Resistencia a antibiticos

En la construccin de un organismo transgnico se requiere de una serie de elementos, con el fin de que el gen deseado pueda expresarse. Entre estos elementos se incluyen genes de resistencia a antibiticos, los mismos que sirven como marcadores genticos. El problema de usar estos genes de resistencia, es que ellos pueden expresarse en el organismo resultante.

Las bacterias han desarrollado diferentes mecanismos de resistencia para sobrevivir la presencia de antibiticos.

Uno de los mecanismos ms eficientes y ms utilizados por las bacterias es la sntesis de enzimas que inactivan los antibiticos. La produccin de estas enzimas se debe generalmente a transferencia horizontal, donde los genes son adquiridos de otras bacterias.

Esto se refiere a la transferencia de genes de bacterias de la misma o de diferentes especies o gneros, y se diferencia de la transferencia vertical de genes, que es la transmisin de un gen de una generacin a otra.

El hecho de que cada vez haya un mayor nmero de bacterias patgenas con resistencia a antibiticos se debe a la eficiente transferencia horizontal de genes de resistencia entre bacterias. Algunos de estos genes de resistencia se usan en la construccin de organismos transgnicos.

Para elegir los genes de resistencia, se ha usado aquellos antibiticos que ya no son empleados como medicamento humano, porque ya hay cepas de bacterias infecciosas con resistencia al mismo, por ejemplo la penicilina G, la misma que es usada en el maz transgnico de Novartis. Este maz es capaz de producir una enzima, la penicilinasa, capaz de degradar penicilinas. Sin embargo, una mutacin en el gen es capaz de inactivar la accin de otro grupo de antibiticos: las cefalosporinas. La transferencia de resistencia de estos antibiticos, que son los ms comnmente recetados para una serie de infecciones, puede generar problemas serios de salud pblica.

Otro tipo de genes utilizados en la construccin de organismos transgnicos, por ejemplo en el tomate de Calgene, son genes de resistencia a un grupo de antibiticos que pertenecen a la familia de los aminosides tales como la kanamicina y geomicina. Aunque estos antibiticos no son recetados con frecuencia, debido a sus efectos colaterales, si ocurriera una mutacin en estos genes, puede desarrollar resistencia a la amikasina, en la bacteria husped. Este antibitico es recetado para combatir las nuevas cepas resistentes del Bacilo de Koch, causantes de la tuberculosis.

Otro tipo de gen de resistencia utilizado, por ejemplo en uno de los algodones transgnicos de Monsanto, confiere resistencia a la estreptomicina y a la espectinomicina, aunque esta ltima es usada nicamente en la cura de la gonorrea, el uso de la estreptomicina es muy alto.

En conclusin se podra decir que el mayor riesgo del uso de genes de resistencia a antibiticos como marcadores genticos para construir nuevas plantas transgnicas es que se estara facilitando el desarrollo de resistencia a antibiticos en bacterias patgenas, por medio de transferencia horizontal de genes.

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LOS PELIGROS DE LOS GENES DE RESISTENCIA A ANTIBIOTICOS EN LOS ALIMENTOS TRANSGENICOS

Natural Foods Merchandiser

Health Threats Loom Over GMO Foods

Septiembre del 2000

Los genes de resistencia a antibiticos introducidos en los cultivos como marcadores genticos, pueden ser potencialmente desastrosos.

Marty Traynor

Los genes modificados genticamente en los alimentos, pueden saltar de una especie a otra. Las bacterias ah presentes pueden mutar, de acuerdo a un zologo alemn. Su investigacin de cuatro aos sugiere que las plantas modificadas genticamente puede contaminar bacterias que viven en las especies que se alimentan de esas plantas.

El Profesor Hans-Heinrich Kaatz del Instituto para la investigacin de las abejas de la Universidad de Jena encontr que los genes usados para modificar la canola, fueron transferidos a las bacterias del tracto digestivo de las abejas. l experiment con la miel de abeja y canola transgnica, modificada para resistencia a herbicidas. Sac el polen de las patas de las abejas jvenes. Luego examin su intestino y encontr que algunos acarreaban los genes de resistencia al herbicida.

Porqu los cientficos estn preocupados de que las caractersticas genticas salten de una especie a otra?. Porque uno de los genes utilizados en el proceso de la ingeniera gentica es de resistencia a antibiticos, y es utilizado como marcador gentico, algo como poner una etiqueta a una fruta, pero que no puede ser removida. La etiqueta se usa para identificar las clulas que tomaron las nuevas caractersticas genticas, y para prever el robo de semillas transgnicas.

