Super-papa genéticamente modificada con ventajas para el agricultor, la salud y el medio ambiente

• Por Daniel Norero

¿Te imaginas una papa resistente a los machucones – reduciendo en millones de kilogramos el desperdicio anual de alimentos? ¿Además resistente al fatal hongo del tizón tardío y el virus PVY? ¿Que necesita millones de litros menos de agua para su cultivo? ¿Que reduce en millones de kilogramos la emisión de CO2 y en miles las aplicaciones de fungicidas por temporada? ¿También tolerante al almacenamiento a bajas temperaturas por largos periodos de tiempo? ¿Y que incluso sea más sana cuando se hornea o fríe? Te puede parecer una “super-papa” sacada de una historia de ciencia ficción o de posible tecnología alimentaria del futuro, pero aunque no lo creas, esa papa ya existe gracias a la ciencia moderna y la ingeniería genética.

El año pasado escribí acerca de esta papa genéticamente modificada (GM) en un post sobre cultivos GM con beneficios para la salud, pero aquí me enfocaré exclusivamente en esta papa (incluyendo los avances que han ocurrido desde entonces) usando una serie de interesantes imágenes que muestran gráficamente sus beneficios.

• ¿Como se desarrolló la “super-papa”?
• Segunda generación de la papa Innate
• ¿Tercera generación? Ya esta en camino
• Alianza con instituciones públicas y apoyo para países en desarrollo
• Una papa que también derriba mitos

¿Como se desarrolló la “super-papa”?

La variedad de papa GM en cuestión se llama “Innate™” y fue desarrollada por científicos de la empresa estadounidense Simplot, dedicada al procesamiento de comida congelada y otros rubros diversos en el área de la agricultura. La papa se modificó genéticamente a partir de las variedades de papa Ranger Russet, Russet Burbank y Atlantic mediante la tecnología de ARN de interferencia (mecanismo natural usado por las plantas para defenderse de patógenos) con el objetivo de silenciar 4 genes para producir 3 rasgos deseados:

• Resistencia a machucones: Se silenció la enzima polifenol oxidasa (PPO) en el túberculo (no así en la planta), la cual normalmente se libera ante daño celular y oxida fenoles produciendo así pigmentos oscuros, en otras palabras, formando las típicas manchas oscuras y moretones en la etapa de manejo y almacenamiento de los tubérculos. Las papas machucadas suelen descartarse en la industria, y solo en Estados Unidos esto significa perdidas anuales de US$298 millones.
  

  En los ensayos de campo la variedad Russet Burbank modificada redujo la formación de machucones en un 44% y la variedad Russet Ranger en 35% | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

  

  Producción de machucones y manchas negras en papas Russet Burbank convencionales (izquierda) e Innate (derecha). | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

• Reducción de asparagina: Al limitarse su formación, se reduce en un 70% la producción de acrilamida, un compuesto potencialmente cancerígeno que se forma inevitablemente (por reacción de Maillard) cuando el aminoácido asparagina es calentado a altas temperaturas, o en otras palabras, cuando la papa es horneada o freída.
  

  Diferencia en la producción de acrilamida al freír 3 variedades de papa convencional (barras celestes) y su versión modificada con tecnología Innate (barras verdes). | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

• Reducción de ázucares reductores: Al retardarse la conversión del almidón en azucares reductores (glucosa y fructosa) mejora la calidad, especialmente su aspecto y color – manteniendo, por ejemplo, el color café claro deseado por los consumidores.
  

  Papa Innate y su par convencional 10 horas después de ser cortadas.| Fuente biofortified.org

Además del silenciamiento génico, se insertaron genes provenientes de otras variedades de papas cultivadas y de papas silvestres (sexualmente compatibles), por lo cual esta es una variedad “cisgénica“, no “transgénica”, ya que se incorporaron genes de la misma especie; tampoco se usaron marcadores de resistencia a antibióticos y no hay secuencias del esqueleto del vector de inserción en el genoma de la papa.

La papa se llama “Innate” (o algo así como “innata” en español) ya que solo hay genes de papa y no se han introducido genes de otra especie. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

Cabe mencionar que no existen papas convencionales que combinen estos 3 rasgos, ya que en esta planta el mejoramiento genético tradicional debe lidiar con características como un alto grado de heterocigosidad, depresión endogámica, y la limitación de la propagación clonal, factores que obstaculizan de manera significativa combinar tales rasgos con técnicas convencionales.

