„Organizmy Genetycznie Modyfikowane są to organizmy inne niż organizm człowieka, których materiał genetyczny został zmieniony w sposób niezachodzący w naturalnych warunkach, w wyniku krzyżowania oraz naturalnej rekombinacji. W większości przypadków dotyczy to organizmów, do genomu których został wprowadzony materiał genetyczny pochodzący od obcych gatunków.” – tłumaczy dr Wojciech Zalewski, autor bloga GMObiektywnie. Warto w tym miejscu zwrócić uwagę, że definicja „organizmy inne niż organizm człowieka”zalicza do GMO nie tylko rośliny i zwierzęta, ale również drobnoustroje o zmienionej informacji genetycznej.

Razem, a jednak osobno – czyli krótka historia pierwszej modyfikacji

Pierwszym w historii genetycznie zmodyfikowanym organizmem została bakteria Escherichia coli. W 1973 roku Herb Boyer i Stanley Cohen zastosowali technologię rekombinacji DNA, która pozwoliła na uzyskanie w bakterii oporności na antybiotyki. Prekursorzy nowej ery inżynierii genetycznej nie pracowali jednak razem od początku. Herb Boyer na Uniwersytecie Kalifornijskim skupiał swoje wysiłki nad uzyskaniem enzymów mających zdolność precyzyjnego cięcia DNA w zależności od sekwencji. Stanley Cohen na Uniwersytecie Stanford badał plazmidy naturalnie obecne w bakteriach – wyodrębniał je z Komorek, a następnie umieszczał w innych i kontrolował „przeniesienie cech” między osobnikami. Naukowcy spotkali się na konferencji w 1972 roku na Hawajach i zrozumieli, że ich badania mają ze sobą wiele wspólnego. Tak rozpoczęła się współpraca. Efektem prowadzonych doświadczeń było udowodnienie, że możliwe jest przeniesienie genów z jednego organizmu do drugiego. Badacze  wyizolowali plazmid z sekwencją oporności na tetracykliny, następnie, stosując enzymy Boyer’a zamienili tę sekwencję na gen oporności na kanamycynę. Tak skonstruowany wektor wprowadzono do organizmu E. coli, w której następnie zidentyfikowano oporność na antybiotyki.

Jak z bakterii zrobić fabrykę przeciwciał?

Metoda zastosowana przez Boyer’a i Cohen’a bazowała na technologii rekombinacji DNA. Od tego czasu inżynieria genetyczna wykonała gigantyczny krok naprzód, a modyfikacje, jakim podlegają organizmy ogólnie podzielić na trzy podstawowe grupy, w zależności od typu manipulacji: zmiana aktywności genów naturalnie występujących w organizmie (z zastosowaniem np. antysensownej sekwencji lub mutagenezy ukierunkowanej), wprowadzenie dodatkowych kopii genów naturalnie występujących w organizmie (w celu np. zwiększenia produktywności określonej substancji), 3. wprowadzenie genu pochodzącego z innego gatunku . Współcześnie cechy drobnoustrojów poddaje się zmianie w analogiczny sposób do tego zastosowanego w 1973 roku. Gen kodujący pożądaną cechę izoluje się z innego organizmu lub, co stanowi alternatywę dla „tradycyjnej” metody, syntetyzuje chemicznie. Następnie wklonowuje się go do wcześniej wyizolowanego plazmidu, który w kolejnym etapie jest wprowadzany do modyfikowanego organizmu. W przypadku roślin i zwierząt istnieje zdecydowanie szersze spektrum stosowanych podejść.

