Atti del seminario "Le biotecnologie"

organizzato dal Ministero dell' Ambiente

Roma , 24 Settembre 1999

 

 

Dott. Giovanni Damiani

Direttore Generale Agenzia Nazionale per la protezione dell'ambiente ( Anpa)

 

OGM: effetti e controlli ambientali.

Numerisi e qualificati studi ( Doyle,Stotzky et al. 1995; Devanas & Stotzky 1986,1988; Gallori et al. 1994; Khanna & Stotzky 1992 ; Krasowsky & Stotzky 1987 ; Lee & Stotzky 1990 ; Lorenz & Wackernagel 1994 ; Stotzky 1989 1992 ; Stotzky & Krasowsky 1981 ; Weinberg & Stotzky 1972 ; Zeph et al. 1981 ; Flexner et al. 1986 ; Genthner & Middaugh 1992 ; Gilbert et al. 1993 ; Jarnes et al. 1993 ; Laird et al. 1990 ; Snarski 1990 ; Thies et al. 1991 1992 ) hanno evidenziato il potenziale effetto del rilascio degli organismi geneticamente modificati (Ogm) su struttura, funzione, omeostasi e salubrità dell'ambiente.

Effetti sanitari:

Patogenicità

-infezioni opportunistiche e setticemie in soggetti immunodepressi, con cancro o affetti da fibrosi cistica ( Bodey et al. 1978 ; Schimpff 1980 ; Guiot et al. 1982 ; Grimwood et al. 1992)

-polmoniti, accelerazione dell'evoluzione dei danni polmonari nei pazienti con fibrosi cistica (Rosenstein & Hall 1980 ; Sajjan et al. 1992 ; Gilardi 1991 )

-infezioni antibiotico resistenti ( Anaissie et al. 1986 ; Gotfrey et al. 1996 )

Allergenicità

-asma bronchiale ( Shapiro & Eisenberg 1971 ; Weill et al. 1971 )

-reazioni cutanee ( How et al. 1978 ; Sarlo et al. 1991)

-shock anafilattico ( Nestlè 1996 ; Nordlee et al. 1996 )

Antibiotico resistenza

-malattie infettive non curabili con ordinari antibiotici ( Saye & Miller 1989 ; Gotz et al. 1996 ; Kruse & Sorum 1994 )

 

Effetti noti degli Ogm :

- Alkaligenes: Degradazione di fenoli clorinati e trasferimento genetico a batteri autoctoni che diventano più competitivi ( Fulthorpe & Wyndham 1991 ; Nakatsu et al. 1995 )

-Aligenes eutrophusa EO106(pRO101): Alterazione della biodiversità nel microcosmo acquatico ( Leser 1995)

-Enterobacter cloacae: Trasferimento del gene nell'intestino dell'insetto ( Armstrong et al. 1990)

-Pseudomonas putida: Degradazione di 3 clorobenzoati e trasferimento di questa proprietà di degradazione ad autoctone Pseudomonas sp. ( Pertsova et al. 1984 )

-Pseudomonas putida PPO301: Riduzione dell'evoluzione dell'anidride carbonica dal suolo; diminuzione delle spore dei funghi e dei lieviti a livelli non misurabili ( Doyle et al. 1991 ; Short et al 1991)

-Pseudomonas cepacia AC100: L'attività metabolica dell'Ogm causa alterazione della diversità tassonomica del microbiota autoctono con degradazione dell'acido 2,4,5,-tricloro fenossiacetico

( Bej et al. 1991)

-Pseudomonas fluorescens: Trasferimento plasmide del Dna a diverse specie di batteri autoctoni (Smit et al. 1991)

-Pseudomonas aureofaciens: Cambiamenti nella popolazione microbica (fino a 100 volte) nei semi e sistemi radicali del grano primaverile ( De Leij et al. 1995)

-Lactobacillus plantarum: Il gene inoculato nell'erba di mini silos prolifica e compete con successo con acido lattico epifitico nei silos ( Sharp et al. 1992 )

-Bacillus thuringensis: Le tossine insetticida si legano ai minerali argillosi che riducono la suscettibilità delle tossine alla degradazione microbica ma non eliminano la loro attività insetticida ( Venkatesverlu & Stotzky 1990 , 1992 ; Tapp et al. 1994 ; Tapp & Stotzky 1994 ; Koskella & Stotzky 1994 )

 

Effetti ecologici degli Ogm noti in laboratorio:

1) Alta competitività con il microbiota dell'ecosistema ospitante.

