La transferencia horizontal y la resistencia a los antibióticos

El empleo de marcadores de la resistencia a los antibióticos en el desarrollo de cultivos transgénicos ha despertado inquietudes acerca de la posibilidad de que los cultivos transgénicos se conviertan en un factor que provoque la pérdida de nuestra capacidad de tratar las enfermedades con medicamentos antibióticos. El público ha sido sensibilizado a este peligro por los informes de que algunos de los antibióticos que usamos han perdido su eficacia después de años de abuso de su empleo, debido a su prescripción excesiva por parte de los médicos y al uso indebido por los pacientes. Las empresas de cría de animales como los corrales de engorde y los establecimientos avícolas ordinariamente usan, a menudo en forma excesiva, antibióticos como parte de sus regímenes de alimentación o tratamiento, lo cual ha generado la publicidad acerca de las consecuencias del difundido empleo excesivo de estas defensas contra la enfermedad.

Antibióticos. Foto: www.molbio.princeton.edu

Se puede ver un ejemplo de las investigaciones sobre este problema en http://bric.postech.ac.kr/science/97now/01_12now/011219c.html. Un comité consultivo to Health Canada has submitted proposals (http://www.hc-sc.gc.ca/vetdrugs-medsvet/amr/e_policy_dev.html#AMR Report ) for reducing the risk of overuse. Un artículo por Levy (1998) en Scientific American, "The Challenge of Antibiotic Resistance" ["El reto de la resistencia a los antibióticos"], examina muchas facetas de la resistencia a los antibióticos.

En varias etapas del proceso de laboratorio, quienes desarrollan cultivos transgénicos emplean ADN que codifica para la resistencia a ciertos antibióticos y este ADN a menudo se convierte en una característica permanente del producto final, a pesar de que no sirve para ningún propósito más allá de la etapa en el laboratorio. ¿Contribuirán los alimentos transgénicos a agravar los problemas existentes en relación con la resistencia a los antibióticos?

Una de las preocupaciones se vincula con el riesgo de transferencia horizontal de genes, es decir, la transferencia de ADN de un organismo a otro fuera de la vía de progenitores a descendientes. La transferencia de un gen de la resistencia proveniente de un alimento transgénico a los microorganismos que normalmente habitan nuestra boca, estómago e intestinos, o a bacterias que ingerimos junto con los alimentos, podría ayudar a que esos microorganismos sobrevivan a una dosis oral de un medicamento antibiótico.

La transferencia horizontal de ADN sí se produce en ciertas condiciones naturales. Pequeños fragmentos de ADN llamados plásmidos se trasladan desde E. coli a varios otros organismos, mientras que Agrobacterium tumefaciens facilita la transferencia horizontal de ADN para producir la enfermedad conocida como agalla de la corona en las plantas. En condiciones de laboratorio, la transferencia horizontal de ADN se produce con muy poca frecuencia, por ejemplo en el caso de Acinetobacter, una bacteria transmitida por el suelo y el agua (Gebhard y Smalla, 1998), Streptococcus gordonii, que causa caries dentales e infección de las válvulas cardíacas (Mercer et al., 1999), y Aspergillus niger, un hongo que se utiliza para producir el ácido cítrico usado en las bebidas no alcohólicas (Hoffmann et al., 1994).

No se sabe si se podría presentar con frecuencia una transferencia de ese tipo en el medio especial del tracto gastrointestinal del hombre.

Investigadores de la Universidad de Newcastle han informado que microorganismos presentes en el sistema digestivo humano adquirieron un gen de resistencia a herbicidas después de que los sujetos humanos ingirieron una comida preparada con soya GM. El experimento fue pequeño e incluyó a 12 personas con sistemas digestivos intactos y a siete que habían sido sometidas a colostomías, en las cuales se habían retirado partes del intestino grueso. En las personas con sistemas digestivos intactos, no se encontró ADN GM en las heces y ningún microorganismo adquirió ADN GM. Sin embargo, en las personas que habían sido sometidas a colostomías, alrededor del 4% del ADN GM sobrevivió al viaje a través del reducido tracto intestinal y una pequeña cantidad de microorganismos adquirió ADN GM. El ADN GM en este experimento fue un gen de resistencia a los herbicidas y no un gen de resistencia a los antibióticos, pero los resultados indican que se puede producir la transferencia horizontal de ADN GM en el tracto digestivo humano bajo ciertas circunstancias. Hay informes sobre este experimento en http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99992565 y http://www.guardian.co.uk/gmdebate/Story/0,2763,756666,00.html. Se puede ver un informe por los investigadores de la Universidad de Newcastle en http://www.food.gov.uk/multimedia/pdfs/gmnewcastlereport.PDF. La parte que pertenece a esto experimento empieza en la página 22 del informe.

Hay varias circunstancias que pueden impedir el éxito de la transferencia. El medio ácido del estómago degrada el ADN. Mercer et al. (1999) encontraron que el ADN se degradaba en 30 segundos cuando se lo mezclaba con la saliva humana y ácido clorhídrico para simular las condiciones del estómago humano. Si bien algunos organismos aceptan ADN extraño en ciertas circunstancias, muchos organismos tienen mecanismos que destruyen el ADN extraño que ingresa sin ser invitado.

Algunos científicos piensan que la transferencia con éxito de ADN proveniente de plantas transgénicas no se produce con frecuencia suficiente para ser detectable o causar problemas de salud a los seres humanos. No obstante, no se conoce la tasa real de transferencia en condiciones naturales a causa de la falta de investigaciones sobre esta circunstancia particular. La UE ha encargado a científicos que evalúen el riesgo de transferencia horizontal de genes provenientes de alimentos genéticamente modificados (http://europa.eu.int/comm/research/quality-of-life/gmo/04-food/04-07-project.html).

