Voeding en gezondheid - genetisch gemodificeerd voedsel
Open

Stand van zaken
14-01-2003
H.A. Kuiper, G.A. Kleter en E.J. Kok

- De genetisch gemodificeerde (GG-)gewassen die op dit moment geteeld worden, hebben nieuwe eigenschappen die landbouwkundige voordelen bieden.

- Verwacht wordt dat in de toekomst ook GG-gewassen geteeld zullen worden met ingrijpender genetische modificaties om de nutritionele waarde en gezondheidswaarde voor de consument te verbeteren.

- De veiligheidsbeoordeling van GG-voedingsmiddelen vóór markttoelating is gebaseerd op een vergelijking van de eigenschappen van het nieuwe voedingsmiddel met die van het vergelijkbare traditioneel geproduceerde voedingsmiddel. Geidentificeerde verschillen worden grondig onderzocht op toxicologische en nutritionele consequenties.

- Aanvullende moderne analysetechnieken worden ontwikkeld voor de beoordeling van toekomstige, complexe GG-voedingsmiddelen.

- Er zijn geen gevallen bekend van nadelige effecten van de huidige generatie GG-voedingsmiddelen op de gezondheid/-nutritionele status van de consument. De uitvoerbaarheid van postmarketingsurveillance van (GG-)voedingsmiddelen om alsnog geringe effecten of langetermijneffecten te identificeren die in de premarktfase onopgemerkt zijn gebleven, wordt onderzocht, maar de betekenis hiervan moet niet overschat worden.

- Surveillance kan informatie opleveren in geval van gerichte vragen over bepaalde producten, mits de inname door de consument voldoende bekend is. Hiervoor dienen traceerbaarheids- en labelingssystemen te worden opgezet.

Zie ook het artikel op bl. 60.

De recente biologische revolutie, namelijk de ontdekking van de structuur van het DNA en de universele genetische code (www.nature.com/genomics/human/watson-crick/),1 heeft de mogelijkheid verschaft tot genetische modificatie, waarmee gerichte veranderingen aangebracht kunnen worden in levende organismen. De techniek van genetische modificatie is onder meer toegepast op landbouwgewassen. In 2001 werd meer dan 50 miljoen hectare verbouwd met genetisch gemodificeerde gewassen (GG-gewassen), ook wel ‘transgene gewassen’ genaamd, voornamelijk in de VS, Canada en Argentinië (www.isaaa.org/, ga naar ‘publications’ en download Brief nr 24-2001).2 Bij de transgene gewassen die nu verbouwd worden, gaat het om planten met verbeterde landbouwkundige kenmerken als herbicidetolerantie en verhoogde insectenresistentie of een combinatie van deze eigenschappen. De belangrijkste transgene gewassen zijn soja, koolzaad, maïs en katoen.

Herbicidetolerante planten worden gegenereerd door de introductie van genen die coderen voor enzymen met een verminderde affiniteit voor het herbicide of die het herbicide inactiveren. Deze planten bieden de boer meer gemak bij het bestrijden van onkruiden die tussen de gewassen groeien en die de oogst nadelig kunnen beïnvloeden. Het gebruik van herbiciden kan tevens als alternatief dienen voor mechanische grondbewerking (zoals schoffelen), hetgeen van voordeel kan zijn in erosiegevoelige gebieden. Gewassen met een verhoogde weerstand tegen insectenvraat zijn ontstaan door genen in te brengen, afkomstig uit micro-organismen die coderen voor eiwitten met een insecticide werking (kristallijne eiwitten afkomstig uit Bacillus thuringiensis). De transgene, voor insecten resistente gewassen bieden het voordeel dat ze continu beschermd zijn tegen insectenvraat en daardoor minder bespuitingen met vaak giftige insecticiden behoeven.

De hierboven geschetste GG-gewassen bieden potentiële voordelen voor de boer en het milieu – de voordelen voor de consument zijn minder evident.