Otros beneficios de esta papa GM son ambientales. Si todas las papas de variedad “Russet Burbank” cultivadas en Estados Unidos fueran Innate, se ahorraría la pérdida de 400 millones de libras de papa por año (un 10% de la producción anual del país), lo cual significa ahorrar 90 millones de dólares en costos de producción, 60 millones de libras de CO2 emitidas, 6,7 mil millones de galones de agua y 170 mil acres menos serían rociadas con pesticidas.

Un cultivo más eficiente y con menos pérdidas anuales por desechos. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

En noviembre del año 2014, después de 15 años de investigación y desarrollo, la papa Innate obtuvo la aprobación para su siembra por parte del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA), y en marzo de 2015 obtuvo la aprobación de la FDA, organismo que calificó a la papa como “tan segura y nutritiva como sus pares convencionales”. Simplot ya ha vendido papas Innate cultivadas en 400 acres en 2015 y tiene planes de aumentar esto a 2.000 acres de papas durante 2016.

Segunda generación de la papa Innate

La empresa Simplot no se durmió en los laureles con la papa Innate, y desarrolló una segunda generación, la cual suma las características mencionadas anteriormente además de resistencia al tizón tardío (también llamado roya o mildiu), un hongo que genera verdaderos “dolores de cabeza” a los productores de papa a nivel global por las enormes pérdidas económicas – es el mismo hongo responsable de la gran hambruna irlandesa en la década de 1840 y 1850 que destruyó por completo los cultivos de papa del país. Esto significa que los agricultores ahorrarán al necesitar aplicar mucho menos fungicida (hasta 45%) durante la temporada, y el producto final tendrá menos residuos del mismo producto cuando llegue al consumidor.

Se puede observar como las hileras de papa convencional (control) son totalmente susceptibles al tizón tardío, mientras que la papa Innate de segunda generación presenta buena resistencia. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

Además, en esta nueva papa se redujeron aún más los niveles de azúcares reductores, lo cual se traduce en un 90% menos de acrilamida al cocinarse, y tolera temperaturas más frías de almacenamiento – hasta a 3 °C por más de seis meses sin la acumulación de azúcares y manteniendo su calidad. Todo esto también se logró con genes de papas cultivadas y silvestres.

La nueva reducción de azúcares mejora aún más la calidad de la papa Innate. A la izquierda se ve una papa Russet y a la derecha una Innate de 2° generación, ambas tras 6 meses de almacenamiento. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

Los beneficios ambientales aumentan con esta nueva papa Innate según estimaciones académicas. Si todas las papas Russet Burbank en los Estados Unidos tuviesen los rasgos de la segunda generación de papa Innate, se estima que los residuos de papas (en el campo, durante el almacenamiento, envasado, comercio minorista y servicios de alimentación con papas frescas) podrían reducirse en 986 millones de libras. Además, las emisiones de CO2 podrían reducirse en 146 millones de libras, el consumo de agua se reduciría en en 17 mil millones de galones y se necesitarían un total de 200 mil menos aplicaciones por hectárea de pesticidas.

La segunda generación de papa Innate reduce aún más las pérdidas durante el almacenamiento y ahorra recursos. De hecho, aumentaría en un 10% las papas empacables después del periodo de almacenamiento. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

A fines de agosto de 2015 esta papa Innate de segunda generación obtuvo la autorización de siembra por parte del USDA, y en enero de 2016 fue autorizada por la FDA, mencionando que “no es sustancialmente diferente en su composición, seguridad y otros parámetros pertinentes, de cualquier otra papa o alimentos/piensos derivados de papas actualmente en el mercado”. Simplot todavía tendrá que completar su registro ante la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para poder comenzar su siembra comercial en el verano de 2017 y tener el producto en las tiendas en el otoño del mismo año.

¿Tercera generación? Ya esta en camino

Simplot continua con un programa de investigación activa y esta trabajando en una papa Innate de tercera generación proyectada para lanzarse comercialmente en la próxima década. Esta incluirá resistencia al virus PVY, un virus que produce pérdidas de hasta un 95% y deja las papas invendibles, y una mejor resistencia al tizón tardío (incluyendo más cepas del hongo). Además se incluirán otros rasgos beneficiosos para los consumidores, como el aumento de vitaminas y nutrientes, y se espera producir una papa que requiera menos agua, tolere mejor la sequía y el calor, y aumente el rendimiento de la papa en un 50% en 20 años.

