Mutagênese em plantas: uma história muito antiga

A variabilidade genética induzida por agentes mutagênicos tem sido amplamente empregada na agricultura

Desde os primórdios da agricultura, a humanidade se empenha em cultivar plantas com maior resistência a doenças e a variações do clima. Com o intuito de se desenvolverem várias técnicas buscando selecionar variedades com características agronômicas desejadas.

Mas, essa história foi evoluindo devagar e a seleção de plantas ocorrendo naturalmente. Alterações pontuais no genoma das plantas decorrentes de mutações, por exemplo, foram gerando variações que explicam o processo conhecido como variabilidade natural das espécies. Assim, com plantas tão diversificadas, passamos a cruzar características de interesse, gerando linhagens melhoradas e cruciais para a nossa alimentação.

É importante dizer que o processo natural de mutação do genoma ocorre muito lentamente. Portanto, se deixássemos tudo ocorrer no ritmo da natureza, não teríamos alimento.

A boa notícia é que, à medida que avançamos com os conhecimentos de genética, desenvolvemos técnicas que imitam o que aconteceria naturalmente. Descobrimos, por exemplo, como funcionam e quais eram os agentes mutagênicos. Com eles, aceleramos o estudo das mutações aleatórias no genoma das plantas até chegarmos na técnica que ficou conhecida como mutação induzida ou mutagênese. Com ela, passamos a produzir novas variantes genéticas que não existiam na natureza. De tal forma que, avaliando uma a uma, fomos selecionando aquelas mais adequadas aos desafios agrícolas.

Mutação em plantas e seu uso na produção vegetal

Como são geradas as plantas por mutagênese aleatória induzida?

Desde a década de 1930, a mutagênese é usada em programas de melhoramento vegetal. Em resumo, podemos dizer que existem duas técnicas principais: a mutagênese aleatória, que visa aumentar a frequência de mutações genéticas espontâneas nos seres vivos; e a mutagênese dirigida (também conhecida como edição do genoma), que consiste na inserção, modificação ou deleção de um gene específico já presente na planta usando técnicas de edição do genoma como CRISPR e nucleases sítio-dirigidas (SDN).

Edição genética, uma versão 5.0 do melhoramento genético

Onde encontramos cultivares oriundas de mutagênese aleatória induzida?

De acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) a indução de mutações para melhoria de safra reúne mais de 3 mil variedades mutantes oficialmente produzidas a partir de 228 espécies de plantas diferentes em mais de 73 países em todo o mundo.

mutagênese

Mais de mil variedades mutantes das principais culturas básicas, cultivadas em dezenas de milhões de hectares, foram responsáveis por aumentar a renda rural, melhorar a nutrição humana e contribuir para a segurança alimentar ambientalmente sustentável no mundo. Em suma, diversas cultivares já são plantadas e trazem ótimas características de produção e composição. Apenas para citar alguns exemplos de mutação em plantas cultivadas, temos:

Melancias sem sementes
Tomates resistentes a doenças;
Canola com óleos mais saudáveis em sua composição;
Peras resistentes a doenças;
Algodão tolerante ao calor e desenvolvimento precoce.

Como funciona a regulamentação desses alimentos?

As plantas modificadas por técnicas de mutagênese aleatória in vivo ou in vitro não demandam regulamentação que contemple avaliação de risco. Afinal, essas alterações poderiam ocorrer naturalmente, como vem ocorrendo desde os primórdios da vida na terra.

Para as técnicas de mutagênese dirigida (reconhecidas como técnicas de edição genética e que não introduzem material genético exógeno), os produtos são analisados caso a caso com apresentação da técnica empregada para que os órgãos reguladores (que conhecem os aspectos de biologia molecular) avaliem se a ferramenta utilizada induziu mutações específicas melhorando aquele organismo de forma semelhante ao que poderia ocorrer na natureza e portanto dispensando-o de regulamentação padrão para os transgênicos. Esse tipo de regulamentação é o padrão adotado em diversos países incluindo Brasil, Argentina, Chile e outros.

