Bt toxine in foetaal bloed

Inleiding

Begin 2011 werd er een artikel gepubliceerd door Aziz Aris en Samuel Leblanc in Reproductive Toxicology met als titel; “Maternal and fetal exposure to pesticides associated to genetically modified foods in Eastern Townships of Quebec, Canada”. In deze paper claimen de auteurs dat ze sporen van Cry1Ab (geproduceerd door insect resistente gewassen) gevonden hadden in het bloed van Canadese zwangere en niet-zwangere vrouwen en in de navelstreng van foetussen en dat dit volgens hen afkomstig is van ggo-voedsel. Volgens Aris en Leblanc wordt het bt eiwit in 93% van de zwangere en in 69% van de niet zwangere vrouwen teruggevonden.

De in de paper gebruikte (immunologische) methodes blijken echter totaal niet betrouwbaar. De paper mankeert validatie van de resultaten en een grondige discussie waarin deze resultaten vergeleken worden met de reeds bestaande literatuur omtrent Cry1Ab, zaken die, van een in een wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd artikel, op zijn minst verwacht kunnen worden. Rekening houdend met de algemene gastro-intestinale absorptie van eiwitten en de vele studies omtrent Cry1Ab, is het zeer waarschijnlijk dat de resultaten gepubliceerd door Aris en Leblanc louter artefacten zijn…

De paper werd reeds door verschillende instanties en wetenschappers geanalyseerd en becommentarieerd. Antwoord van het FSANZ naar aanleiding van deze paper. Hier vind je een analyse van bioloog en directeur van het CNRS Marcel Kuntz. Professor Alain De Weck, immunoloog, gaat dieper in op de immunologische methodes (Engelse vertaling hier) van de Aris en Leblanc paper. Hieronder vind je een aantal van de belangrijkste pijnpunten die aangehaald kunnen worden.

Oorsprong van Cry1Ab

De auteurs houden geen rekening met het feit dat Cry1Ab ook een andere oorsprong kan hebben zoals bv. residuen uit biologische bestrijding. Deze bacteriën werden bv. reeds teruggevonden in melk, ijs, perziksap en groene thee. Het bt eiwit zelf mag dan wel onstabiel zijn en bijgevolg snel degraderen, de sporen van deze bacterie kunnen meer dan honderd jaar persisteren.

Onrealistische concentraties

Doordat het eiwit op zich heel onstabiel is en niet bio-accumuleert, moet het aanwezige bt afkomstig zijn uit recente consumptie. Met deze zaken in het achterhoofd kan men zich afvragen of 93% van de zwangere vrouwen dagelijks maïs eten en of de concentraties die in deze paper gegeven worden overeenkomen met de concentraties van bt in  maïskolven. Het korte antwoord is, neen. Waarom:

De auteurs rapporteren gemiddelde waardes van 0.19 nanogram per milliliter (ng/ml) bloed van zwangere vrouwen. Wetende dat, in MON810 maïs bijvoorbeeld, concentraties van Cry1Ab in de kolven tussen 190 en 390 ng/g vers gewicht bevat, aannemend dat ongeveer 1% tot in het bloed geraakt (een schatting aan de héél hoge kant rekening houdend het verlies tijdens opslag, verwerking en bereiding, spijsvertering en ter hoogte van de intestinale barrière), zou een vrouw van 60 kg 120 g maïs (enkel afkomstig van ggo-maïs!!) per dag moeten eten (voor de gemiddelde bloedwaarde van 0.19 ng/ml, een plasma volume van 2.5 liter veronderstellend), wat nogal onrealistisch lijkt… Als men alle extracellulaire vloeistoffen in rekening brengt (10 liter) zou een consumptie van 490 g maïs nodig zijn, 5.8 kg om de maximale door Aris vermelde bloedwaarde te bereiken.