Rasgos y beneficios de la primera papa Innate (lanzada en 2015), de la segunda generación (proyectada a comercializarse en 2017), y la tercera generación proyectada para lanzamiento en la próxima década. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

Alianza con instituciones públicas y apoyo para países en desarrollo

En 2012 el Laboratorio Sainsbury del Reino Unido terminó un ensayo de campo con una exitosa papa GM resistente al tizón tardío. Posteriormente en 2015 el “Potato Partnership Project” (TSL) del Laboratorio Sainsbury obtuvo un fondo de £841,000 por parte de las agencias estatales británicas BBSRC y NERC, y consiguió fondos extras al conformar una alianza publico-privada con BioPotatoes UK Ltd, la Universidad de Leeds (Reino Unido) y la empresa Simplot, esto con el objetivo de desarrollar una “super-papa” modificada genéticamente a partir de las variedades “Maris Piper” o “Desiree”. Se busca producir una variedad parecida a la papa Innate, ya que además de resistir al tizón tardío, se le dotará resistencia a los nematodos enquistadores de la papa (PCN), reducción de los niveles de asparagina y azúcares reductores (para reducir la formación de acrilamida) y reducción de machucones mediante el silenciamiento de la PPO.

El TSL contribuirá con su experiencia en resistencia al tizón, Leeds contribuirá con su trayectoria en PCN, y Simplot contribuirá con su conocimiento en la mejora de la calidad del tubérculo y compartirá las tecnologías necesarias para cumplir los objetivos. El proyecto tomará al menos 10 años, y se planea insertar hasta 8 genes provenientes de papas y tomate para producir los rasgos deseados; de estos, 3 genes serán para resistencia al tizón tardío (cada uno reconoce una parte distinta del patógeno), un enfoque que busca reducir una eventual evolución de resistencia por parte del hongo.

Simplot realiza alianzas clave para impulsar la innovación con instituciones públicas y desarrollar variedades para países en desarrollo. | Imagen: http://goo.gl/OH4yZd

Por otro lado, en octubre de 2015 la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) otorgó un subsidio de USD$6.8 millones a la Universidad Estatal de Michigan para asociarse con la Universidad de Minnesota y Simplot en el desarrollo de 2 variedades GM de papas asiáticas con genes para fuerte resistencia al tizón tardío. Estas papas serán entregadas para uso libre en Indonesia y Bangladesh, países donde la papa es un alimento básico y donde los agricultores deben rociar a diario fungicidas para tratar de controlar el hongo, e incluso así experimentar pérdidas de rendimiento. Además, ambos países tienen experiencia comercial y experimental con cultivos GM, incluyendo berenjena, arroz y caña de azúcar.

Una papa que también derriba mitos

Leyendo todo lo anterior sobre la papa Innate podemos realizar una rápida refutación a diversos mitos clásicos mencionados por las personas que se oponen a la modificación genética de cultivos:

• “Monsanto tiene el monopolio de los transgénicos“: La famosa y siempre invocada empresa no es la única que produce cultivos GM, también otras grandes, medianas y pequeñas empresas los desarrollan (Simplot es un ejemplo), incluyendo universidades, organismos públicos y estatales (como en Cuba), y muchas semilleras alrededor del mundo licencian rasgos GM en su germoplasma.
  

  Mapa de cultivos GM desarrollados, o en desarrollo, por universidades, entidades públicas y compañias locales alrededor del mundo.

