Política de Biotecnologia para o país

Rubens Onofre Nodari

Prof. Titular, UFSC, , Florianópolis, SC Programa de Pós-graduação em Recursos

Genéticos Vegetaisnodari@cca.ufsc.br

Introdução

Tecnologia do DNA Recombinante

Outras Tecnologias

Biossegurança

Política brasileira

Principio da precaução

Coletor-caçador

Sedentarismo promoçãocolheita-semeaduradomesticaçãoseleção

Agricultura químicaFertilizantesAgrotóxicosSementesTransgeniaNanobiotecnologiaVida sintética

???

15 a 10 mil anos

1950

Fases do uso de recursos genéticos

29ju

n07

BIOTECNOLOGIAS...

ROTA DE MICROPROPAGAÇÃO DE BROMÉLIAS LFDGV/CCA/UFSC

PLANTAS MATRIZES ESTABELECIMENTO IN VITRO

SEMENTE GEMA

MULTIPLICAÇÃOCRESCIMENTOACLIMATIZAÇÃO

Insulina Recombinante

• Antes - bois e porcos

• 1978 – Genentech produziu insulina recombinante comercialmente

1º. Produto comercial da

engenharia genética

Foto:http://www.fiocruz.br/ccs/media/far_insulina4.jpg

• Primeira planta e comida transgenica

• Produzida em 1992 pela Calgene (EUA)

• Adquirida posteriormente pela Monsanto

• Maior tempo de prateleira

• gene antisenso – bloqueia tradução

• Não gera proteína que degrada pectina

• Problemas:

• menos sabor,

• menos resistente ≠ ambientes,

• mais caro,

• disputas por patentes,

• reação de donas de casa contra (UK),

• reação da industria (USA).

Tomate Flavr Savr

Foto: http://home.cc.umanitoba.ca/~frist/Seminars/biotech/flavr.gif

Promotor

Espaçador

sítios lox

Para reconhecimento do sitio específico recombinase cre

ToxinaDNA

Toxina(aqui LEA)

V-GURTs - componentes moleculares (1)

ex. RIP

1

Toxina

V-GURTs - componentes moleculares (4)

aplicar indutor

Tesoura

molecularR

R

R

R

R

1

2

tetraciclina

Tesoura

molecular

Toxina

Nature biotechnology, V.27, n.3, 2009

Global area of biotech crops by country

Science, 26 july 1974, p.303

Cientistas da área da biologia molecular desenvolveram laços com o mundo financeiro e comercial e muitos deles se tornaram empresários.

Formou-se bloco político e econômico com grande poder de pressão para impedir uma regulação efetiva.

A engenharia genética foi considerada “nada mais” que uma extensão do melhoramento tradicional.

Mas o conhecimento científico baseado no reducionismo e fragmentado não está equipado para tomar conta integralmente da complexidade das inter-relaçõesexistentes na natureza (Vandana Shiva).

Pós Asimolar

O problema da biologia é que, em contraste com outros ramos do mundo físico, nos quais poucas grandes forças dominam os fenômenos, o organismo vivo é resultante de um grande número de caminhos fracos causais determinantes, fazendo com que seja extremamente difícil proporcionar explanações completas (Lewontin, 2000).

Nossa capacidade de predizer os impactos ecológicos de espécies introduzidas, incluindo OGMs, é imprecisa e os dados empregados para avaliar impactos ecológicos potenciais apresentam limitações. Esta incapacidade de predizer com exatidão as conseqüências ecológicas, especialmente no longo prazo, aumenta a incertezaassociada à avaliação de riscos, exigindo modificações nas estratégias de manejo destes riscos (Wolfenbarger e Phifer, 2000).

Pós Asimolar

Metodologias de Modificação

Genética

• Transgenia

• Biologia Sintética (SynthBio)

– Cromossomos/genomas artificiais

– Proteinas Artificiais (ex. Fatores de tanscrição)

– Networks metabólicos artificiais

– Celulas artificiais ?