Onbetrouwbare meetmethode

Aris en Leblanc gebruikten voor hun experimenten een ELISA test van Agdia (gebruiksaanwijzing). Het is een sandwich ELISA test die specifiek geschikt is voor het testen van de aanwezigheid van Cry1Ab en Cry1Ac in zaad of bladeren. Nergens in de gebruiksaanwijzing of op de site van de producent wordt vermeld dat deze test geschikt is voor het testen van de aanwezigheid van bt eiwitten in bloed. Meer nog, onderzoek wijst uit dat deze ELISA testen niet geschikt zijn voor gebruik op bloedstalen.

Verder verwijzen Aris en Leblanc niet naar onderzoek dat uitwijst dat deze ELISA test van Agdia Cry1Ab pas detecteert vanaf concentratie van 1 ng/ml, terwijl Aris en Leblanc claimen concentraties van 0.04 ng/ml aan te treffen in navelstrengbloed. Ver onder de detectie limiet dus! Ook het onderzoek van Lutz et al dat aantoont dat deze ELISA test niet voldoende is om de identiteit van positieve signalen te garanderen («to avoid misinterpretation, samples tested positive for Cry1Ab protein by ELISA should be reassessed by another technique») vermelden Aris en Leblanc nergens. Het onderzoek van Paul et al die de validiteit van dergelijke testen die op de markt zijn, bespreekt, wordt ook niet vermeld.

Besluit

In de afwezigheid van enige validatie van de detectie van Cry1Ab is het waarschijnlijk dat de auteurs, incorrect, concluderen dat de gedetecteerde signalen een indicatie vormen voor de aanwezigheid van het Cry1Ab eiwit, terwijl ze meer dan waarschijnlijk louter vals positieve resultaten zijn.

Voor de die-hards die graag nog wat meer willen lezen omtrent Cry1Ab

Volgens algemeen aanvaarde opzichten (1-4) die nog steeds gelden, wordt het merendeel van de eiwitten niet in zijn geheel geabsorbeerd, maar enkel wanneer ze verteerd zijn tot het niveau van aminozuren of di- en tripeptiden. Er zijn maar een heel beperkt aantal uitzonderingen en deze werden in de afgelopen jaren diepgaand bestudeerd, omdat ze de meerderheid van de voedselallergenen uitmaken. Om te reageren met de antilichamen die gevormd worden door patiënten, die allergisch zijn aan bepaalde voedingsstoffen, is het noodzakelijk dat deze allergenen, meestal eiwitten, min of meer intact tot in het bloed kunnen transfereren. Dit gebeurt, maar in minieme concentraties (0.1-2 ng/ml) voor klassieke voedselallergenen zoals ovalbumine, sommige melkeiwitten en nootallergenen (5-9). De absorptiecapaciteit van de maag of de darmen is, niettegenstaande, zeer selectief: het is beperkt tot die enkele eiwitten die waarschijnlijk niet verteerd worden tijdens hun intestinale passage (5-6). Het testen van de in vitro of in vivo verteerbaarheid werd een belangrijk criterium in het beoordelen van de capaciteit van een eiwit tot absorptie in intacte vorm en het risico op allergeniciteit.

Aangaande het gg eiwit Cry1Ab zijn er heel veel studies die direct of indirect aantonen dat dit eiwit, wanneer oraal opgenomen, niet allergeen is en niet geabsorbeerd wordt in het bloed, zelfs niet in minieme concentraties. Cry1Ab inname veroorzaakt geen allergische reactie bij muizen (10-11). Patiënten die een natuurlijke allergeniciteit vertonen voor verschillende maïs eiwitten en die getest werden met zowel niet-ggo als ggo-maïs MON810, vertoonden geen reactie tussen antilichamen en Cry1Ab (12). Uit gestandaardiseerde testen van in vitro verteerbaarheid, blijkt dat Cry1Ab behoort tot een brede categorie van makkelijk verteerbare eiwitten die enkel geabsorbeerd worden na degradatie van aminozuren of oligopeptiden (10-13) vooral wanneer Cry1Ab verwarmd werd tijdens een kookproces, wat meestal het geval is voor voedsel (13). Dit wordt bevestigd door verschillende studies omtrent de aanwezigheid en verteerbaarheid van Cry1Ab na gecontroleerde toediening van ggo voedsel in verschillende dieren zoals varken (14-15), rund (16-18), everzwijn (20), hert (19-20), fazant (20), kip (21) en muis (12-13). In geen enkele van deze species werd, na gecontrolleerde orale toediening van GGO-voedsel, het Cry1Ab eiwit intact of gefragmenteerd teruggevonden of bleek het in staat tot het uitlokken van een immunologische reactie in bloed of weefsel. Het Cry1Ab eiwit wordt ook in de grond snel gedegradeerd (22).