Bo nie chodzi o naukę samą w sobie

Organizmy modyfikowane genetycznie i sama technologia ich modyfikacji są na pewno ogromnym osiągnięciem naukowym. Nauka jednak ma również wykorzystanie w życiu codziennym, bo przecież taki jest jej cel – służba ludziom. Wśród powszechnie wymienianych cech, które udaje się uzyskać dzięki modyfikacjom genetycznym roślin są m.in. zwiększona odporność na warunki środowiska oraz szkodniki, podniesienie wartości odżywczej, czy przedłużenie świeżości i poprawa walorów konsumpcyjnych. Rośliny GM znajdują również zastosowanie w produkcji biopaliw oraz, dzięki zdolności pochłaniania toksycznych substancji, rekultywacji zanieczyszczonych gleb. „W Stanach Zjednoczonych prowadzi się uprawy wysokooleinowej soi genetycznie modyfikowanej, z modyfikacją zmieniającą stosunek kwasów tłuszczowych. Nie zawiera ona szkodliwych kwasów trans, co niewątpliwie stanowi dużą korzyść dla konsumenta. W Wielkiej Brytanii, w ostatnim czasie dużo się mówiło o prowadzonych doświadczeniach polowych nad genetycznie modyfikowanymi roślinami wzbogaconymi o kwasy omega–3.” - dodaje dr Zalewski. Twórcy tego typu rozwiązań zasypują świat informacjami o korzyściach zastosowania modyfikowanych genetycznie roślin. Niestety każda ingerencja w procesy naturalnie występujące w środowisku może mieć również negatywne skutki. Często nie jesteśmy o nich po prostu informowani. Jak mówi przewodniczący polskiej Komisji ds. GMO, prof. dr hab. Tadeusz Żarski: ”Badania dokumentujące bezpieczeństwo stosowania takich produktów nie są wystarczające. Dlaczego nie ma rzetelnych badań? Zaraz po pojawieniu się na rynku pierwszej komercyjnie rozprowadzanej rośliny – pomidora Flavr Savr, wprowadzono w USA zasadę równoważności składnikowej, znoszącej zasadę konieczności przedstawienia wyników o nieszkodliwości otrzymanych roślin GM. Badania, które mamy do dyspozycji są badaniami firmowymi, a do nich nie zawsze mamy dostęp”. Manipulacji materiału genetycznego dokonuje się również w przypadku zwierząt. Ich celem jest m.in. uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych, zwiększenie ich odporności na choroby oraz podniesienie wartości odżywczych np. mleka. Powyższe cechy wydają się ważne z punktu widzenia żywienia ludzi – więcej, taniej, szybciej, zdrowiej. Należy jednak pamiętać, że wszystkie trzy grupy modyfikowanych genetycznie organizmów, a więc drobnoustroje, rośliny i zwierzęta, mogą stanowić źródło substancji cennych z farmakologicznego punktu widzenia. Ze względu na produkcję dużej ilości białek, które można stosunkowo łatwo wyizolować i oczyścić ogromny udział w wytwarzaniu leków mają drobnoustroje. Wystarczy przytoczyć tu znaną już wszystkim insulinę produkowaną przez bakterie z wklonowanym genem ludzkiej insuliny. Na tym jednak nie koniec. Wśród substancji wytwarzanych przez mikroorganizmy GM są również hormony (m.in. hormon wzrostu czy gonadotropiny), interleukiny (odpowiedzialne za pracę układu immunologicznego), enzymy (stosowane w leczeniu zaburzeń metabolicznych), czy przeciwciała monoklonalne (wykorzystywane w terapii schorzeń autoimmunologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane, reumatyzm, czy choroba Leśniowskiego- Crohna). Jako bioreaktory do produkcji tych cząsteczek wykorzystywane są najczęściej pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) oraz laseczki sienne (Baccillus subtilis), ale również drożdże Saccharomyces cerevisieae lub Pichia pastoris. Podejście społeczeństwa do organizmów modyfikowanych genetycznie jest jednak bardzo rożne. Jak zaznacza prof. dr hab. Ewa Bartnik: „W Polsce, podobnie jak w wielu krajach Europy, społeczeństwo nie ma przekonania do GMO. Badania europejskie wykazały że około 60% osób uważa, że DNA znajduje się tylko w GMO, a nie ma go w normalnych zwierzętach i  roślinach. Wiele osób też wierzy, mimo lat badań naukowych, że żywność produkowana z GMO może być szkodliwa. Nie ma ku temu naprawdę żadnych podstaw, ale niestety przekonania jest niesłychanie trudno zmienić i nie wydaje mi się by szybko w Europie (w odróżnieniu od np. USA) nastąpiła powszechna akceptacja upraw roślin modyfikowanych genetycznie. Co ciekawe, raczej (na szczęście) nie słyszy się obiekcji do produkowanych technikami wykorzystującymi GMO leków i szczepionek.” Pomimo doskonale rozwiniętych technik oczyszczania białek, wykorzystanie drobnoustrojów wiąże się zawsze z ryzykiem zanieczyszczenia produktów leczniczych mikroorganizmami. W związku z tym, coraz szerzej rozwija się gałąź modyfikacji genetycznych roślin i zwierząt. Tutaj wyróżniają się naukowcy Polskiej Akademii Nauk, którzy opracowali szczepionkę na wirusowe zapalenie wątroby typu B wytwarzaną w liściach sałaty. Rośliny są bowiem m.in. traktowane jako źródło tzw. szczepionek DNA, czyli fragmentów DNA kodujących białko, przeciw któremu chcemy wypracować odpowiedź immunologiczną. Inaczej jest w przypadku zwierząt. Tutaj produkt wklonowanego genu chcemy izolować, oczyszczać i podawać w formie preparatu. W związku z tym, że najłatwiejszym sposobem otrzymania białka jest jego oczyszczenie z wydzielin zewnętrznych, kozy, owce, a także króliki. Manipulacji materiałem genetycznym dokonuje się tak, aby pożądany produkt wytwarzany był w gruczołach mlecznych i wydzielany wraz z mlekiem. Zmodyfikowane zwierzęta aktualnie są w stanie dostarczyć nam m.in. antytrombinę (czynnik krzepliwości krwi), antytrypsynę (stosowana w leczeniu rozedmy płuc), erytropoetynę (wykorzystywana w terapii anemii), czy laktoferynę (podawana osobom z niedoborem żelaza).

