Génmódosított kukoricát fogyasztó patkányok gyomrának kórszövettani vizsgálatának eredményei
A génmódosított növényeket a kilencvenes évektől termesztik emberi fogyasztásra és állatok takarmányozására. Az utóbbi időben a génmódosított növényeket génkazetta integrálásával állítják elő. Az ilyen kazetták többek között növényi, bakteriális, vagy virális géneket tartalmaznak.
Ezzel a módszerrel olyan vonalak állíthatóak elő, amelyek a hagyományos növénynemesítéssel nem volnának elérhetőek, például fajok közötti módosítások. A génkazetta tartalmazza a kívánt gént és más, a sikeres transzformációhoz szükséges DNS-t is. A módszerrel előállított két leggyakoribb tulajdonság a rovarrezisztencia és a herbicid tolerancia. Egyre elterjedtebbek a „génhalmozott” növények, amelyek több mint egy vonalat tartalmaznak. Az Egyesült Államokban 2016-ban a termesztett kukorica 76%-a génhalmozott fajta volt.
Az ausztrál és új-zélandi élelmiszer szabványokért felelős szervezetek több génmódosított növényt is vizsgáltak, és arra a következtetésre jutottak, hogy azok alapvetően egyenértékűek a nem génmódosított növényekkel, kivéve, ha alapvetően eltérőnek állították elő őket (mint amilyen például egy teljesen más zsírsav profillal rendelkező GM növény). Állat etetéses vizsgálatokat gyakran nem végeznek és nem is követelik meg ezeket. Ráadásul több országban nem írják elő a génhalmozott növények biztonsági vizsgálatát, ha az összes abban szereplő gént az adott növényfajban előzőleg egyedileg már vizsgálták. Az Európai Unióban nemrég új jogi előírás lépett hatályba, ennek keretében további biztonsági értékelést írnak elő, amely kötelező patkányetetéses vizsgálatot is magában foglal. Ez azonban visszamenőleg nem érvényes, csak az újonnan létrehozott növényekre vonatkozik.
Ezzel szemben egy új gyógyszer jóváhagyásához több részletes és szisztematikus vizsgálatra van szükség. A gyógyszerek esetében minden egyes összetevő esetében végeznek biztonsági értékelést, sőt, ezek kombinált hatásait is vizsgálják.
Eddig elég kevés átfogó vizsgálat áll rendelkezésre a génmódosított növények állatokra, vagy az emberi egészségre gyakorolt hatásával kapcsolatban. Ezek jó része ráadásul a gazdasági állatokra gyakorolt hatásokra irányult, amelyek fiziológiailag nem hasonlíthatóak össze az emberrel és mindössze a testtömeget, a hús- és tejhozamot vizsgálták. Ezek viszont nem igazán jelzik az egészségre gyakorolt hatásokat. Nagyon kevés az olyan tanulmány, amelyben a génmódosított növények fogyasztásának az emberhez fiziológiailag hasonló állatok egészségére gyakorolt hatását vizsgálták.
Nemrégiben publikáltak egy elemzést génmódosított növényekkel etetett patkányok emésztőrendszerének vizsgálatával foglalkozó tanulmányokról. A kutatók célja az volt, hogy vizsgálják a GM növények és a patkányok kórszövettani vizsgálati eredménye közötti kapcsolatot, mivel a patkány az OECD által elfogadott kísérleti állat az efféle toxikológiai vizsgálatokban. Az emésztő szervrendszert azért tartják fontosnak, mert itt kerül kapcsolatba a szervezettel először az elfogyasztott összetevő, ennélfogva ez az első hely, ahol toxikus, vagy patologikus elváltozásokat okozhat a GM takarmány. Legalább 90 napos, hosszú távú vizsgálatokat kerestek és olyan növényeket, amelyek a forgalmazott GM növényekben előforduló leggyakoribb három vonalból eggyel legalább rendelkeztek (gyomirtó szer rezisztencia az EPSPS gén révén, rovarrezisztencia a cry1Ab vagy cry3Bb1 gén révén). A vizsgálat során kiderült, hogy az adott vonalak közül legalább eggyel rendelkező GM növényeknek mindössze 19%-ánál végeztek hosszú távú etetéses vizsgálatokat. A többi