Voorbeelden van transgene voedselproducerende dieren zijn zalm gemodificeerd met genen die de groei reguleren en varkens met genen die de efficiëntie van voederconversie bevorderen.3 4 De GG-zalm is gemodificeerd met een extra gen voor het zalmgroeihormoon, dat het hele jaar actief is. Jonge transgene zalmen groeien 4-6 keer zo snel als hun leeftijdsgenoten, maar op volwassen leeftijd zijn zij weer even groot. Voordelen van de transgene zalmproductie zijn de kortere kweekduur en een efficiëntere benutting van het visvoer. De niveaus van het groeihormoon in de eetbare delen van de transgene zalm verschillen niet van die in de eetbare delen van de gewone zalm.

Het GG-varken is gemodificeerd met fytase, een enzym dat fytinezuur afbreekt en dat in het speeksel wordt uitgescheiden. Fytinezuur komt in plantaardige veevoeders voor en is een antinutriënt, omdat het mineralen, zoals zink en magnesium, bindt en daardoor de darmopname ervan remt. Wanneer fytinezuur door fytase wordt afgebroken, komt tevens fosfaat beschikbaar voor darmopname, hetgeen tot minder fosfaat in de mest leidt, wat gunstig is voor het milieu.

De ontwikkeling van transgene voedselproducerende dieren staat nog in de kinderschoenen; in dit artikel besteden wij voornamelijk aandacht aan transgene voedingsgewassen.

toekomstige gg-producten met gezondheidsbevorderende claims

Het valt te verwachten dat in de komende jaren de biotechnologie zal bijdragen aan het produceren van voedingsmiddelen met verbeterde nutritionele of met gezondheidsbevorderende eigenschappen (www.blackwellscience.com/products/journals/plantGM/tpj1119.pdf).5 Deze voedingsmiddelen worden functionele voedingsmiddelen of ‘nutraceuticals’ genoemd. Enkele voorbeelden van functionele GG-voedingsgewassen zijn:

- sojaolie met een hoog gehalte aan oliezuur, een enkelvoudig onverzadigd vetzuur dat minder gevoelig is voor oxidatie bij bakken en frituren dan meervoudig onverzadigde vetzuren;

- tomaten met meer antioxidantia (flavonoïden), waaraan positieve effecten worden toegeschreven in relatie tot hart- en bloedvaten en kankerpreventie;

- suikerbieten met fructanen, dat wil zeggen polysachariden met een laagcalorische waarde en een verondersteld positief effect op darmflora;

- hypoallergene rijst waarin de niveaus van allergene eiwitten door genetische modificatie zijn verlaagd;

- ‘gouden rijst’ met provitamine A (?-caroteen) in de rijstkorrels, waarin het van nature niet voorkomt; deze rijst is mogelijk inzetbaar tegen vitamine-A-deficiëntie in ontwikkelingslanden, onder andere om blindheid bij kinderen te voorkomen;

- met ijzer verrijkte rijst, die gemodificeerd is ten behoeve van een hoger ijzergehalte van de korrels en die bij consumptie een goede opname van ijzer in de darm geeft; deze rijst zou ingezet kunnen worden tegen anemie in ontwikkelingslanden. De 5 laatstgenoemde producten zijn nog in ontwikkeling en geen van de 6 genoemde producten is op de Europese markt. Tevens dient de kritische kanttekening te worden gemaakt dat nog veel fundamentele kennis ontbreekt over de werkingsmechanismen van bioactieve stoffen in planten in relatie tot gezondheidsbescherming en -bevordering. Toekomstige GG-voedingsmiddelen met gezondheidsclaims moeten daarom grondig onderzocht worden alvorens toelating op de markt kan plaatsvinden.

beoordeling van de voedselveiligheid van transgene voedingsmiddelen

Wezenlijke gelijkwaardigheid.

De beoordeling van de veiligheid en nutritionele eigenschappen van GG-voedingsmiddelen is gebaseerd op het principe van ‘wezenlijke gelijkwaardigheid’ (‘substantial equivalence’). Dit principe, ontwikkeld door de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en geaccepteerd door de Food and Agricultural Organization/-WHO (www.oecd.org/pdf/M00033000/M00033002.pdf en ftp://ftp.fao.org/es/esn/food/gmreport.pdf),6 7 houdt in dat traditioneel gekweekte voedingsgewassen kunnen dienen als vergelijkingsmateriaal, omdat consumptie van deze producten als veilig wordt beschouwd op grond van hun vaak lange gebruikshistorie. Vergelijking van de landbouwkundige en morfologische eigenschappen, en met name van de samenstelling van het GG-voedingsmiddel met die van het traditionele product brengt eventuele verschillen aan het licht, die vervolgens onderzocht worden op hun toxicologische en nutritionele consequenties. Voor wat betreft de samenstelling worden de belangrijkste macro- en micronutriënten, antinutritionele factoren en natuurlijke toxinen gemeten.