... Y si estos genes de resistencia a antibiticos son transferidos a los seres humanos, en los productos que ellos comen....?

Entonces, hay algunas implicaciones cientficas preocupantes.

"La dispersin de genes de resistencia a antibiticos es la principal amenaza de la transferencia horizontal de genes para el caso de cultivos transgnicos, dice Joe Cummins, Ph.D., profesor emrito de gentica de la Universidad de Western Ontario, Canad. "Yo he encontrado que los antibiticos usados en los cultivos transgnicos son los mismos que se usan en las operaciones y en el tratamiento en un nmero de enfermedades".

Pero, porqu son los genes de resistencia a antibiticos los que se usan en este proceso? Y Cmo funciona el proceso de modificacin gentica?

Las explicaciones de la industria biotecnolgica dicen que el proceso es la transferencia de genes de una especie que posee una caracterstica deseada, a otra que no posee esta caracterstica.

Pero esto no sucede directamente.

Para tomar el gen de una bacteria, virus, animal que nunca se ha cruzado con una planta, los biotecnlogos deben hacer algo ms que insertar el gen deseado. Se tiene que construir un paquete de genes de bacterias, virus y del organismo donante, de acuerdo a la ecloga Susan Borowitz, (revista Terrain, de la Universidad de Berkeley)

Los genes de las bacterias y virus tienen dos funciones: romper las barreras entre especies, y asegurarse que el gen deseado pueda ser identificado.

El paquete incluye tambin el promotor, que casi siempre es el Virus del Mosaico de la Coliflor, que permite que nuevos genes trabajen en el organismo husped. Los organismos usualmente suprimen o silencian a genes extraos. La presencia del gen del virus del mosaico de la coliflor hace que esta defensa sea menos efectiva. El genetista Cummins dice que a l le preocupa este gen promotor, porque puede recombinarse con otros genes (de bacteria o virus adormecidos) para crear nuevos patgenos que pueden tener efectos letales en las plantas, animales o gente.

Los genes de resistencia tambin se aaden en la mezcla como marcadores. Esto le permitir al biotecnlogo identificar las clulas que han sido transformadas exitosamente. "El ADN extrao no entra en cada una de las clulas, solo en una fraccin de ellas" dice Richard Wolfson, Ph.D. "Para determinar cuales clulas han tomado el ADN, los investigadores derraman antibiticos en las clulas. Las clulas que no mueren son las que han incorporado el ADN extrao". El problema dice Wolfson es que los genes de resistencia a antibiticos pueden ser transferidos a patgenos. "Ellos pueden hacerse resistentes a antibiticos y hacer que ciertas enfermedades sean intratables", dijo.

El paquete de genes es insertado en la planta de dos maneras:

A travs del uso de vectores que acarrean los genes. Los vectores son hechos de parsitos genticos o virus que "tienen la posibilidad de entrar en las clulas, e integrarse dentro del material gentico de las clulas, haciendo que stas expresen los genes introducidos" escribi la ecloga Borowitz. El vector ms usado es T ADN, un plsmido (pedazo de ADN de una bacteria), que induce la formacin de tumores en las plantas, extrado de la bacteria del suelo, Agrobacterium. Este vector puede invadir la clula objetivo, e insertar el material gentico en el genoma de la planta.

Otro mtodo es el usado para gramneas como el maz. Se usan unas pistolas armadas de partculas de oro o tungsteno cubiertas de ADN. Las partculas se disparan en el tejido de la planta. Los cientficos que se oponen a la ingeniera gentica advierten que ambos procesos causan problemas:

El T ADN puede afectar otras clulas, mientras que las pistolas pueden insertar mltiples copias del material gentico nuevo en la planta, con resultados impredecibles.

El problema de acuerdo a Cummins es que los que hacen estas transformaciones, entienden el proceso desde un punto de vista terico, pero no miran los problemas, no lo analizan seriamente y simplemente una vez que tienen lo que quieren, lo liberan al medio ambiente. No tienen imaginacin para ver los efectos colaterales.

Ms informacin:

Genetic Engineering: Dream or Nightmare? Mae-Wan Ho, Continuum, 1999

Unnatural Harvest, Ingeborg Boyens, Doubleday, 1999 www.i-sis.org

LA KANAMICINA TODAVIA ES USADA Y REACCIONA CON NUEVOS ANTIBIOTICOS

Los genes de resistencia a la kanamicina han sido aprobados como marcadores genticos, basndose en el hecho de que este es un antibitico que ya no se usa. El Prof. Joe Cummins reporta que al contrario, la kanamicina an se usa, y que es comn la interaccin entre la kanamicina y otros antibiticos relacionados.