A co na to prawo?

W Polsce najgorętsza debata toczy się nad roślinami genetycznie modyfikowanymi. Europejska podejmuje decyzję o dopuszczeniu do obrotu określonego produktu na terenie wszystkich krajów członkowskich. Zgodnie z art. 16 dyrektywy 90/220 istnieje możliwość wprowadzenia tymczasowego zakazu jego stosowania lub sprzedaży w danym państwie. Polska korzysta z tego prawa i od 28 stycznia 2013 r., wraz z wejściem w życie ustawy o nasiennictwie oraz dwóch rozporządzeń Rady Ministrów, w Polsce zaczął obowiązywać zakaz stosowania materiału siewnego odmian modyfikowanej kukurydzy MON 810 oraz ziemniaka Amflora. W praktyce jednak określenie „tymczasowy” zakaz oznacza możliwość blokowania wprowadzenia danego gatunku przez dwa lata. Tak naprawdę więc to nie my sami podejmujemy decyzję, ale gremium Unii Europejskiej niejako robi to za nas. W Polsce jednym z głównych organów opiniodawczo-doradczych w sprawie GMO jest powołana przez Ministra Środowiska, Komisja ds. GMO. Jeden z jej członków, prof. dr hab. Ewa Bartnik mówi: „Nasza rola polega na analizie wniosków o zezwolenie na pracę z GMO. Większość i to naprawdę ogromna większość to wnioski o pracę w tzw. układzie zamkniętym – tylko w laboratorium bez uwalniania do środowiska. Większość prac naukowych prowadzonych obecnie w dziedzinie biologii i medycyny wykorzystuje jakieś formy GMO. Zarówno jako obiekty czy narzędzia pracy”.