resistente a Vírus

A produção brasileira de feijão ainda não atende ao consumo interno. Uma das principais razões para isso é a praga chamada mosaico dourado, causada pela infestação de um vírus. O mosaico dourado ataca especialmente as plantações de feijão que produzem no início do ano. O que acontece no Brasil se repete na América Latina: a doença causa perdas de 40 a 100% na produção de feijão. Um feijão transgênico com alta resistência ao vírus do mosaico dourado foi desenvolvido pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia e já está em fase de teste no campo.

IV.4. Trigo Resistente à Seca

Basta olhar para o mapa mundi para constatar que parte considerável do planeta consiste de áreas semiáridas ou desérticas, onde não é possível cultivar quase nada. Além disso, a agricultura consome quantidades enormes de água, recurso cada vez mais escasso. Por isso, várias empresas e centros de pesquisa estão desenvolvendo diversas plantas transgênicas resistentes à seca. Uma dessas plantas é o trigo desenvolvido pelo Centro Internacional de Melhoramento do Trigo e do Milho, uma organização sem fins lucrativos, sediada no México, que desenvolve trigo e milho exclusivamente para países pobres. Os pesquisadores do Centro introduziram no trigo um gene da Arabdopsis thaliana, resistente à seca. O trigo transgênico consegue sobreviver por 15 dias sem água, justamente no período mais crítico do plantio, logo após a germinação. Sementes resistentes à seca poderão, além de economizar água na agricultura, mudar a vida de populações carentes que vivem em regiões atingidas pela seca, como é o caso do semiárido nordestino.

TEMAS PARA DISCUSSÃO

Os Alimentos Modificados Geneticamente são Seguros? Quais são os Riscos Potenciais?

Componentes que causam alergias são o perigo potencial de todos os alimentos, inclusive dos transgênicos. Por exemplo, durante testes, a soja modificada com genes da castanha do Pará provocou alergia em parte das pessoas que as consumiram. Como resultado, não foi colocada no mercado. As interações entre os genes são muito complexas e pouco compreendidas. Os tomateiros geneticamente modificados para produzir mais caroteno, por exemplo, inesperadamente ficaram anões. Resultados como este apontam para riscos desconhecidos.

Testes de Segurança

Os alimentos geneticamente modificados são menos seguros do que os outros? Não necessariamente. O melhoramento genético convencional cria novas variedades, expondo sementes à radiação e a produtos químicos que induzem mutações genéticas, muitas vezes de resultados imprevisíveis. Nos transgênicos, porém, a mudança no DNA é controlada com mais precisão. Alguns dizem que os alimentos modificados devem ser mantidos em um padrão mais alto de segurança porque contêm combinações de genes, que nunca ocorreriam na natureza e poderiam criar perigos totalmente novos. Outros dizem que a abordagem mais segura é testar todos os novos produtos alimentícios, inclusive os convencionais.

Os alimentos devem ser rotulados?

Os países europeus, o Japão e a Austrália exigem a rotulagem dos alimentos geneticamente modificados. No Brasil, exige-se também a rotulagem (um triângulo amarelo com um “T” no meio) quando a quantidade de produto de origem transgênica ultrapassa 1%. Nos Estados Unidos, poucos produtos são rotulados. Quem argumenta a favor do uso de transgênicos diz que a rotulagem afastará as pessoas desses produtos; e, com isso, prejudicará fazendeiros, consumidores e o ambiente. Os adversários argumentam que a rotulagem é necessária porque talvez esses produtos não sejam totalmente seguros e, assim, permite aos consumidores o direito de escolha. A questão da rotulagem dos alimentos elaborados a partir de transgênicos exigiria mantê-los separados dos alimentos não modificados, em todos os estágios do cultivo e de processamento: campos separados, caminhões separados, silos separados etc. O rastreamento dos produtos com transgênicos, desde as sementes até os supermercados, exigiria uma burocracia onerosa e demorada. Além disso, decidir quais produtos devem ser rotulados também não é uma questão simples. Devemos rotular os refrigerantes que contêm melaço à base de milho geneticamente modificado? E a carne procedente de porcos alimentados com soja modificada? E o queijo, o pão e a cerveja fabricados com enzimas oriundas de bactérias modificadas, que consumimos há tanto tempo? Alguns ingredientes altamente processados, provenientes de plantas geneticamente modificadas, como o açúcar, o melaço de milho e os óleos vegetais, podem não conter material detectável proveniente de transgênicos. Na Europa, qualquer alimento com mais de 1% de ingredientes geneticamente modificados tem de ser rotulado, mesmo que os testes químicos não consigam detectá-los. No Brasil, a exigência é a mesma, mas ainda não vem sendo cumprida.

Quem se beneficiará?