El gen de resistencia al antibitico kanamicina es usado ampliamente en los cultivos transgnicos como un marcador selectivo. Un marcador selectivo es un gen insertado en las clulas u organismos para que la forma modificada sea selectivamente amplificada en tanto que los organismos no modificados son eliminados, en un medio que contiene el antibitico.

Los cultivos que han sido modificados genticamente son identificados a travs de los marcadores selectivos que son usados en el laboratorio para identificar las clulas o los embriones que contienen la modificacin gentica que se quiere comercializar. El gen de seleccin slo tiene uso en la fase de laboratorio, pero los cultivos transgnicos acarrean estos genes sin uso, en cada una de sus clulas.

Hay un proceso bien conocido de cruzamiento de resistencia de antibiticos de un tipo particular. Una mutacin en un gen de resistencia a un antibitico, puede causar la resistencia a todos los miembros de esa familia de antibiticos [1].

La kanamicina es miembro de la familia de los antibiticos aminoglucosidos, que incluye a la estreptomicina, gentamicina y tobramicina. Se ha encontrado resistencia cruzada entre todos estos antibiticos. Todos estos antibiticos se usan para tratar enfermedades humanas. Se ha encontrado que el antibitico aminoglucosido neomicina, produjo reaccin cruzada con el antibitico keramicina B, al producir inhibicin de la ARNase, el ARN ribosomal y la maduracin del tARN [2].

A ms de la resistencia cruzada de los antibiticos aminoglucosidos, las bacterias patgenas frecuentemente desarrollan resistencia a mltiples drogas, transmitidas por un slo plsmido. Por ejemplo, el patgeno del clera, Vibrio cholerae, aislado en India, Bangladesh y Tailandia [3], tena un plsmido resistente a tetraciclina, ampicillina, cloramfenicol, kanamicina, gentamicina, sulfaethoazol y trimefroprim. Bacterias patgenas adquieren plsmidos con resistencia a mltiples antibiticos en reas donde el uso de antibiticos es extendido.

A pesar de lo que creen muchos ingenieros genticos, de que la kanamicina ya no se usa en medicina, hay evidencias que este antibitico se usa extensivamente en Amrica del Norte, donde se estn sembrando los cultivos transgnicos con el gen de resistencia a este antibitico, y luego son comercializados sin ningn etiquetamiento. La kanamicina es usada antes de que se practique la endoscopa del colon y el recto [4] y para tratar infecciones oculares [5]. As como otras emergencias [6], es efectiva contra E coli 0157 sin que cause liberacin de verotoxina [7].

El uso extensivo de marcadores genticos con resistencia a la kanamicina es inaceptable, debido a las aplicaciones mdicas actuales.

References

  1. Onaolapo J. Cross-resistance between some aminoglycoside antibiotics. Afr J Med Sci . 1994, 23,215-9.
  2. Mikkelsen N, Brannvali M, Virtanen A and Kirsebom L. Inhibition of P RNA cleavage by aminoglycosides. Proc. Natnl Acad Sci USA, 1999, 96,6155-60.
  3. Yamamoto T, Nair G and Takeda Y. Emergence of tetracycline resistance due to a multiple drug resistance plasmid in Vibrio cholerae 0139. FEMS Immunol Med Microbiol 1995, 11,131-6
  4. Ishikawa H, Ikuko A, Minami T, Shinmoura Y, Ojo H and Otani T. Prevention of infectious complications subsequent to endoscopic treatment of the colon and rectum. J Infect Chemother, 1999, 5, 86-90
  5. Hehl E, Beck R, Luthard K, Guthoff R and Drewelow B. Improved penetration of amonoglycosides and fluoroquininolones into the aqueous humour of patients by means of acuvue contact lenses. Eur J Pharmacol, 1999, 55,317-323.
  6. Yelon J, Green J and Evans J. Efficacy of an interperitoneal antibiotic to reduce incidence of infection in the trauma patient a prospective randomized study. J AmCollSurg, 1996, 182,509-14.
  7. Ito T, Akino E and Hiramatsu K. Evaluation of antibiotics for enterohemorrhagic Escherichia coli 0157 enteritis effect of various antibiotics on extracellular release of verotoxin. Kansenshogaku Zasshi, 1997, 71,130-5.

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