Una segunda inquietud generada por el empleo de genes de la resistencia a los antibióticos es que algunos genes de la resistencia (aunque no todos) actúan mediante la producción de una enzima que destruye o desactiva el antibiótico en cuestión. Si ese gen de la resistencia continúa funcionando cuando ya ha pasado su etapa de utilidad en el laboratorio, podría producir cantidades bajas de enzima de la resistencia en partes de la planta que ingerimos. Si bien las temperaturas elevadas del procesamiento desactivarían la enzima en los alimentos preparados, la ingestión de alimentos transgénicos crudos o frescos podría provocar que el estómago contuviera una pequeña cantidad de una enzima que desactiva una dosis oral del antibiótico. ¿La persona que toma antibióticos recetados pondrá en peligro el éxito del tratamiento cuando ingiera un alimento transgénico?

La FDA afrontó este problema en 1993 cuando consideró si debía o no aprobar el tomate FlavrSavr de Calgene, que contenía un gen de la resistencia a la kanamicina, la neomicina, la gentamicina A y la gentamicina B, antibióticos que se usan algunas veces para combatir infecciones en el hombre. En las pruebas de la FDA usando una simulación del estómago humano, la enzima era degradada por los ácidos estomacales antes de que pudiera atacar al antibiótico administrado por vía oral. Se puede consultar un informe de la evaluación de la FDA en http://bm.cfsan.fda.gov/~dms/opa-armg.html. Desplácese hacia abajo hasta el "Appendix 1. Evaluation of the safety of the kanamycin resistance gene as a selectable marker" ["Apéndice 1. Evaluación de la inocuidad del gen de la resistencia a la kanamicina como marcador seleccionable"], donde encontrará un análisis de los resultados de la FDA.

El maíz Bt 176 de Ciba-Geigy también contenía un gen de la resistencia a un antibiótico usado en el tratamiento de enfermedades del hombre. La ampicilina, miembro de la familia de las penicilinas, es uno de los antibióticos recetados con más frecuencia, que a menudo se usa para combatir infecciones del oído, la vejiga y los riñones. Se incorporó en el maíz Bt 176 el gen de la resistencia a la ampicilina de tal modo que fuera activo sólo en organismos procarióticos, como las bacterias. Esta característica lo hacía útil para las etapas tempranas de desarrollo del cultivo. El gen no actuaba en organismos eucarióticos, o plantas "superiores", como el maíz. Las pruebas demostraron que no se producía ninguna proteína desactivadora de la ampicilina en las plantas de maíz que contenían el gen, por lo cual la presencia del gen de la resistencia no fue considerada un problema cuando en 1995 el maíz Bt 176 pasó por el proceso de aprobación en Canadá y los Estados Unidos. Se pueden ver los detalles concernientes a los transgenes en el Bt 176 y los factores considerados para aprobar el empleo del gen de la resistencia a la ampicilina en el sitio del USDA (http://www.aphis.usda.gov/biotech/dec_docs/9431901p_det.HTM) en el caso del proceso estadounidense, y en el informe de la Agencia Canadiense de Inspección de los Alimentos (http://inspection.gc.ca/english/plaveg/pbo/dd/dd9609e.shtml) en el caso del proceso canadiense. (Se interrumpió la producción del Bt 176 en 2001 por razones no relacionadas con el gen de la resistencia a la ampicilina. Vea más información en nuestra página sobre Productos transgénicos cuya producción ha sido suspendida.)

Para obtener más información sobre el posible riesgo causado por genes de la resistencia a los antibióticos, vea el informe de 2002 de la Real Sociedad, "Genetically modified plants for food use and human health-an apdate" ["Las plantas genéticamente modificadas que se usan como alimentos y la salud humana: Una actualización"] (http://www.royalsoc.ac.uk/files/statfiles/document/165.pdf).

Si bien parecen ser escasos los riesgos generados por genes de la resistencia a los antibióticos presentes en plantas transgénicas, se están tomando medidas para reducir el riesgo y excluir gradualmente el empleo de esos genes.

• La FDA recomienda que quienes desarrollan cultivos transgénicos usen antibióticos que comúnmente no se emplean para el tratamiento de enfermedades en los seres humanos. Por consiguiente, si se produce la transferencia horizontal de genes, no es probable que los microorganismos presentes en el cuerpo hayan adquirido resistencia a los antibióticos que pudiera recetar un médico para combatir la infección.
• Los científicos están modificando sus métodos de desarrollo. Otros genes marcadores, como la proteína fluorescente verde o manosa (Joersbo et al., 1998), tal vez puedan cumplir la función que han llevado a cabo los marcadores de la resistencia a los antibióticos.
• Los científicos también están experimentando con métodos para eliminar los genes de la resistencia a los antibióticos antes de que las plantas sean lanzadas para uso comercial (Dale y Ow, 1991; Ebinuma et al., 1997; Iamtham y Day, 2000; Zuo et al., 2001), de tal modo que se puedan usar estos genes durante el desarrollo y luego eliminarlos del producto final.
• Los científicos europeos han desarrollado un método para desactivar los genes de la resistencia a los antibióticos si ocurra la transferencia horizontal (Libiakova et al., 2001). Se introduce un segmento específico de ADN al gen de la resistencia a los antibióticos. Este segmento impide al gen funcionar dentro de las bacterias. El gen funciona en las plantas porque ellas cortan el segmento específico.

La posibilidad de un incremento de la resistencia a los antibióticos en el suelo es también un tema de interés en relación con el empleo de estos marcadores. Vea nuestro análisis para más información.