Mito 1.4: La cisgénesis es una variante segura de la ingeniería genética, porque no implica el uso de genes de otra especie

Mito: La cisgénesis es una variante segura de la ingeniería genética, porque no implica el uso de genes de otra especie

Realidad: La cisgénesis comparte muchos de los riesgos asociados con la ingeniería genética transgénica.

El mito en unas líneas: 

La cisgénesis (a veces denominada intragénesis) es un tipo de ingeniería genética que implica la transferencia artificial de genes entre organismos de la misma especie, o muy emparentados, que podrían haberse cruzado de forma convencional.

La cisgénesis se presenta como un método más seguro y públicamente aceptable que la ingeniería genética transgénica, en la que lo que se introduce en el organismo huésped es un cassette génico que porta un gen de un organismo no emparentado.

Sin embargo, en la cisgénesis, el cassette génico seguirá conteniendo elementos del ADN de otros organismos no emparentados, como bacterias y virus.

La cisgénesis es igual de mutagénica que la transgénesis, y los cisgenes pueden tener los mismos efectos de alteración que los transgenes sobre el genoma, la expresión génica y una serie de procesos que operan a nivel de las células, los tejidos y el organismo al completo.

Por tanto, los OMG (organismos modificados genéticamente) cisgénicos comparten la mayoría de los riesgos para la salud y el medio ambiente que suponen los OMG transgénicos, y los experimentos que se han llevado a cabo confirman que la cisgénesis puede conllevar importantes cambios imprevistos en la planta.

La cisgénesis, denominada en ocasiones intragénesis, es un tipo de ingeniería genética que implica la transferencia artificial de genes entre organismos de la misma especie, o muy emparentados, que podrían haberse cruzado de forma convencional. Por ejemplo, se ha desarrollado una patata MG (modificada genéticamente) cisgénica diseñada para resistir el mildiu, utilizando un gen procedente de una patata silvestre.[1]

Sus defensores afirman que la cisgénesis es más segura que la transgénesis, ya que supuestamente implica la transferencia de material genético sólo entre miembros de la misma especie y no se introduce ningún gen externo.[2 3] Algunos científicos piden la desrregulación total de las plantas cisgénicas, alegando que no suponen ningún riesgo adicional respecto a las plantas mejoradas de forma convencional.[4 5 6]Sus promotores también esperan que los cisgénicos superen el rechazo público a la ingeniería genética. Un artículo en la página web pro-ingeniería genética Biofortified, "Cisgénicos - transgénicos sin el transgén", afirma sin rodeos el valor en cuanto a relaciones públicas de los cisgénicos: "El propósito principal es aplacar la opinión pública mal informada utilizando tecnologías inteligentes para circunvalar las tradicionales críticas sin fundamento a la biotecnología".[7]Sin embargo, la cisgénesis sigue implicando muchos de los riesgos asociados con la ingeniería genética transgénica, por las siguientes razones.

1. No existen OMG verdaderamente cisgénicos

La palara "cisgénico" (que significa "mismo origen") implica que sólo se están manipulando genes dentro del genoma de la misma especie o de especies muy emparentadas. Sin embargo, nunca se ha creado ni es probable que se cree un OMG que sólo utilice ADN de su propia especie. Parte de la información genética del supuesto organismo cisgénico sí que viene de la misma especie, lo que permitiría suponer que podría haber una menor probabilidad de resultados impredecibles.

Sin embargo, aunque es posible aislar un gen del maíz, por ejemplo, y volverlo a introducir en el maíz, este no sería un proceso puramente cisgénico. Para poder volver a introducir el gen en el maíz, es necesario unirlo a otras secuencias, al menos de bacterias, y posiblemente también de virus, otros organismos (potencialmente de una especie diferente) e incluso ADN sintético.[8 9]

Por tanto la transferencia genética "cisgénica" inevitablemente utiliza secuencias extrañas para el organismo receptor. Es decir, que "cisgénico" de hecho significa "parcialmente transgénico". La imprevisibilidad y el riesgo del cruce de información genética entre especies no consigue evitarse.