• Técnicas Convergentes– e.x. Transgenia+SynthBio+Nanotecnologia

Traavik, T. SBPC, 2010

Artificial chromosomes-BACs

-YACs

-HACs

Traavik, T. SBPC, 2010

Synthetic Biology

• ”Towards synthesis of a minimal cell”:

Forster and Church, Molecular Systems Biology (2006) doi:10.1038/msb4 10090

Minimal genome: 113 kbp

Number of genes: 151

Characteristics: Self-replicating,

membrane-encapsulated collection

of biomolecules

Earliest time for completion: 10

years

Traavik, T. SBPC, 2010

Glóbulos vermelhos 1 a 2 μm 1000 ou 2000 nm

1 gota de sangue =5 milhões de glóbulos vermelhos

Vitamina C 1 nm (±10 átomos)

DNA ~2 nm (largura)

Átomo ~0,1 nmAltura de uma pessoa= 2 bilhões de nanômetros

NANOTECNOLOGIA

Nanoconjugados Naturais (3A/1A)

2) Agregação

(ppt)

3) Absorção biótica

+

1) Adsorção

Dr. Vicki Colvin, Rice University, Houston TX

Que Virus estão sendo modificados?

• Poxviridae – Orthopox and Avipox representatives (e.g. MVA and

ALVAC); Myxoma

• Adenoviridae – most commonly human Adenovirus 5 (HAd5)

• Adeno-associated viruses

• Herpesviridae

• Retroviridae

• Some RNA viruses (e.g. Togaviridae) by reverse genetics

• Host species specific viruses from many taxons

Traavik, T. SBPC, 2010

In this image, all forms of life existing

on planet Earth are shown in their

mutual relationship. Longer lines

connect more distantly-related

organisms, and each of the known

domains of life is included in a different

colour (Archaea, Bacteria, Eukarya,

and Transgenea, representing the new

domain created by transgenic

manipulation of living organisms). The

largest majority of living organisms are

invisible (light blue and three purple

domains). Only a fraction (red lines,

darker blue) represent organisms that

are visible, and therefore included in

human economic, political and cultural

affairs. The purpose of this image is to

develop a device and method to

visualize all domains of life, including

those invisible to most humans, over

large geographical dimensions. Of

particular interest is the visualization of

the novel domain formed by transgenic

organisms (GMOs), which have

several different ancestries. Dr. Ignacio Chapela, UC Berkeley

Domains of Life as viewed from the

dimension of DNA relatedness

Transgenia pode ser chamada:

1. ”..precisa, modificação genética

rationalmente designada para alcançar

um objetivo especifico engenheirado .”

(Roger Beachy et al. Nat. Biotechnol.

20,1195, 2002)

2. Mutagenese Insercional

3. Transferência gênica horizontal forçada

Mudanças em produtos

transgênicos?• Rosati, A., Bogani, P., Santarlasci, A., Buiatti M. Characterization of 3’ transgenes insertion site

and derived mRNAs in MON810 Yieldgard maize. Plant Mol Biol 67: 271-281, 2008

• Prescott VE, Campbell PM, Moore A, Mattes J, Rothenberg ME, Foster PS, Higgind TJV, Hogan

SP. Transgenic expression of bean alpha-Amylase inhibitor in peas results in altered structure

and immunogenicity J. Agric. Food Chem. 53: 9023-9030, 2005

• Prescott VE and Hogan SP. Genetically modified plants and food hypersensitivity diseases: usage

and implications of experimental models for risk assessment. Pharmacology and Therapeutics

111: 374-383, 2006

• Zolla L et al. Proteomics as a complementary tool for identifying unintended side effects occurring

in transgenic maize seeds as a result of genetic modification. Journal of Proteome Research 7:

1850-1861, 2008

• Myhre, MR, Fenton KA, Eggert J, Nielsen KM, Traavik T. 2006. The 35 S CaMV plant virus

promoter is active in human enterocyte-like cells. Eur Food Res Tech 222:185-193

Traavik, T. SBPC, 2010

Imunogenicidade das proteinas Cry?• Vazquez-Padron RI, Moreno-Fierros L, Neri-Bazan L, De La Riva GA, Lopez-Revilla R.

Intragastric and intraperitoneal administration of Cry1Ac protoxin from Bacillus thuringiensis

induces systemic and mucosal antibody responses in mice. Life Sci 1999;64:1897-1912.