Toepassing van het principe van wezenlijke gelijkwaardigheid is geen veiligheidsbeoordeling op zich maar onderdeel daarvan, bedoeld om eventuele verschillen op te sporen. Het is van groot belang om GG- en niet-GG-gewassen met elkaar te vergelijken, die onder dezelfde teeltomstandigheden zijn geteeld, omdat bijvoorbeeld bodemgesteldheid en klimaat een grote invloed op de samenstelling kunnen hebben. Ook moet de natuurlijke variatie in samenstelling van het voedselgewas in kaart gebracht worden, zodat eventuele verschillen tussen het GG- en het niet-GG-gewas beoordeeld kunnen worden tegen deze achtergrond.

In de figuur wordt de benadering geschetst die internationaal door overheden wordt toegepast bij de beoordeling van de veiligheid en de nutritionele eigenschappen van GG-voedingsmiddelen. De beoordeling geeft geen uitsluitsel over de absolute veiligheid van het transgene product, maar wel over de relatieve veiligheid, dat wil zeggen of het even veilig is als conventioneel geproduceerde producten.6 7

Onverwachte effecten.

De mogelijkheid dat zich onverwachte veranderingen in de samenstelling van een GG-product voordoen als gevolg van de genetische modificatie is een belangrijk onderwerp van discussie. Het niet-gericht inbrengen van nieuwe genen in een organisme kan leiden tot verstoring van genfuncties met als gevolg veranderingen in niveaus van enzymen, nutriënten, metabolieten of zelfs de aanmaak van nieuwe toxinen (www.blackwell-science.com/products/journals/plantGM/tpj1119.pdf).5 Het optreden van onverwachte veranderingen is niet uniek voor toepassing van moderne genetische modificatietechnieken, dit verschijnsel komt ook voor bij conventionele plantenveredeling.

Voor het opsporen van onverwachte effecten in de eerste generatie GG-gewassen, waarbij sprake is van relatief geringe genetische veranderingen, is een vergelijking van afzonderlijke componenten tussen het GG- en het niet-GG-organisme voldoende, namelijk door het meten van gehalten van bekende macro- en micronutriënten en van toxinen. Voor toekomstige GG-organismen met complexe modificaties worden zogenaamde profileringstechnieken aanbevolen, waarmee vele componenten tegelijk worden gemeten (‘vingerafdruk’). Verschillende moderne technieken staan hiervoor ter beschikking, waaronder DNA-/RNA-microarraytechnologie, ‘proteomics’ en chemische analysetechnieken. Toepassing en validering van deze technieken vindt onder meer plaats in het Europese thematische netwerk ENTRANSFOOD (www.entransfood.com).

Allergeniteit.

Beoordeling van de potentiële allergeniteit van een GG-voedingsmiddel vraagt speciale aandacht, niet in de laatste plaats omdat de incidentie van allergie in de westerse wereld in de laatste decennia toe lijkt te nemen. Beoordeling van de allergene potentie van nieuw ingebrachte eiwitten richt zich in eerste instantie op (a) hun stabiliteit tijdens voedselbereiding en vertering; (b) de gelijkenis tussen de aminozuursequenties van de nieuwe eiwitten en die van bekende allergenen; en (c) de allergeniteit van het organisme waaruit het ingebrachte gen afkomstig is. Afhankelijk van de resultaten kan in tweede instantie besloten worden tot verder testen door screening op kruisreactiviteit met sera van patiënten die allergisch zijn voor op een nieuw eiwit gelijkend allergeen of voor het organisme waaruit het ingebrachte gen oorspronkelijk stamt. Ook kunnen dierproeven aanvullende informatie opleveren (ftp://ftp.fao.org/es/esn/food/allergygm.pdf en ftp://ftp.fao.org/codex/alinorm03/Al03_34e.pdf).8 9 Er is geen afzonderlijk uniek criterium op grond waarvan allergeniteit voorspeld kan worden, en daarom is het van belang om bevindingen van verschillende oorsprong mee te wegen. Deze benadering heeft tot nu toe goed gewerkt, zoals bij het genetisch modificeren van soja om het methioninegehalte te verhogen. Hiervoor werd het methioninerijke 2S-albumine van de Braziliaanse paranoot ingebracht, maar bindingstests met antisera brachten aan het licht dat het nieuwe eiwit tot expressie gebracht in soja leidde tot allergische reacties bij mensen die allergisch zijn voor de paranoot. De ontwikkeling van deze GG-soja is daarop stopgezet.10