Om samen te vatten (23), Cry1Ab vertoont geen karakteristieken geassocieerd met toxines of voedselallergenen, het bezit geen peptide sequentie homologie met gekende allergenen (24), het bezit geen N-glycosylatie sites voor secundaire immunisatie, het wordt snel afgebroken door maag en intestinale verteringsvloeistoffen, het vertoont geen neveneffecten in muizen na orale toediening van dosissen tot 5g/kg. Er blijkt dus geen enkel gedocumenteerd negatief effect van de toediening van Cry1Ab in voer of voedsel en er kan dus ook met aan waarschijnlijkheid grenzende zekerheid aangenomen worden dat dit zo is (23). Deze context indachtig, zou de eerste vaststelling van dergelijke absorptie bij eender welk zoogdier de Canadese auteurs bijzonder voorzichtig moeten maken in hetgeen ze besluiten uit hun studie, iets wat dus helemaal niet zo blijkt te zijn.

(1) Dent CE, Schilling GA . Studies on the Absorption of Proteins: the Amino-acid Pattern in the Portal Blood . Biochem. J. 1949; 34 : 318 -335
(2) Mathews DM. Protein Absoprtion. J.clin Path. 1972; 24,Supp.5 : 29-40
(3) Mathews DM, Adibi SA. Peptide absorption. Gastroenterology. 1976 Jul;71(1):151-61
(4) Bowen R. Absoprtion of amino acids and peptides, 2008. www.colostate.edu
(5) Wickham M, Faulks R, Mills C. In vitro digestion methods for assessing the effect of food structure on allergen breakdown. Mol Nutr Food Res. 2009 Aug;53(8):952-8
(6) Untersmayr E, Jensen-Jarolim E. The role of protein digestibility and antacids on food allergy outcomes. J Allergy Clin Immunol. 2008; 121: 1301-8.
(7) Paganelli R, Levinsky RJ. Solid phase radioimmunoassay for detection of circulating food protein antigens in human serum. J Immunol Methods. 1980; 37: 333-41.
(8) Moreno FJ, Rubio LA, Olano A, Clemente A.. Uptake of 2S albumin allergens, Bere1 and Ses i 1, across human intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers. J Agric Food Chem. 2006; 54: 8631-9.
(9) Yamada C, Yamashita Y, Seki R, Izumi H, Matsuda T, Kato Y. Digestion and (gastroitestinal absorption of the 14-16-kDa rice allergens. Biosci Biotechnol Biochem. 2006; 70: 1890-7.
(10) Guimaraes V, Drumare MF, Lereclus D, Gohar M, Lamourette P, Nevers MC, Vaisanen-Tunkelrott ML, Bernard H, Guillon B, Créminon C, Wal JM, Adel-Patient K. In vitro digestion of Cry1Ab proteins and analysis of the impact on their immunoreactivity. J. Agric Food Chem . 2010; 21 : 3222-31
(11) Adel-Patient K, Guimaraes VD, Paris A, Drumare M-F,Ah-Leung, S, Lamourette P, Nevers M-C,Canlet C, Molina J, Bernard H, Créminon C, Wal J-M. Immunological and metabolomic impacts of administration of Cry1Abprotein and MON 810 maize in mouse. PLoS One. 2011; 6: e16346 http://ukpmc.ac.uk/articles/PMC3029317/
(12) Nakajima O, Teshima R, Takagi K, Okunuki H, Sawada J. ELISA method for monitoring human serum IgE specific for Cry1Ab introduced into genetically modified corn. Regul Toxicol Pharmacol. 2007; 47: 90-5.