Em 2018, uma corte da União Europeia decidiu que organismos produzidos por técnicas de edição genética (como a técnica de CRISPR) deveriam ser regulados pela mesma legislação dos transgênicos.

No entanto, em fevereiro de 2023, a corte da União Europeia reabriu a discussão, questionando inclusive as técnicas de mutagênese aleatória in vitro. Mas, terminou concluindo (o que o mundo inteiro já sabia) que essas plantas também estariam isentas de seguir a regulamentação de transgênicos.

Pelo visto, o tema ainda terá mais repercussões no cenário europeu. Com isso, podemos esperar novas decisões de cortes e comissões europeias sobre técnicas de edição do genoma em 2023.

Já aqui no Brasil, definimos desde 2018 que as plantas obtidas por mutagênese aleatória não precisam passar por todas as etapas de análise a que os transgênicos são submetidos. Para as demais técnicas cabe a análise caso a caso. Você concorda que esse parece ser um caminho seguro, baseado em ciência e aberto à inovação para atender aos desafios da humanidade?

Principais Fontes:

Acórdão do Tribunal de Justiça no processo C-688/21 | Confédération paysanne e o. (Mutagénese aleatória in vitro). Técnicas de modificação genética: o Tribunal de Justiça precisa o estatuto da mutagénese aleatória in vitro à luz da Diretiva OGM. COMUNICADO DE IMPRENSA nº 22/23. Tribunal de Justiça da União Europeia. Luxemburgo, 7 de fevereiro de 2023. Acesso em 02/03/2023. Disponível em: https://curia.europa.eu/jcms/upload/docs/application/pdf/2023-02/cp230022pt.pdf

Carvalho, T. R., Vilela, G. B., Guimaraes, J. P. N. Q., & de Paula, E. M. N. (2022). USO DE MUTAGÊNESE NO MELHORAMENTO GENÉTICO DE PLANTAS. Anais da Semana Universitária e Encontro de Iniciação Científica (ISSN: 2316-8226), 1(1). Disponível em: https://publicacoes.unifimes.edu.br/index.php/anais-semana-universitaria/article/download/1897/1439/7210

Directive 2001/18/EC of the European Parliament and of the Council of 12 March 2001 on the deliberate release into the environment of genetically modified organisms and repealing Council Directive 90/220/EEC – Commission Declaration. Acesso em: 01/03/2023. Disponível em: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32001L0018

EFSA Panel on Genetically Modified Organisms (EFSA GMO Panel), Naegeli, H., Bresson, J. L., Dalmay, T., Dewhurst, I. C., Epstein, M. M., … & Rostoks, N. (2020). Applicability of the EFSA Opinion on site-directed nucleases type 3 for the safety assessment of plants developed using site-directed nucleases type 1 and 2 and oligonucleotide-directed mutagenesis. EFSA Journal, 18(11), e06299.

Euractiv. EU court exempts gene modification technique from stricter rules. Publicado em 08/02/2023. Acesso em: 01/03/2023. Disponível em: https://www.euractiv.com/section/agriculture-food/news/eu-court-exempts-gene-modification-technique-from-stricter-rules/

Labiotech.eu. EU Court of Justice Makes Restrictive Ruling on Genome Editing. Publicado em: 26/07/2018. Acesso em: 01/03/2023. Disponível em: https://www.labiotech.eu/trends-news/court-justice-eu-gmo-ruling/

Pinheiro, A.L. Além dos Transgênicos – O que a biotecnologia oferece ao melhoramento vegetal?. Revista Blog do Profissão Biotec. V.4. Acesso em 02/03/2023. Disponível em: https://profissaobiotec.com.br/alem-dos-transgenicos-o-que-a-biotecnologia-oferece-ao-melhoramento-vegetal