jóváhagyott növény esetében (81%) nem állt rendelkezésre publikált patkányetetéses vizsgálat. A publikált tanulmányok mindössze 57%-ában szerepelt a GM növények etetésének a patkányok egészségére gyakorolt hosszú távú hatásának általános egészségügyi értékelése. Ezekből is hiányoztak a toxikológiai és patológiai szempontból fontosnak tartott következményekre vonatkozó egyértelműen meghatározott kritériumok és a módszerek, illetve az eredmények sem voltak átláthatóak. Mindezek megnehezítik a tanulmányok összehasonlítását, a további kutatások tervezését és a GM növények biztonsági értékelését. A korábbi publikációkban legtöbbször csak hematoxilin-eozin festés szerepelt. Ez egy gyakran alkalmazott eljárás, melyet a szövetek szerkezetének tanulmányozására használnak, mert segít a sejtek morfológiai változásainak azonosításában. Léteznek más festési módszerek, mint a kollagén lerakódás meghatározására alkalmazható Masson festés, a glikogén festésére használt periodicacid-Schiff festés (PAS-festés), vagy a mucopoliszacharidok (nyákok) festésére alkalmas alciánkék festés. Ezek segíthetnek a szövetben végbemenő szerkezeti, fiziológiai esetleg patológiás elváltozások mértékének meghatározásában (pl. a kollagén rostok mennyiségének növekedése a gyomorban, ami gyakori a nyálkahártya sérülést követően stb.). Vannak egyéb, sokkal speciálisabb szövettani módszerek, pl. immunohisztokémiai, vagy elektronmikroszkópos módszerek, amelyek segítségével részletesebb morfológiai képet kaphatnak. Egyéb területeken ezeket gyakran alkalmazzák az emlősök egészségi állapotának meghatározásához.
2013-ban a jelen cikket író kutatócsoport publikálta hosszú távú toxikológiai tanulmányát, amelyben GM szójával és GM kukoricával (ezek tartalmazták az EPSPS, a cry1Ab és a cry3Bb1 géneket) takarmányozott sertéseket vizsgáltak. A kutatók azt tapasztalták, hogy a GM takarmány komoly gyulladásokat okozott a gyomorban. A kontrollhoz képest a génmódosított takarmánnyal etetett állatokban a nőstény egyedek esetében 2,2-szer, a hím egyedek esetében pedig 4-szer magasabb arányban figyelték meg a gyomor felszínének kivörösödését és megduzzadását. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a gyulladás lehetséges oka a takarmányban lévő két rovarirtó fehérje, a cry3Bb1 és a cry1Ab. A rovarok bélrendszerében e két fehérje működésére két modell létezik. A szignál transzdukciós modellben a toxin a kadherinhez (transzmembránfehérje) kötődik, ami elindít egy sejthalált okozó eseménysorozatot. A pórusképző modellben a toxin a kadherinhez kötődik, ami egy pórusképző folyamatot indít el a bél epitéliumának membránjában. Bár azt állították, hogy ezek a fehérjék nem károsíthatják az emlősök bélrendszerét, mivel az emlősökben nincs meg a szükséges bélkörnyezet és a speciális receptorok, számos tanulmány azt igazolja, hogy lehet, nem ez a helyzet. Egy kísérletben azt találták, hogy a cry fehérjék kötődtek az egér vékonybelének felhámsejtjeihez, illetve észlelték a bél hiperpolarizációját is, ami összhangban van a cry fehérjék pórusképző hatásával. Más tanulmányokban is igazolták egerekben az elváltozásokat.
A mostani kutatás célja az volt, hogy megvizsgálja a génhalmozott GM kukorica patkányok emésztő szervrendszerére gyakorolt hatását. A GM kukoricát a gyomirtó szer rezisztenciát biztosító EPSPS génnel, illetve a rovarrezisztenciát biztosító cry1Ab és cry3Bb génnel módosították, ezek ugyanazok, amelyek a kutatók a korábbi sertés takarmányozásos kísérletében is szerepeltek. Hím patkányokat választottak a kísérlet alanyául, mivel sertéseknél a hím egyedek esetében nagyobb arányban tapasztaltak elváltozásokat.