Gentransfer en antibioticumresistentie.

De overdracht van genen vanuit planten naar andere organismen is een punt van aandacht; met name gaat het om antibioticumresistentiegenen die gebruikt worden om GG-planten te selecteren tijdens hun ontwikkeling in de laboratoriumfase. Deze genen zouden in theorie naar pathogene micro-organismen in de darm van consumenten kunnen worden overgedragen, waardoor deze ongevoelig voor antibioticumtherapie zouden kunnen worden. Een daadwerkelijke genoverdracht van GG-voeding naar darmflora is niet aangetoond en berekeningen laten zien dat de kans hierop zeer klein is (http://vm.cfsan.fda.gov/7Edms/opa2Darmg.html).11

Bij de veiligheidsbeoordeling van antibioticumresistentiegenen wordt verder rekening gehouden met de klinische relevantie van het antibioticum en het reeds bestaande niveau van deze resistentie in micro-organismen. Uit voorzorg, met name gebaseerd op zorgen van de consument, heeft de Europese Unie onlangs besloten het gebruik van antibioticumresistentiegenen in planten uit te bannen.

Dierproeven.

Er worden in het kader van onderzoek en registratie ook voedingsproeven uitgevoerd met geisoleerde nieuwe eiwitten en met transgene voedingsmiddelen bij laboratoriumdieren, en het merendeel van deze studies geeft geen aanwijzingen voor schadelijke effecten, zoals een recent overzicht laat zien (www.blackwell-science.com/products/journals/plantGM/tpj1119.pdf).5 In Engeland is veel commotie ontstaan in 1998 naar aanleiding van een onderzoek met een transgene aardappelvariëteit waarin een lectine tot expressie was gebracht, omdat na consumptie door ratten afwijkingen waren geconstateerd in het maag-darmkanaal.12 Deze resultaten zijn echter zeer aanvechtbaar vanwege de gebrekkige uitvoering van de experimenten en de slechte karakterisering van de testmaterialen.13 14 Deze transgene aardappel heeft nooit het marketingstadium bereikt.

postmarketingsurveillance van onverwachte schadelijke bijwerkingen van transgene voedingsmiddelen

Miljoenen Amerikanen hebben sinds midden jaren negentig van de vorige eeuw transgene producten geconsumeerd zonder evidente schadelijke gevolgen voor de gezondheid. Systematisch onderzoek naar de mogelijke gezondheidseffecten van GG-voedsel bij consumenten is echter niet gedaan en is ook moeilijk uitvoerbaar. Een eerste aanzet tot postmarketingsurveillance wordt gedaan in het Verenigd Koninkrijk, waar de haalbaarheid wordt onderzocht van deze surveillance van GG-voedingsmiddelen op basis van consumptiepatronen van individuele huishoudens en gegevens van supermarkten.

Postmarketingsurveillance voor GG-voedingsmiddelen zal verschillen van de reeds gangbare surveillance voor medicijnen. Het gebruik van medicijnen vindt namelijk in het algemeen plaats gedurende een beperkte periode en eventuele klachten zullen teruggekoppeld worden naar de (huis)arts. Bij voedingsmiddelen gaat het om complexe producten, waarvan de samenstelling kan variëren. De diverse ingrediënten zijn in het algemeen wel op de verpakking vermeld, maar dezelfde ingrediënten kunnen ook in andere voedingsmiddelen worden gebruikt. Tevens vindt de verkoop langs vele routes plaats. Voorwaarde voor een zinvolle opzet van een surveillancetraject is daarom dat een product door de hele voedselproductieketen geëtiketteerd en goed traceerbaar is.

