MICRORGANISMOS GENETICAMENTE MODIFICADOS E ALGUMAS IMPLICAÇÕES PARA A SAÚDE AMBIENTAL Vera Lúcia Castro Jaguariúna, novembro 2003.
O interesse pelo controle biotecnológico tem crescido consideravelmente no mundo, em resposta aos problemas encontrados pelo uso dos agrotóxicos em larga escala na produção agrícola. A biotecnologia é uma área de biociência aplicada e tecnológica que envolve as aplicações práticas dos organismos biológicos, de seus componentes celulares para a manufatura e produtos industriais e para o manejo ambiental. A biotecnologia e suas novas ferramentas de manipulação e transferência gênica permite o desenvolvimento de plantas e animais modificados com grande diversidade de atributos. A biotecnologia traz, no entanto, desafios tremendos nesta era de globalização. Os interesses ambientais, políticos e econômicos tem dominado o debate em torno desta tecnologia e sua aplicação tem levado a questionamentos e dúvidas acerca dos impactos reais e potenciais para a sociedade e os agroecossistemas. As questões correntes sobre a biotecnologia dizem respeito à praticamente toda a sociedade moderna, e trazem à tona diversas correntes de debates relacionados a conceitos e limites no tocante a saúde, meio ambiente, mercados, etc. O contexto socio-econômico em que estas tecnologias são desenvolvidas e utilizadas determinará quais impactos serão benéficos ou maléficos. Uma grande tendência é o uso de organismos geneticamente modificados (OGM) no controle de pragas. O uso desta tecnologia contudo poderá provocar efeitos na conservação e na utilização da biodiversidade. No entanto problemas em pesquisa agropecuária são freqüentemente difíceis e complexos e requerem intensos estudos por longos períodos. Microrganismos geneticamente modificados (MGM) apresentam potencial econômico considerável na medida em que podem reduzir o uso de agrotóxicos e aumentar a produção agrícola, tornando o microrganismo por exemplo capaz de melhor colonizar a rizosfera, melhorar a estrutura do solo, biorremediar solos contaminados, ou outra função de interesse. Assim, um MGM deve ser capaz de competir e se estabelecer no ambiente e também de expressar a característica introduzida com eficiência. Dois enfoques sobre a avaliação de risco ambiental e humano decorrente de organismos geneticamente modificados estão em discussão: um enfoque está restrito ao estado atual do conhecimento o qual tende a não considerar os riscos hipotéticos de tal forma, que os riscos decorrentes da biotecnologia genética são relativizados quando comparados aos riscos inerentes ao melhoramento genético convencional; o outro enfoque está baseado em incertezas considerando os riscos hipotéticos, desde que criteriosamente formulados, o qual assume que o estado atual do conhecimento é a base imprescindível, porém insuficiente, para realizar prognósticos dos efeitos ambientais conseqüentes do uso desta nova tecnologia. Nesse sentido, a avaliação e o estabelecimento de métodos para o estudo de impacto ambiental de MGM são de grande valia e importância uma vez que as ações voltadas para a segurança ambiental devem procurar 2
promover a preservação da biodiversidade, a manutenção dos ecossistemas e os respectivos padrões de sustentabilidade requeridos. O estudo do risco da liberação de um determinado MGM em um determinado ambiente requer um mapeamento simultâneo das características do caso nas várias fases de estudo que são interdependentes e devem poder acomodar facilmente os avanços do conhecimento. A avaliação de cada organismo deve ser estabelecida caso a caso, monitorando as preocupações quanto a biossegurança ambiental específica, sendo que o propósito e função do novo gene incorporado devem ser levados em consideração no desenho do novo estudo. Assim, uma melhor compreensão da interação entre organismos transgênicos e ecossistemas torna-se possível por parte da população e dos órgãos regulamentadores, para assegurar decisões que tenham eco na comunidade no que tange ao ambiente. As liberações planejadas de MGM têm sido, na sua maioria, de microrganismos para controle biológico de pragas, ou seja, que não possuem potencial patogênico para o homem. Antes da liberação de um MGM no ambiente, critérios de segurança ambiental devem ser considerados, como entre outros: sobrevivência; dispersão; possibilidade de interações com outras espécies. A avaliação de impacto ambiental de MGM deve incluir vários itens, como a transferência de genes para outras populações microbianas do ambiente, rearranjos genéticos, fluxo gênico. A avaliação de risco de MGM leva também em conta o potencial patogênico do microrganismo ao homem, a outros animais e/ou às plantas. É necessário observar se a introdução dos genes não leva a uma vantagem ocasionando uma pressão seletiva ou a um prejuízo metabólico na competição com outros microrganismos. A liberação não deve ocorrer quando o gene introduzido está envolvido em produção de toxinas e/ou processos patogênicos de organismos benéficos ou não-alvo. O seu transporte no solo é considerado limitado. Porém, o vento, animais e principalmente a água devido a percolação têm maior potencial para ocasionar possíveis impactos ambientais. Um dos requerimentos essenciais da avaliação de risco de um MGM é a sua detecção no ambiente e muito esforço tem sido dado para o desenvolvimento de métodos que possam, com segurança, detectar e enumerar o microrganismo em diferentes micro-habitats. Métodos tradicionais, como o plaqueamento de células em meios seletivos e técnicas que empregam anticorpos fluorescentes, são ainda usados mas não são tão sensíveis. Alternativamente, têm-se desenvolvido genes marcadores chamados genes repórteres que tornam os MGM capazes de utilizar substratos específicos. O modo mais simples de controlar o destino de MGM é limitar sua sobrevivência. Recentemente, têm-se desenvolvidos sistemas de contenção de MGM, baseados na clonagem de genes que codificam proteínas tóxicas, permitindo o controle da morte celular em tempo pré-determinado. Durante a avaliação da adoção dos MGM para estabelecer o impacto da adoção da biotecnologia na forma que esta afeta a estrutura e desempenho do 3