2)Trasferimento dei loro neo-geni in sito con espressione fenotipicadi questi geni nell'organismo ospitante.

3)Effetti indesiderabili sulle attività metaboliche specifiche e di base, nonchè sulla velocità di turn over della biomassa.

4)Influenza su struttura e funzione della comunità del microbiota indigeno in vari habitat.

5)Effetti sulle interazioni tra simbionti e organismi a diversi livelli trofici.

6)Produzione di metaboliti che possono avere effetti indesiderabili sull'ambiente.

Gli effetti Ogm-mediati devono essere anzitutto studiati in laboratorio, con metodiche validate che siano in grado di osservare un largo spettro di attività microbiche e che siano state usate con successo per indagare le modificazioni dell'ambiente terrestre da fattori chimici e fisici quali ad esempio:

a) attività metabolica e mineralizzazione del carbonio, misurate attraverso l'evoluzione dell'anidride carbonica o altre tecniche respiratorie.

b)trasformazione dei composti azotati con tecniche di perfusione

c)fissazione della denitrificazione con l'uso di tecniche acetilene-riduzione

d)studio della biodiversità microbica usando media differenziali e selettivi

e)studio dell'attività di enzimi selezionati come le fosfatasi alcaline e acide ( studio del ciclo del fosforo), arilsulfatasi ( ciclo dello zolfo) e deidrogenasi ( misura dell'attività metabolica generale)

Tali processi devono poi essere monitorati per un periodo sufficiente di tempo e devono essere "aggiustati" a seconda dell'effetto "pleiotropico" codificato del novello gene,quali l'antibiotico resistenza, funzioni cataboliche, resistenza della tossicità ai metalli pesanti, ecc.

Gli studi in laboratorio dovrebbero essere condotti parallelamente su diversi laboratori per intercalibrare la procedura e anche per ottenere un procedimento standardizzato e di facile uso nel futuro. Essi devono essere sempre effettuati prima dell'uso dell'Ogm sull'ambiente e possono essere condotti su una varietà di "microcosmi terrestri" sperimentali, che devono simulare condizioni di "studi sul campo".

Detti microcosmi, studiati e discussi nella letteratura scientifica della seconda metà degli anni 80, variano da sistemi molto semplici ( inoculazione di un Ogm in terreno sterile con aggiunta di brodi nutrienti in provette) a sistemi complessi in cui vengono usati più campioni di suolo di varia grandezza,portati in laboratorio sia con metodiche di evitamento d'interferenza della struttura e della composizione biotica della carota sia di suolo seminato ("indisturbato"). Tali campioni vengono poi posti in "camere" che consentano la misurazione della temperatura, umidità relativa, ciclo di luce alternata - light/dark - e altre variabili.

Sono ormai ben codificate le modalità di prelievo, setacciamento, immagazinamento e conservazione del campione di suolo.

Speciali preparazioni del campione devono precedere gli studi sulle attività enzimatico-metaboliche e sulla popolazione del microbiota.

 

Necessità di controllo sul campo.

In laboratorio e nelle serre non può essere studiato il reale destino degli Ogm, la loro persistenza e le interazioni con il biota, nonchè la trasmissione genetica trasversale in ecosistemi locali e a distanza.

Data la complessità del sistema ecologico, appare tuttora insufficiente utilizzare esclusivamente studi in laboratorio o in microcosmi (serre) per studiare gli effetti. I risultati infatti, nonostante vengano elaborati con sofisticate metodiche statistiche, non possono mai rappresentare la "realtà" ecologica.

Il passaggio da verità statistica a verità ecologica è dato dalle indagini sul campo.

Il confronto tra risultati di laboratorio e risultati sul campo, infatti, ha dato spesso esiti contrastanti.

L'Epa ha ormai adottato il metodo case-by-case study anche in regime autorizzativo.

L'analisi del rischio deve includere almeno cinque punti:

1)la conoscenza delle metodiche di individuazione e conta degli Ogm.

2)stima delle capacità di sopravvivenza, moltiplicazione e potenziale competitività con il biota dell'ambiente immesso.

3)possibile trasferimento dei tratti genici.

4)trasporto e conseguente colonizzazione.

5)capacità di essere causa di effetti ambientali indesiderati quali:

-distruzione di processi ambientali ( distruzione strutturale e funzionale)

-patogenicità

-tossicità

-infettività

 

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