(13) Okunuki H, Teshima R, Shigeta T, Sakushima J, Akiyama H, Goda Y, Toyoda M, Sawada J. Source Increased digestibility of two products in genetically modified food (CP4-EPSPS and Cry1Ab) after preheating. Shokuhin Eiseigaku Zasshi. 2002; 43: 68-73.
(14) Chowdhury EH, Kuribara H, Hino A, Sultana P, Mikami O, Shimada N, Guruge KS, Saito M, Nakajima Y. Detection of corn intrinsic and recombinant DNA fragments and Cry1Ab protein in the gastrointestinal contents of pigs fed genetically modified corn Bt11. J Anim Sci. 2003; 81: 2546-51.
(15) M. Saito and Y. Nakajima E. H. Chowdhury, H. Kuribara, A. Hino, P. Sultana, O. Mikami, N. Shimada, K. S. Guruge, Detection of corn intrinsic and recombinant DNA fragments and Cry1Ab protein in the gastrointestinal contents of pigs fed genetically modified corn Bt11 J Anim Sci, 2003; 81: 2546-2551
(16) Chowdhury EH, Shimada N, Murata H, Mikami O, Sultana P, Miyazaki S,Yoshioka M, Yamanaka N, Hirai N, Nakajima Y.. Detection of Cry1Ab protein in gastrointestinal contents but not visceral organs of genetically modified Bt11-fed calves. Vet Hum Toxicol. 2003; 45: 72-5.
(17) Paul V, Guertler P, Wiedemann S, Meyer HD. Degradation of Cry1Ab protein from genetically modified maize (MON810) in relation to total dietary feed proteins in dairy cow digestion. www.lfl.bayern.de/ite/rind/35021/linkurl_0_2_0_8.pdf
(18) Lutz B, Wiedemann S, Einspanier R, Mayer J, Albrecht C-Degradation of Cry1Ab Protein from Genetically Modified Maize in the Bovine Gastrointestinal Tract .J. Agric. Food Chem., 2005; 53 : 1453–1456
(19) P. Guertler, B. Lutz, R. Kuehn, H. H. D. Meyer, R. Einspanier, B. Killermann and C. Albrecht. Fate of recombinant DNA and Cry1Ab protein after ingestion and dispersal of genetically modified maize in comparison to rapeseed by fallow deer (Dama dama). Eur J Wildlife Res. 2008; 54 : 38-43j
(20) Albrecht C, Lutz B, Wiedemann C. Experimentelle Untersuchungen zur Verbreitung von Transgenen durch Tiere über pflanzliche Verbreitungseinheiten  nach Magen-Darm-Passage und über horizontalen Gentransfer www.bfn.de/fileadmin/MDB/documents/service/skript225.pdf
(21) JC Jennings, LD Albee, DC Kolwyck, JB Surber, ML Taylor, GF Hartnell, RP Lirette, and KC Glenn . Attempts to detect transgenic and endogenous plant DNA and transgenic protein in muscle from broilers fed YieldGard Corn Borer Corn .  Poultry Science, 2003; 82 : 371-380
(22) Badea EM, Chelu F Lacatusu A.Results regarding the levels of Cry1Ab protein in transgenic corn tissue (MON810) and the fate of Bt protein in three soil types . Romanian Biotechnological Letters Vol. 15, No.1, Supplement, 2010. www.ebooks.unibuc.ro/biologie/RBL/rbl1vol15Supplement/7%20Elena%20MArcela%20Badea.pdf
(23) Xu W, Cao S, He X, Luo Y, Guo X, Yuan Y, Huang K Safety assessment of Cry1Ab/Ac fusion protein. Food Chem Toxicol. 2009; 47: 1459-65.
(24) Randhawa GJ, Singh M, Grover M. Bioinformatic analysis for allergenicity assessment of Bacillus thuringiensis Cry proteins expressed in insect-resistant food crops. Food Chem Toxicol. 2011; 49 ; 356-62.