Por ejemplo, las plantas cisgénicas desarrolladas por Rommens y sus colaboradores, que sostienen haber llevado a cabo "las primeras plantas modificadas genéticamente que sólo contienen ADN nativo", se produjeron utilizando modificación genética mediada por la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens - un organismo de una especie diferente.[10]

2. Los OMG cisgénicos utilizan las mismas técnicas mutagénicas de transformación que los OMG transgénicos

Las plantas cisgénicas se crean utilizando las mismas técnicas de transformación altamente mutagénicas[11] utilizadas para crear otras plantas transgénicas.[12] El proceso de inserción de cualquier fragmento de ADN, ya sea cisgénico o transgénico, en un organismo a través del proceso de transformación implica riesgos (ver Mitos 1.1, 1.2). La inserción se lleva a cabo de forma incontrolada y tiene como resultado al menos un evento de mutación insercional dentro del ADN del organismo receptor. El evento insercional interrumpirá una secuencia dentro del ADN del organismo, y podría interferir con cualquier función natural llevada a cabo por este ADN. Por ejemplo, si la inserción tiene lugar en mitad del gen, la función de este se verá probablemente destruida, por lo que el organismo perderá la función proteica que el gen codifica, con posibles consecuencias negativas para los procesos de la célula y el organismo.

Aunque el gen principal del cassette génico MG pueda ser cisgénico, el cassette se insertará en todos los casos de forma aleatoria en el genoma del organismo receptor, esto es, en un sitio diferente a su localización "natural". La localización en la que se inserta el cassette influirá en la estructura del genoma, lo cual puede tener consecuencias sobre la expresión de genes en toda la región genómica de forma impredecible. Es más, las secuencias reguladoras contenidas en el cassette génico MG podrían tener efectos impredecibles sobre la expresión de genes cercanos.

Además, la cisgénesis, al igual que la ingeniería genética transgénica, implica invariablemente la utilización de procedimientos de cultivo de tejidos, que tienen efectos mutagénicos a gran escala sobre el ADN de la planta receptora.

Datos experimentales que señalan que la cisgénesis podría ser tan impredecible como la transgénesis

Para argumentar a favor de reducir la presión regulatoria sobre las plantas cisgénicas, Schouten y sus colaboradores (2006) alegan que, a diferencia de la mejora de plantas transgénicas, la cisgénesis no añade un rasgo adicional, y que existe una "equivalencia de productos resultantes de la cisgénesis y la mejora tradicional, incluida la mejora mediante mutagénesis".[5]

Sin embargo, estas afirmaciones han sido cuestionadas por una serie de experimentos que utilizaban la planta modelo Arabidopsis thaliana, [13 14 15 16] en los que se estudiaba si la introducción de un cisgén implica la aparición de nuevos caracteres imprevistos. También se perseguía buscar diferencias entre distintos métodos de mejora, comparando plantas en las que se utilizó ingeniería genética con otras en las que se utilizaba mejora "convencional" mediante mutagénesis química para introducir un rasgo idéntico sobre una base genética idéntica. El rasgo que se introdujo deliberadamente fue una resistencia a herbicidas.

Los resultados mostraron que la introducción del rasgo mediante cisgénesis podía dar lugar a plantas que diferían de formas notables e imprevisibles respecto a sus equivalentes mejorados convencionalmente. Las diferencias observadas poseían implicaciones agronómicas y ecológicas importantes para las variedades comerciales.[9]

Algunas de estas diferencias eran:

Los niveles de alogamia fueron más altos en todas las líneas MG portadoras del cisgén en comparación a las plantas mejoradas convencionalmente.[15]

Al cultivarse en el campo, tanto las plantas MG como las resistentes a herbicidas mejoradas convencionalmente mostraron una reducción en el número de semillas en comparación con los parentales susceptibles a herbicidas. Sin embargo, al añadir nutrientes a las plantas en cultivo, sólo las plantas transgénicas siguieron mostrando una reducción en su capacidad de propagación. [3 14]

Estos resultados no coinciden con las afirmaciones realizadas por Schouten.[5] Muestran, por el contrario, que un cisgén puede introducir importantes e imprevisibles cambios en una planta.