In het algemeen geldt tevens dat onze kennis over langetermijneffecten van voedingsmiddelen zeer beperkt is, met name door (a) de grote genetische variatie in de bevolking en dus variatie in mate van gevoeligheid voor voedingsgerelateerde effecten; (b) steeds veranderende voedingsgewoonten en diëten; en (c) andere leefstijlfactoren, zoals roken en alcoholconsumptie, waarvoor gecorrigeerd dient te worden bij epidemiologische studies. Op basis van goed geformuleerde vraagstellingen en met behulp van geschikte biomarkers kan postmarketingsurveillance in specifieke gevallen additionele aanwijzingen verschaffen over de veiligheidsimplicaties en de nutritionele implicaties van GG-voedingsmiddelen die onopgemerkt zijn gebleven tijdens de beoordeling voor de toelating op de markt. Dit benadrukt het belang van het premarktfaseonderzoek. Als op basis daarvan onvoldoende aannemelijk gemaakt kan worden dat het nieuwe product in vergelijkbare mate veilig is als producten die al op de markt zijn, dient het voorzorgsprincipe te worden toegepast en het product niet toegelaten te worden.

Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij in het kader van Programma 390 ‘Veiligheid van voeding en diervoeding’.

Literatuur

  1. Watson JD, Crick FHC. Molecular structure of nucleicacids. A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature1953;171:737-8.

  2. James C. Global review of commercialized transgenic crops:2001. Ithaca: International Service for the Acquisition of Agri-biotechApplications; 2001.

  3. Kleter GA, Kuiper HA. Considerations for the assessment ofthe safety of genetically modified animals used for human food or animalfeed. Livest Prod Sci 2002;74:275-85.

  4. Golovan SP, Meidinger RG, Ajakaiye A, Cottrill M,Wiederkehr MZ, Barney DJ, et al. Pigs expressing salivary phytase producelow-phosphorus manure. Nat Biotechnol 2001;19:741-5.

  5. Kuiper HA, Kleter GA, Noteborn HPJM, Kok EJ. Assessment ofthe food safety issues related to genetically modified foods. Plant J2001;27:503-28.

  6. OECD. Safety evaluation of foods derived by modernbiotechnology. Parijs: Organisation for Economic Co-operation andDevelopment; 1993.

  7. FAO/WHO. Safety aspects of genetically modified foods ofplant origin. Report of a joint FAO/WHO expert consultation on foods derivedfrom biotechnology. Geneva, Switzerland, 29 May-2 June 2000. Rome: Food andAgriculture Organisation of the United Nations; 2000.

  8. FAO/WHO. Allergenicity of genetically modified foods.Report of a joint FAO/WHO expert consultation on foods derived frombiotechnology, Rome, Italy, 22-25 January 2001. Rome: Food and AgricultureOrganisation of the United Nations; 2001.

  9. FAO/WHO. Report of the third session of the Codex Ad HocIntergovernmental Task Force on Foods Derived from Biotechnology (ALINORM01/34). Rome: Food and Agriculture Organisation of the United Nations;2001.

  10. Nordlee JA, Taylor SL, Townsend JA, Thomas LA, Bush RK.Identification of a Brazil-nut allergen in transgenic soybeans. N Engl J Med1996;334:688-92.

  11. FDA. Guidance for industry: use of antibiotic resistancemarker genes in transgenic plants. Washington, D.C.: U.S. Food and DrugAdministration, Center for Food Safety and Applied Nutrition; 1998.

  12. Ewen SWB, Pusztai A. Effect of diets containinggenetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on ratsmall intestine. Lancet 1999;354:1353-4.

  13. Kuiper HA, Noteborn HPJM, Peijnenburg AACM. Adequacy ofmethods for testing the safety of genetically modified foodsletter. Lancet 1999;354:1315-6.

  14. Royal Society. Review of data on possible toxicity of GMpotatoes (Ref. 11/99). Londen: The Royal Society; 1999.