Andy Sacks / Getty Images
Ključni za poneti
- Kako bi smanjili broj alergena u hrani poput pšenice i kikirikija, znanstvenici genetski modificiraju genetski kod koji stvara alergene proteine.
- Postupak uključuje uklanjanje alergenih proteina poput onih koji sadrže gluten u pšenici.
- CRISPR tehnologija omogućuje znanstvenicima uklanjanje alergena promjenom biljnog genetskog koda.
U SAD-u svaka deseta odrasla osoba i svako 13. dijete imaju alergije na hranu, a broj se samo povećava. Nazvana "velikom osmicom", skupina biljaka, uključujući pšenicu, kikiriki i soju, uzrokuje 90% alergija na hranu, prema američkom Ministarstvu poljoprivrede (USDA).
Kako bi ublažili problem, znanstvenici odlaze do izvora genetskom modifikacijom biljaka kako bi proizveli manje alergena.Sachin Rustgi, docent, docent molekularnog uzgoja na Sveučilištu Clemson u Južnoj Karolini, radi na smanjenju sadržaja glutena u pšenici kako bi ga učinili jestivijim za ljude s celijakijom i osjetljivošću na gluten. Prezentirao je istraživanje svog tima na godišnjem sastanku ASA-CSSA-SSSA 2020. u studenom.
Odrastajući u Indiji, Rustgi se prisjeća da su ljudi u njegovoj zajednici proživljavali "ljetni proljev" u toplijim mjesecima kada ljudi često jedu pšenični kruh, a ne kruh na bazi kukuruza. Tek nedavno stručnjaci su pojavu počeli pripisivati raširenoj celijakiji i neosjetljivosti na gluten. Nada se da si ljudi stvaranjem hipoalergijskih sorti pšenice mogu priuštiti konzumaciju proizvoda od pšenice bez potrebe za skupim lijekovima.
"Ako uspijemo poboljšati hranu i to će pomoći u smanjenju neke vrste tegoba koja je, mislim, jednostavno rješenje, a ne pronalaženje lijekova ili nečeg sličnog, jer se to zbraja s troškovima života", kaže Rustgi za Verywell .
Hortense Dodo, dr. Sc., Osnivač i glavni znanstvenik u tvrtki IngateyGen, prehrambenoj tehnologiji sa sjedištem u Sjevernoj Karolini, desetljećima radi na dizajniranju hipoalergenog kikirikija. Kaže da prepoznaje da osobe s alergijama na kikiriki žive "vrlo stresnim životom" i nada se da će svojim radom ublažiti neke izazove povezane s alergijama na hranu.
"Želimo biti sigurni da ćemo smisliti potpuno nova rješenja za ublažavanje napetosti, strašnog straha i osjećaja za obitelji kada imaju dijete alergično na kikiriki", kaže Dodo za Verywell.
Što ovo znači za vas
Istraživači su uspješno stvorili nekoliko usjeva bez alergena za koje je dokazano da su sigurni za konzumaciju. Međutim, ove kulture moraju proći duge postupke odobrenja regulatornih agencija i pokazati se sposobnima za život na komercijalnim tržištima. Stručnjaci kažu da će, kada hrana bez alergena postane komercijalno dostupna, biti važno da bude pravilno označena kako bi potrošači mogli razumjeti proizvod.
Stvaranje sigurnijeg postrojenja
Kad je netko netolerantan prema hrani poput kikirikija, ljudi često kažu da jednostavno imaju "alergiju na kikiriki". Međutim, ova se neosjetljivost, kaže Dodo, može pripisati jednom ili nekoliko alergenih proteina u biljci. Na primjer, kikiriki ima 16 bjelančevina za koje je dokazano da uzrokuju alergijske reakcije.
U svom nastojanju da razvije hipoalergenu biljku kikirikija, Dodoov istraživački tim koristio je tehniku uređivanja gena kako bi uklonio glavne alergene, iako neki manji alergeni ostaju.
"Započeli smo s radom usredotočujući se na glavni alergen", kaže Dodo. "Imamo biljku kikiriki koja je znatno niža u ukupnoj alergenosti."
Rani napori za genetsku modifikaciju alergenih usjeva koristili su tehnologiju nazvanu RNA interferencija (RNAi). Ova tehnika zahtijeva od znanstvenika da spoje strani komad RNA - na primjer s druge biljke - u genetski kod koji pokušavaju izmijeniti. Rustgi kaže da je njegov tim koristio RNAi za ciljanje i uklanjanje gena koji je djelovao kao "glavni regulator" za proteine glutena koji uzrokuju alergijske reakcije.