Conclusión: 

La cisgénesis es transgénesis con otro nombre. Los OMG cisgénicos presentan la mayoría de los riesgos atribuibles a los OMG transgénicos. El cassette génico que se desarrolla para transferir un cisgén también incluirá secuencias de ADN de al menos otra especie, y por tanto el cassette génico en su conjunto será transgénico. Además, la cisgénesis implica el cultivo de tejidos, un proceso altamente mutagénico. La única diferencia entre cultivos cisgénicos y transgénicos es la elección del organismo del que se obtiene el gen de interés principal. Los experimentos confirman que la cisgénesis puede ocasionar importantes cambios imprevistos en la planta.

Referencias: 

1. Jones JDG, Witek K, Verweij W, et al. Elevating crop disease resistance with cloned genes. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 2014;369(1639):20130087. doi:10.1098/rstb.2013.0087.

2. Rommens CM. Intragenic crop improvement: Combining the benefits of traditional breeding and genetic engineering. J Agric Food Chem. 2007;55:4281-8. doi:10.1021/jf0706631.

3. Rommens CM, Haring MA, Swords K, Davies HV, Belknap WR. The intragenic approach as a new extension to traditional plant breeding. Trends Plant Sci. 2007;12:397-403. doi:10.1016/j.tplants.2007.08.001.

4. Schouten HJ, Krens FA, Jacobsen E. Cisgenic plants are similar to traditionally bred plants. EMBO Rep. 2006;7(8):750-753. doi:10.1038/sj.embor.7400769.

5 Schouten HJ, Krens FA, Jacobsen E. Do cisgenic plants warrant less stringent oversight? Nat Biotechnol. 2006;24(7):753-753. doi:10.1038/nbt0706-753.

6. Viswanath V, Strauss SH. Modifying plant growth the cisgenic way. ISB News. 2010.

7. Folta K. Cisgenics – transgenics without the transgene. Biofortified. 2010. Disponible en: http://www.biofortified.org/2010/09/cisgenics-transgenics-without-the-transgene/.

8. Rommens CM. All-native DNA transformation: a new approach to plant genetic engineering. Trends Plant Sci. 2004;9(9):457-464. doi:10.1016/j.tplants.2004.07.001.

9. Wilson A, Latham J. Cisgenic plants: Just Schouten from the hip? Indep Sci News. 2007. Disponible en: http://www.independentsciencenews.org/health/cisgenic-plants/.

10. Rommens CM, Humara JM, Ye J, et al. Crop improvement through modification of the plant’s own genome. Plant Physiol. 2004;135(1):421-431. doi:10.1104/pp.104.040949.

11. Schubert D, Williams D. “Cisgenic” as a product designation. Nat Biotechnol. 2006;24(11):1327-1329. doi:10.1038/nbt1106-1327.

12. Wilson AK, Latham JR, Steinbrecher RA. Transformation-induced mutations in transgenic plants: Analysis and biosafety implications. Biotechnol Genet Eng Rev. 2006;23:209–238.

13. Bergelson J, Purrington CB, Palm CJ, Lopez-Gutierrez JC. Costs of resistance: A test using transgenic Arabidopsis thaliana. Proc Biol Sci. 1996;263:1659-63. doi:10.1098/rspb.1996.0242.

14. Purrington CB, Bergelson J. Fitness consequences of genetically engineered herbicide and antibiotic resistance in Arabidopsis thaliana. Genetics. 1997;145(3):807-814.

15. Bergelson J, Purrington CB, Wichmann G. Promiscuity in transgenic plants. Nature. 1998;395:25. doi:10.1038/25626.

16. Bergelson J, Purrington C. Factors affecting the spread of resistant Arabidopsis thaliana populations. In: Letourneau D, Elpern Burrows B, eds. Genetically Engineered Organisms. CRC Press; 2001:17-31. Disponible en: http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420042030.ch2.

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