A modificação genética das plantas e dos animais beneficiará a todos, dizem os que não vêem malefício nela, pois reduziria o custo dos medicamentos, dos alimentos e de outras culturas. No caso dos medicamentos, isso já acontece. É o caso da insulina humana produzida por bactérias, nas quais foi inserido o gene humano correspondente e do hormônio do crescimento. Até poucos anos atrás, crianças que precisavam de tratamento para crescer dependiam de pessoas que tivessem autorizado o uso de suas glândulas pituitárias após sua morte. Hoje esse hormônio é produzido por engenharia genética e um número bem maior de pessoas pode receber o tratamento. Com plantas transgênicas, pode-se aumentar as safras, facilitar o cultivo, reduzir custos, economizar recursos naturais (como a água) e melhorar os índices nutricionais no mundo todo. Os críticos afirmam que os organismos geneticamente modificados não beneficiarão os pobres. Segundo eles, o custo do desenvolvimento e dos testes de novos produtos vai impedir o acesso dos mais pobres à tecnologia. Os novos medicamentos e alimentos, dizem, poderiam simplesmente aumentar as diferenças em matéria de atendimento médico e de nutrição já existentes entre países ricos e países pobres. Os críticos também argumentam que a indústria irá ignorar as necessidades dos pobres, concentrando suas iniciativas nas chamadas commodities, como soja ou milho, produzidas em grandes quantidades e negociadas nas bolsas de mercadorias internacionais. Mas há pesquisadores não ligados à indústria, em universidades e centros de pesquisa, que trabalham com produtos básicos para a população local, produzidos em pequena escala. É o caso do feijão no Brasil (Embrapa), grão-de-bico e berinjela na Índia e mandioca na África do Sul.

Patentes e Direitos de Propriedade

As leis sobre propriedade intelectual variam de país para país; em geral, obrigam ao pagamento de royalties por produtos patenteados. A patente protege uma invenção por certo período de tempo e tem o objetivo de incentivar a criação de produtos novos. No caso de produtos que podem beneficiar conjuntos grandes de pessoas, em especial pessoas pobres, o exercício do direito de cobrar pelo uso de uma patente tem sido contestado. A questão dos direitos intelectuais de propriedade se tornará ainda mais premente quando a produção de alimentos e medicamentos de alta tecnologia depender ainda mais das patentes sobre animais e plantas. Na China, estima-se que o algodão Bt economize 150 reais por acre em pesticidas. Além disso, segundo as empresas de sementes transgênicas, a introdução do algodão Bt reduziu em 75% os casos de intoxicação por agrotóxicos entre os agricultores do país. As sementes de algodão Bt são caras – inclusive por que quem as compra paga direitos de propriedade intelectual para quem as inventou. Isso leva os agricultores a piratearam sementes: ao invés de comprarem a semente transgênica da empresa, utilizam as que plantaram e colheram.

Potenciais Problemas Relacionados à Contenção

Segundo os críticos, seriam imprevisíveis as consequências se peixes transgênicos escapassem de criadouros ou se o pólen de uma planta transgênica fertilizasse uma planta convencional em sua vizinhança. Os organismos transgênicos podem ser mais resistentes que as espécies selvagens, por exemplo; por isso, com o tempo, acabariam por substituí-las, extinguindo-as. Na prática, dizem os defensores, pode-se evitar que as espécies cultivadas convivam com variedades selvagens; além disso, a vantagem de um transgênico (por exemplo, resistir a um pesticida) só se efetiva na presença do pesticida. Como não há pesticida fora da plantação, argumentam, não haveria nenhuma desvantagem, nem a possibilidade de substituição da espécie selvagem pela espécie transgênica.

Alguns especialistas propuseram então que só fossem produzidos plantas e animais transgênicos estéreis, incapazes de se reproduzir, o que eliminaria os riscos do escape. A proposta provocou tanta polêmica que as empresas do setor se comprometeram a não prosseguir com pesquisas nesse sentido. Os críticos dizem que essa estratégia prejudicaria os agricultores pobres, pois grãos estéreis não poderiam ser usados para o plantio da safra seguinte. Os defensores retrucam que só aqueles que praticam agricultura de subsistência ainda plantam os grãos que colhem.

Os transgênicos e a Sociedade

A sociedade está dividida em relação aos transgênicos. Os argumentos a favor do uso da biotecnologia na agricultura têm sua base na maior produtividade – mais produção com gasto igual ou menor. Isso é vital para o futuro do homem, pois a população humana não para de crescer. Os argumentos contrários apontam a incerteza sobre os efeitos a longo prazo do cultivo e do consumo desses alimentos para animais e seres humanos. Entretanto, a indústria da biotecnologia afirma que há OGMs em uso na agricultura desde 1994; e até agora efeitos malignos não foram detectados. Além disso, testes minuciosos devem ser realizados antes que um novo produto chegue a ser comercializado. Para um transgênico chegar ao mercado, são necessários 10 a 12 anos de estudos.

As práticas de armazenagem e transporte de alimentos também trazem controvérsias. Por razões de produtividade, é melhor para o comércio não distinguir entre grãos convencionais e grãos transgênicos. Mas não distinguir, dizem os contrários aos transgênicos, fere o direito do consumidor de saber o que está consumindo. Daí a rotulagem ter se tornado obrigatória em vários países. No Brasil, por exemplo, a indústria é obrigada a informar, na embalagem dos alimentos, os que contêm mais de 1% de origem transgênica.