A takarmányozáshoz használt GM kukoricát egy amerikai gazdától szerezték be. Izogenikus, vagy közel izogenikus fajtát nem tudtak beszerezni a kontrollhoz, mivel a GM kukoricát több génmódosított fajta hagyományos keresztezésével állították elő. A kontroll csoport köztermesztésben előállított nem génmódosított kukoricát kapott Ausztráliából. Azért Ausztráliából szerezték be ezt a kukoricát, mert az Egyesült Államokban nehéz teljesen szennyeződésmentes kukoricát találni, míg Ausztráliában egyáltalán nem termesztenek GM kukoricát. 20 darab hím patkányt vontak a kísérletbe, melyeket aztán két random csoportra osztottak, az egyik csoport génmódosított, a másik nem módosított takarmányt kapott. Az állatokat naponta megfigyelték és hetente mérték. 26 hét elteltével az állatokat lemérték, elaltatták, majd egy állatorvos eltávolította a gyomrukat. Az eltávolított gyomrot megfelelő előkészítést követően számos vizsgálatnak vetették alá.
Mivel az állatokat szúrópróbaszerűen osztották el, nem volt eltérés a GM és a kontroll csoportba tartozó állatok testtömege között. Néhány hét elteltével észrevették, hogy egyik csoport takarmányfelvétele sem volt a vártnak megfelelő, és hogy a GM csoportba tartozó patkányok kevesebb takarmányt fogyasztottak. A takarmány előállítója azt javasolta, hogy növeljék annak nedvességtartalmát. Ekkor elküldték a takarmányt újrafeldolgozásra, kezdve a génmódosítottal, mivel azok az állatok ettek kevesebbet. Az új takarmánynak köszönhetően megindult az állatok testtömeg növekedése. Mivel a GM takarmánnyal etetett állatok néhány héttel előbb kezdték el fogyasztani az új takarmányt, nagyobb testtömeget értek el a kísérlet végére, mint a normál takarmányt fogyasztó társaik. Ennek következtében nem tudtak következtetést levonni a GM takarmány testtömegre gyakorolt hatásáról. Ezen kívül mivel a nagyobb testtömeg nagyobb gyomrot is jelenthet, a gyomor tömegét a testtömeg arányában határozták meg. A két csoport közötti különbség azonban így sem volt statisztikailag szignifikáns.
Fontos megjegyezni, hogy a kezdeti alacsonyabb takarmányfogyasztás miatt a GM kukoricával etetett patkányok a vártnál kevesebb takarmányt ettek. Ennek következtében a kísérletben a GM kukorica kedvezőtlen hatása kevésbé juthatott érvényre. A fenti körülmények zavaró tényezőkként eltorzíthatták az eredményeket a GM csoportba tartozó állatok javára. A kutatók lehetségesnek tartják, hogy a kísérlet ismétlésével valószínűleg nagyobb mértékű károsodást találnának.
Azt mindenesetre megállapították, hogy a 60% GM kukoricával takarmányozott patkányok gyomrában morfológiai elváltozások alakultak ki. Ezeket kvantitatív vizsgálatokkal, illetve különböző festésekkel, valamint immunohisztokémiai és elektronmikroszkópos módszerekkel állapították meg. Elektronmikroszkóppal megfigyelték a GM csoportba tartozó patkányok esetében a vékonybélben a tight junction (szorosan kapcsolódó hámsejtek) appozíciójának (rárakódásának) csökkenését. Ennek a folyamatnak a bél áteresztőképességére gyakorolt hatása számos módon mérhető. A kutatók kiemelik az egyes, önmagukban nem nagy jelentőségű elváltozások összeadódását is. Többek között a következő elváltozásokat említették: a Ki67 marker megnövekedett mennyisége a gyomor nyálkahártyában (ez az éppen osztódásban lévő sejtek arányára utal), a Ki67 jelenléte a gyomormirigyekben, kaszpáz jelenléte a gyomor nyálkahártyában az egész szövetmintában (a kaszpázok egy hasítási eseménysort indítanak el a programozott sejtpusztulás során). Az elváltozások mindenesetre arra engednek következtetni, hogy az egyik, vagy mindkettő rovarirtó cry fehérjét tartalmazó génmódosított kukorica káros hatást gyakorolhat a patkányok emésztő szervrendszerére. További vizsgálatokra van azonban szükség az eredmények klinikai jelentőségének vizsgálatára.
Fordította: Nagy Judit
Forrás: www.scirp.org
(Biokultúra 2018/4)