Zatim su 2012. istraživači pokazali da bi se alat nazvan CRISPR-Cas9, poznat kao CRISPR, mogao koristiti za isjecanje dijela DNK i promjenu koda u tom odjeljku. CRISPR omogućuje znanstvenicima da točno odrede koji dijelovi genetskog koda žele se promijeniti i to mogu učiniti bez unošenja RNA iz stranog tijela.
"CRISPR je predstavio alternativne verzije gena tako da zapravo možete stvoriti točkovnu mutaciju", kaže Rustgi. "To znači da ne predstavljate, već samo mijenjate ono što prirodno postoji."
Biljke uređene pomoću CRISPR-a mogu se odobriti i brže od onih koje koriste stariju RNAi tehnologiju. "[CRISPR] je moćnija, preciznija tehnologija", kaže Dodo. "Što se tiče regulacije, puno je lakše dovesti svoj proizvod na tržište u SAD-u"
Apelirajući na potrošača
Za znanstvenike o usjevima, razlika između genetski modificiranih organizama (GMO) koji koriste uvezene genetske podatke i onih u kojima se mijenjaju postojeći geni važna je za uvjeravanje potrošača da je modificirana hrana sigurna. Prema anketi Istraživačkog centra Pew iz 2016. godine, 39% ispitanika reklo je da je genetski modificirana hrana lošija za nečije zdravlje, a samo 10% kaže da je takva hrana bolja za nečije zdravlje.
Rustgi kaže da su premda u SAD-u mnogi ljudi osjetljivi na gluten koji su spremni probati GMO pšenicu, potrošači u mnogim zemljama širom svijeta, posebno oni s nižom stopom pismenosti, možda sumnjaju u genetski modificiranu hranu. Budući da se toliko izvozi američka pšenica, Rustgi kaže da se antialergenska pšenica još nije pokazala komercijalno isplativom.
"Ne želimo ugroziti svoj izvoz time što zapravo imamo nešto što ljudi koji uvoze od nas ne vole vidjeti", kaže Rustgi. "Kako ćemo vidjeti da se više ljudi opismenjuje u onim zemljama u koje izvozimo, vidjet ćemo i ovu promjenu."
Na tržištu još nema genetski modificiranih proizvoda od pšenice. Dobivanje odobrenja od Uprave za hranu i lijekove (FDA) i USDA-a može biti dug i skup postupak, a neki potrošači mogu imati zabludu da GMO pšenica zapravo povećava osjetljivost na gluten.
Kako se mjere hipoalergeni usjevi
Istraživanja pokazuju da su izvori dijetalnih vlakana važni za izgradnju i održavanje snažnog crijevnog mikrobioma. Korisne bakterije i druge vrste u crijevima hrane se prebioticima poput vlakana u pšenici.
Rustgi kaže da uklanjanjem glutena iz pšenice biljka gubi malo ili nimalo hranjivu vrijednost. Gluten je, međutim, neophodan za stvaranje strukture i žvakaće karakteristike mnogih pečenih proizvoda.
Gluten se sastoji od tri vrste proteina alergena. Smatra se da je onaj koji je najvažniji za pečenje, a naziva se visoko molekularni glutenin, općenito siguran za ljude koji imaju osjetljivost na celijakiju i gluten. Uklanjanjem glavnih alergena, ali zadržavanjem visokih molekula glutenina u brašnu, Rustgijev tim otkrio je da je hipoalergen brašno je dalo slične rezultate kao nemodificirano pšenično brašno.
"Može se ispeći u relativno kvalitetnom kruhu - boljem od nečega što se proizvodi od riže", kaže on.
Nakon tri godine terenskog ispitivanja, Dodo kaže da kikiriki s smanjenim alergenima nije pokazao značajnu razliku u okusu ili rastu u odnosu na komercijalni kikiriki.
Rustgi i Dodo naglašavaju da će, kada antialergenski prehrambeni proizvodi dođu na potrošačka tržišta, jasno označavanje biti presudno. Umjesto da jednostavno tvrdimo da je vrsta pšenice ili kikirikija bez alergena, zavaravalo bi nas, kaže Rustgi, jer ljudi moraju točno znati koje proteine hrana sadrži, a koji nedostaju.
Oboje istraživača kažu kako se nadaju da će i dalje razvijati biljke koje su što bliže alergenima.
"Različite skupine ili različiti laboratoriji koriste različite alate ili različite tehnologije", kaže Dodo. "Ali mislim da su sveukupno svi zabrinuti zbog rješavanja problema s alergijama."