• 2.Vazquez-Padron RI, Moreno-Fierros L, Neri-Bazan L, Martinez-Gil AF, de-la-Riva GA,

Lopez-Revilla R. Characterization of the mucosal and systemic immune response induced by

Cry1Ac protein from Bacillus thuringiensis HD 73 in mice. Braz J Med Biol Res 2000;33:147-155.

• 3Guerrero GG, Dean DH, Moreno-Fierros L. Structural implication of the induced immune

response by Bacillus thuringiensis Cry proteins: role of the N-terminal region. Mol Immunol

2004;41:1177-1183.

• 4Vazquez RI, Moreno-Fierros L, Neri-Bazan L, De La Riva GA, Lopez-Revilla R. Bacillus

thuringiensis Cry1Ac protoxin is a potent systemic and mucosal adjuvant. Scand J Immunol

1999;49:578-584.

• 5Esquivel-Perez R, Moreno-Fierros L. Mucosal and systemic adjuvant effects of cholera

toxin and Cry1Ac protoxin on the specific antibody response to HIV-1 C4/V3 peptides are different

and depend on the antigen co-administered. Viral Immunol 2005;18:695-708.

• 6Moreno-Fierros L, Ruiz-Medina EJ, Esquivel R, Lopez-Revilla R, Pina-Cruz S. Intranasal

Cry1Ac protoxin is an effective mucosal and systemic carrier and adjuvant of Streptococcus

pneumoniae polysaccharides in mice. Scand J Immunol 2003;57:45-55.

• 7Guimaraes VD, Drumare MF, Ah-Leung S, Lereclus D, Bernard H, Creminon C et al.

Comparative study of the adjuvanticity of Bacillus thuringiensis Cry1Ab protein and cholera toxin

on allergic sensitisation and elicitation to peanut. Food and Agricultural Immunology 2008;19:325-

337.

Traavik, T. SBPC, 2010

Proteinas Cry imunogênicas?

• Brandtzaeg, P, (2007). Why we develop food allergy. Am.Sci. 95:28-35.

• Doekes G. et al. IgE sensitization to bacterial and fungal biopesticides in a cohort of Danish

greenhouse workers: the BIOGART study. Am J Industrial Med 46: 404-407, 2004.

• Kroghsbo, S., Madsen, C., Poulsen M. et al. (2008). Immunotoxicological studies of genetically

modified rice expressing PHA-E lectin or Bt toxin in Wistar rats. Toxicology 245: 24-34.

• Bernstein et al. (2003). Clinical and laboratory investigation of allergy to genetically modified

foods. Environ Health Perspect 111: 1114-1121

• Finamore, A, Roselli, M, Britti, S, Monastra, G, Ambra, R, Turrini, A, Mengheri, E, (2008).

Intestinal and Peripheral Immune Response to MON810 Maize Ingestion in Weaning and Old

Mice. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56:11533-11539.

Traavik, T. SBPC, 2010

Efeitos em organismos expostos ?

• Bøhn, T., Primicerio, R., Hesssen, D.O., Traavik T. (2008). Reduced fitness of Daphnia magna fed a Bt-transgenic maize variety. Arch Environ Contam Toxicol, in press (DOI 10.1007/s00244-008-9150-5)

• Rosi-Marshall EJ, Tank JL, Royer TV et al (2007) Toxins in transgenic crop byproducts may affect headwater stream ecosystems. Proc Natl Acad Sci USA 104(41):16,204–16,208

• Hilbeck A, Schmidt JEU (2006) Another view on Bt proteins: how specific are they and what else might they do? Biopestic Int 2(1):1–50

• Lovei GL, Arpaia S (2005) The impact of transgenic plants on natural enemies: a critical review of laboratory studies. Entomol Exp Applic 114:1–14

• Knudsen I, Poulsen M (2007) Comparative safety testing of genetically modified foods in a 90-day rat feeding study design allowing the distinction between primary and secondary effects of the new genetic event. Regul Toxicol Pharmacol 49(1):53–62

• Kroghsbo, S., Madsen, C., Poulsen M. et al. (2008). Immunotoxicological studies of genetically modified rice expressing PHA-E lectin or Bt toxin in Wistar rats. Toxicology 245: 24-34.