• “Los transgénicos solo sirven para tolerar glifosato“: Si bien los cultivos GM resistentes a insectos y/o tolerantes a herbicidas aún dominan en el porcentaje total de estos cultivos, cada vez más se desarrollan y autorizan nuevos rasgos (Innate es un ejemplo) como resistencia a la sequía, a suelos salinos, a inundaciones, con mejor uso del nitrógeno, con mayor capacidad de producción de biopolímeros de interés industrial, para producción más barata y segura de fármacos, vacunas y otros compuestos de interés farmacéutico en plantas, entre otros.
• “Los transgénicos aumentan el uso de pesticidas“: Innate nos muestra como en realidad ayuda a reducir el uso de fungicidas por su resistencia al tizón tardío. Y no olvidemos que los cultivos GM resistentes a insectos gracias a la proteína Bt (como maíz y algodón) o al silenciamiento génico (como la papaya de Hawaii o los fríjoles de Brasil) reducen el uso de pesticidas por su resistencia a las plagas. De hecho, los cultivos GM han reducido el uso de pesticidas entre 1996 y 2013 en 550 millones de kilogramos.
• “Los transgénicos no benefician a los consumidores”: La papa Innate es una refutación directa, ya que  reduce un anti-nutriente potencialmente cancerígeno como la acrilamida, y permite producir una papa con menos residuos de fungicidas. Además, existen diversos cultivos biofortificados para países pobres o con beneficios para la salud; también hay alimentos GM aptos para gente con alergias o intolerancias alimentarias. La oposición a los OGMs y la regulación excesiva impiden su llegada a nuestras mesas.
• “Los transgénicos dañan el medio ambiente“: Innate nos demuestra sus enormes beneficios en reducción de uso de agua y aplicación de fungicida, así como reducción en las emisiones de CO2. Si revisamos los datos, solo en 2013 los OGMs evitaron la emisión de 28 mil millones de kilogramos de dióxido de carbono a la atmósfera, lo que equivale a retirar 12,4 millones de automóviles de las calles durante un año. Por otro lado, gracias a su mayor rendimiento los cultivos GM evitaron el uso de 132 millones de hectáreas extras entre 1996 y 2013, salvando bosques, selvas y terreno virgen.
• “Los transgénicos producen resistencia a antibióticos“: Desde hace bastante tiempo ya no se suele usar genes de resistencia a antibióticos como marcadores de selección (usados para identificar en que plantas la modificación genética fue exitosa); la papa Innate es un ejemplo de esto. Actualmente se usan, por ejemplo, marcadores luminosos (luciferasa), genes de la biosíntesis de antocianina, el gen gfp de la proteína verde fluorescente (GFP), fosfomanosa isomerasa, D-serina deshidratasa, o genes de resistencia a herbicida.
• “Los transgénicos pueden cruzarse con cultivos convencionales“: Si bien los cultivos de polinización cruzada (como el maíz) presentan ese riesgo, este se reduce y controla, por ejemplo, con medidas de separación. De hecho existe una larga experiencia en coexistencia de cultivos GM y no-GM. En cultivos de auto-fertilización como soya y trigo, o bianuales como la canola, este riesgo es despreciable. Lo mismo ocurre en cultivos como la vid (propagada por estacas) o la papa (muchas son estériles o se propagan mediante tubérculos). La papa Innate es un claro ejemplo, ya que se propaga con tubérculos, no semillas.
• “Necesitamos desperdiciar menos, no cultivar transgénicos“: Muchos afirman que necesitamos desperdiciar menos alimentos y repartirlo mejor, no producir más. Sin embargo, las campañas para evitar desperdicios solo tienen efecto en países ricos – ¡Donde Innate puede ayudar enormemente!. Pero en países en desarrollo, con poco o nada de equipo e insumos, enfrentan grandes pérdidas por plagas, malezas, sequía y otros factores. Aquí los cultivos GM tienen mucho que ofrecer por su mayor rendimiento y reducción de pérdidas (recordemos Innate y su resistencia al tizón); además han aumentado el suministro alimentario global y han generado más beneficios para agricultores de países en desarrollo que los de países desarrollados.

Finalmente, como nos ha demostrado las ventajas de la papa Innate, la ingeniería genética es una excelente herramienta que no podemos desaprovechar en el mejoramiento de cultivos que tengan beneficios para los agricultores, consumidores y el medio ambiente. Hay evidencia científica abrumadora que respalda la seguridad de los cultivos GM, y más de 270 instituciones científicas de prestigio a nivel global apoyan la seguridad y potencial de estos cultivos. Escuchemos a la ciencia y los expertos, no a activistas y propagadores del pánico y desinformación.

Artículos recomendados (en inglés):

• Q&A with Haven Baker on Simplot’s Innate™ Potatoes – Biofortified
• Scientist mom evaluates Simplot’s GMO Innate potato – GLP

• Q&A with Simplot Scientist Nicole Nichol – It’s MomSense

• FAQs – Simplot Plant Sciences
• Resources – Simplot Plant Sciences