setor agrícola, devem ser também monitorados os avanços na metodologia da avaliação de risco ambiental bem como da regulamentação para uma tomada de decisão mais realista e aprimoramento do próprio sistema de avaliação. A avaliação do risco de introdução dos microrganismos alterados geneticamente requer pesquisa interdisciplinar em vista da complexidade das possíveis conseqüências de sua introdução no ambiente. O estabelecimento de populações de microrganismos alterados geneticamente no ambiente pode ser afetado pela freqüência de introdução, estação, condições ambientais e o método de introdução. O estudo do risco da liberação de um determinado microrganismo modificado geneticamente em um determinado ambiente deve portanto poder acomodar facilmente os avanços do conhecimento. Desta forma, com os recursos da engenharia genética têm sido criados microrganismos entomopatogênicos geneticamente modificados, que apresentam características adicionais àquelas dos patógenos não modificados, dentre essas diferenças, estão a maior potência e a maior rapidez de ação sobre os organismos - alvo. Alguns dos efeitos adversos presumíveis como conseqüência da liberação de um destes MGMs são os danos diretos e indiretos sobre organismos benéficos não visados da comunidade local. A lagarta da soja, Anticarsia gemmatalis, é a principal praga da cultura de soja no Brasil. Assim é que o baculovirus sendo um parasita obrigatório que só se multiplica no interior do organismo do hospedeiro, sendo incapaz de multiplicar fora dele, é considerado bastante seguro para ser modificado geneticamente, já que não apresenta risco de escape, invasão e multiplicação fora do ambiente de liberação. Se esses vírus recombinantes são reconhecidamente mais agressivos que os selvagens, surgem algumas preocupações quanto ao seu impacto sobre os organismos não-alvo, quanto à possibilidade de transferência dos genes inseridos para baculovirus de outras espécies de insetos; bem como a sua segurança em relação a outros organismos benéficos não-alvo. Por outro lado, porém, haveria uma menor dispersão dos poliedros por auto-disseminação de parasitas e predadores, uma vez que a inativação do gene egt inativado, acelera a morte. Há, portanto, menos tempo deste se replicar; e conseqüentemente há uma menor produção de poliedros. Embora os baculovírus estejam sendo utilizados com grande sucesso em várias partes do mundo, o seu uso ainda é muito pequeno. As razões pelo pequeno interesse no seu uso em grande escala para o controle de pragas podem estar relacionadas com o seu uso comercial como os altos custos para o registro desses vírus, a produção em grande escala devido ao alto custo da mão de obra, entre outros. A principal desvantagem dos baculovírus como bio - inseticida é o longo período entre a infecção e a morte do inseto alvo (4-14 dias), permitindo que o inseto ainda cause dano à lavoura antes de sua morte. Efetuando-se a simples inativação de um gene não-essencial para a replicação viral (egt) obtém-se um 4
vírus mais patogênico, que inibe a muda do inseto. Insetos infectados com o vírus selvagem são inibidos no processo de muda e continuam se alimentando durante o período da infecção. A quantidade de alimento consumida por um inseto infectado é quase duas vezes a quantidade consumida pelo inseto não infectado. Entretanto, um inseto infectado, com um vírus alterado geneticamente com uma deleção ou inativação no gene egt, consome a mesma quantidade de alimento de um inseto não infectado e além do mais morre mais cedo. Como o vírus modificado, contendo o gene egt inativo, acelera a morte, há menos tempo deste se replicar. Em meados da década de 90, esse vírus alterado foi aprovado nos Estados Unidos pela U.S. Environmental Protection Agency para ser utilizado no campo em caráter experimental. Os baculovirus sofreram vários testes de segurança, indicando serem inofensivos a micoorganismos, outros invertebrados não-insetos, vertebrados e plantas. Por exemplo, na natureza existem diversas espécies de baculovirus que infectam organismos aquáticos, em particular crustáceos. A maioria dos estudos realizados para se avaliar o risco de espécies de Baculovirus usados na agricultura não tem demonstrado resultados significativos que expressem efeitos deletérios em organismos aquáticos não alvo. Já em relação à saúde humana, os biopesticidas de origem viral devem ser avaliados quanto a prováveis danos devido a possibilidade de sua replicação no organismo. Os primeiros estudos realizados no início da década de 80 sugeriam que o vírus selvagem pudesse se replicar em células de vertebrados. Tais resultados não puderam ser posteriormente reproduzidos em células de vertebrados na década de 80. O vírus não é capaz de expressar a maioria de seus genes e, desta forma, é incapaz de se replicar eficientemente nas células de mamíferos. Atualmente, além de bioinseticidas, os baculovírus estão sendo utilizados como vetores de expressão de genes heterólogos. Uma grande variedade de proteínas de importância na medicina e na agricultura foram expressas, com níveis elevados, em células de insetos usando baculovírus como vetores de expressão de forma experimental. O seu uso como vetor viral para a transferência genética, tem sido estudado em várias situações como na terapia genética. Acredita-se porém que o vírus não é patogênico para seres humanos e portanto não haveria resposta imune a sua exposição. Alguns experimentos in vivo verificaram que o vírus é rapidamente inativado pelo organismo. Por fim, ao lado das prováveis vantagens ecológicas no uso dos MGM na agricultura, existe também uma vantagem econômica de redução dos custos, quando comparado ao largo uso de agroquímicos; que muitas vezes ocasionam impactos prejudiciais ao ambiente. Desta forma, se faz necessário o estabelecimento de uma política nacional que amplie as pesquisas nesta área. 5