• Schrøder M et al. A 90-day safety study of genetically modified rice expressing Cry1Ab protein (Bacillus thuringiensis toxin) in Wistar rats. Food Chem Toxicol 45: 339-349, 2007

• Trabalza-Marinucci M. et al. A three-year longitudinal study on the effects of a diet containing genetically modified Bt176 maize on the health status and performance of sheep. Livestock Science 113:178-190, 2008

• Doekes G, Larsen P, Sigsgaard T, Baelum J. (2004) IgE sensitization to bacterial and fungal biopesticides in a cohort of Danish greenhouse workers: tge BIOGART study. Am J Industr Med 46: 404-407.

Traavik, T. SBPC, 2010

Areas of Uncertainty and

Ignorance

Traavik, T. SBPC, 2010

Legislação Internacional

BIOTECNOLOGIAS...

No Brasil

• Formação de Recursos humanos – CNPq

• Colégio Brasil Argentina de Biotecnologia (>

20 anos)

• Apoio a pesquisa e desenvolvimento

• Pouca investigação em riscos

• Pouco investimento pelas grandes

empresas em C&T no Brasil

• Pouco conhecimento é apropriado pelos

cidadãos

Art. 1° - Diretrizes:

• estímulo ao avanço científico na área de biossegurança e biotecnologia;

• proteção à vida e à saúde humana, animal e vegetal e do meio ambiente;

• observância do Princípio da Precaução.

Lei n°11.105/2005 – Lei de

Biossegurança

Instâncias

I - Conselho Nacional de Biossegurança – CNBS

• Responsável pela Política Nacional de Biossegurança;• Estabelece princípios e diretrizes;• Decide em última instância;• Formado por 11 Ministros.

Lei n°11.105/2005 – Lei de Biossegurança

• Gestão das informações de biossegurança;

• Transparência;

• Legislação, atos administrativos; processos em andamento; decisões da CTNBio, do CNBS e dos órgãos de registro e fiscalização; atas das reuniões e outrasinformações consideradas não sigilosas.

• votos fundamentados de cada membro !

Sistema de Informações em Biossegurança –SIB

A Estratégia tem por objetivo aumentar a eficiência

econômica e estimular o desenvolvimento e a difusão

de tecnologias com maior potencial de indução

do nível de atividade, de integração e de competição

no comércio internacional.

Estratégia Nacional de

Biotecnologia

A elaboração desta política se constituirá num

marco estruturante para o futuro. Espera-se com

com esta política, a atuação dos diferentes órgãos

governamentais será mais homogênea,

cooperativa e convergente. Neste cenário, pode-

se antever, não só a eliminação de muitos

problemas, que atualmente dificultam as ações de

governo, como também do alcance de fato da

biossegurança dos OGM para o meio ambiente e

para a saúde humana.

Elaboração da Política Nacional

de Biossegurança

O agricultor Ademir Ferronato em sua plantação de milho convencional, no Paraná; ele teme contaminação por lavoura transgênica.

FSP, 10/05/2009

http://www.criare.net/clientes/rgv/default.asp

Liçoes tardias de alertas

prematuros!• Fisheries

• Radiation

• Benzene

• Asbestos

• Polychlorinated biphenyls

• Antimicrobials (HGT)

• Sulphur dioxide

• Diethylstilboestrol

• Halocarbons

• Methyl tertiary butyl

ether

• Chemical contam of

the Great Lakes

• Trybutilin

compounds

• Hormones

• Mad cow disease

(EHGT)The Precautionary Principle in the 20th Century: Late Lessons from Early Warnings. Eds: P.

Harremoës et al. Earthscan, EEA, 2002

http://www.criare.net/clientes/rgv/default.asp

Ciência baseada em hipóteses:

“O Princípio da Precaução”

“ Para alcançar o desenvolviemnto sustentável, políticos

devem se basear no princípio da precaução. Medidas

ambientais devem anticipar, prevenir e atacar as causas

da degradação ambiental. Onde existirem ameaças

sérias, dano irreversível, a falta de certeza científica não

deve ser usada como razão para postergar medidas para

prevenir a degradação ambiental”.

From the Bergen Declaration, 1990, as cited by Cameron & Abouchar.

Boston College Internat.ional & Comparative Law Review 14: 1-28, 1991

http://www.criare.net/clientes/rgv/default.asp