Avaliação da segurança alimentar das toxinas Cry1Ia12 e Cry8Ha1 em mamíferos

Abstract

Com a aprovação do plantio de Organismos Geneticamente Modificados (OGM) no Brasil, e com a Lei de Biossegurança/2005, é importante que sejam ampliados e efetivados os estudos toxicológicos de proteínas que são expressas em cultivares transgênicas de interesse econômico, a fim de garantir a sua segurança alimentar para o consumo humano e animal. Os genes cry, denominados cry1Ia12 e cry8Ha1, isolados pelo nosso grupo de pesquisa, a partir de uma estirpe de Bacillus thuringiensis, estão sendo introduzidos em cultivares de algodão, com o intuito de gerar resistência ao ataque de insetos-praga, reduzindo dessa forma o uso indiscriminado de pesticidas, aumentando a qualidade dos produtos finais. No presente trabalho, as atividades desenvolvidas tiveram como foco a avaliação dos efeitos antinutricionais e/ou tóxicos, em mamíferos (ratos), das toxinas entomotóxica Cry1Ia12 e Cry8Ha1 em ensaios sub- crônico e agudo. Para isso, foi estabelecido e otimizado um sistema de expressão heteróloga e de purificação dessas entomotoxinas em larga escala. No ensaio sub- crônico, as toxinas Cry1Ia12 e Cry8Ha1 foram incluídas na dieta dos animais, na proporção de 100 mg/Kg de dieta, representando 0,1% da proteína total, e ofertadas durante 10 dias. Como proteína de referência ou padrão foi utilizada albumina da clara do ovo, por ser de alto valor biológico. Nenhum efeito adverso oriundo do consumo das proteínas teste foi observado nos animais, quando comparados àqueles que receberam a proteína padrão. Os diferentes parâmetros analisados compreenderam taxa de crescimento, ganho de peso, consumo de dieta, eficiência alimentar, balanço nitrogenado, utilização líquida de proteína (NPU), digestibilidade in vivo, valor biológico, peso seco relativo de órgãos internos e glândulas anexas, histologia do duodeno e bioquímica sanguínea. No ensaio agudo, as toxinas Cry1Ia12 e Cry8Ha1 foram administradas aos animais em jejum de 12 horas, com auxílio de uma sonda orogástrica, em dose única, encerrando 12 mg de proteína dissolvida em NaCl 0,15 M, calculada com base na quantidade total de proteína ingerida no experimento sub- crônico. Como controle foi utilizado apenas NaCl 0,15 M. A taxa de mortalidade dos ratos foi zero, não tendo sido detectada qualquer alteração de comportamento. Os resultados obtidos demonstraram a inexistência de efeitos antinutricionais e tóxicos em ratos após a administração das toxinas Cry1Ia12 e Cry8Ha1, evidenciando a segurança alimentar dessas proteínas e reforçando o seu potencial de utilização no desenvolvimento do algodão GM com resistência a insetos-praga. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The approval of Genetically Modified Organisms (OGM) in Brazil as well as the Biosafety Law/2005 demand the enlargement and effectiveness of toxicological analyses of proteins expressed is transgenic cultivars of economical interest. These analyses can guarantee its food security for the human and animal consumption. The cry genes, called cry1Ia12 and cry8Ha1 isolated by our research group, from a Bacillus thuringiensis ancestry, are currently being introduced in cotton cultivars, aiming the generating of the resistance against insect-pests attack. This strategy will decrease the indiscriminate use of pesticides improving the products quality. The research activities developed in the present work, focused the evaluation of antinutritional and/or toxic effects, of Cry1Ia12 e Cry8Ha1 entomotoxic in mammals (mice) using sub-chronic and acute bioassays. To accomplish that, an optimized heterologous expression system followed by a large scale step purification was carried out. For the sub-chronic bioassays, a proportion of 100 mg / Kg of the toxins Cry1Ia12 and Cry8Ha1 were included in the animals’ diet representing 0,1% of the total protein. This diet was offered to the mice during 10 days, and egg albumin was used as a protein standard due to its high biological value. No adverse effect was observed in the animals which consumed the test proteins when compared to those that received the control protein. The different analyzed parameters corresponding to growth tax, weight gaining, diet consumption, alimentary efficiency, nitrogen balance, liquid use of protein (NPU), digestion in vivo, biological value, relative dry weight of internal organs and enclosed glands, duodenum histology and sanguine biochemistry. In the acute bioassays, the toxins Cry1Ia12 and Cry8Ha1 were administered in a unique dose, using an orogastric probe to animals in 12 hours fast. These doses contained 12 mg of protein dissolved in NaCl 0,15 M and its calculations were based on the total amount of protein ingested in the sub-chronic experiments. A solution of NaCl 0,15 M was used as a control. The mice mortality rate was zero, and no behavior alteration was detected. According to the results, the toxins Cry1Ia12 and Cry8Ha1 did not show antinutritional and toxic effects for the mice. Thus, the alimentary biosafety of those proteins reinforce their potential use in the development of cotton GM with resistance against insect-pests.