Riesgos asociados a los cultivos transgénicos resistentes a insectos (Bt)

Los cultivos transgénicos han revolucionado el control de plagas de insectos, pero su eficacia se ha visto reducida por la evolución de la resistencia a las plagas. Analizamos los datos de monitoreo global reportados durante las dos primeras décadas de cultivos transgénicos, y cada caso representa las respuestas de una especie de plaga en un país a una proteína insecticida de Bacillus thuringiensis.(Bt). Los casos de resistencia de plagas a las proteínas cristalinas de Bt (Cry) producidas por cultivos transgénicos aumentaron de 3 en 2005 a 16 en 2016. Por el contrario, en otros 17 casos no hubo disminución en la susceptibilidad de plagas a cultivos Bt, incluido el maíz transgénico recientemente introducido. que produce una proteína insecticida vegetativa Bt (Vip). La herencia recesiva de la resistencia a las plagas ha favorecido la susceptibilidad sostenida, pero incluso cuando la herencia no es recesiva, los abundantes refugios de plantas hospedadoras no Bt han retrasado sustancialmente la resistencia. Estos conocimientos pueden informar las estrategias de manejo de la resistencia para aumentar la durabilidad de los cultivos transgénicos actuales y futuros.

Transgenic crops have revolutionized insect pest control, but their effectiveness has been reduced by evolution of resistance in pests. We analyzed global monitoring data reported during the first two decades of transgenic crops, with each case representing the responses of one pest species in one country to one insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Bt). The cases of pest resistance to Bt crystalline (Cry) proteins produced by transgenic crops increased from 3 in 2005 to 16 in 2016. By contrast, in 17 other cases there was no decrease in pest susceptibility to Bt crops, including the recently introduced transgenic corn that produces a Bt vegetative insecticidal protein (Vip). Recessive inheritance of pest resistance has favored sustained susceptibility, but even when inheritance is not recessive, abundant refuges of non-Bt host plants have substantially delayed resistance. These insights may inform resistance management strategies to increase the durability of current and future transgenic crops.

El término cultivos Bt se refiere colectivamente a cultivos que han sido modificados genéticamente para incluir un gen (o genes) provenientes de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). Estos genes confieren la capacidad de producir proteínas tóxicas para ciertas plagas de insectos. La interacción entre los cultivos Bt y los ecosistemas acuáticos adyacentes ha recibido una atención limitada en la investigación y la evaluación de riesgos, a pesar de que algunos cultivos Bt se han utilizado comercialmente durante 20 años. Informes de efectos sobre organismos acuáticos como Daphnia magna, Elliptio complanata y Chironomus dilutus sugieren que algunas especies acuáticas pueden verse afectadas negativamente, mientras que otros informes sugieren que la disminución del uso de insecticidas precipitados por cultivos Bt puede beneficiar a las comunidades acuáticas. El presente estudio revisa la literatura sobre las rutas de entrada y las vías de exposición por las cuales los organismos acuáticos pueden estar expuestos al material de cultivo Bt, así como los ensayos de alimentación y las encuestas de campo que han investigado los efectos del material vegetal que expresa Bt en dichos organismos. La presente revisión también analiza cómo el desarrollo de cultivos Bt ha pasado de eventos de un solo gen a variedades multigénicas apiladas que a menudo contienen genes de resistencia a herbicidas además de múltiples genes Bt, y cómo su uso (junto con tecnología conjunta como glifosato/Roundup) pueden impactar e interactuar con los ecosistemas acuáticos.

The term Bt crops collectively refers to crops that have been genetically modified to include a gene (or genes) sourced from Bacillus thuringiensis (Bt) bacteria. These genes confer the ability to produce proteins toxic to certain insect pests. The interaction between Bt crops and adjacent aquatic ecosystems has received limited attention in research and risk assessment, despite the fact that some Bt crops have been in commercial use for 20 yr. Reports of effects on aquatic organisms such as Daphnia magna, Elliptio complanata, and Chironomus dilutus suggest that some aquatic species may be negatively affected, whereas other reports suggest that the decreased use of insecticides precipitated by Bt crops may benefit aquatic communities. The present study reviews the literature regarding entry routes and exposure pathways by which aquatic organisms may be exposed to Bt crop material, as well as feeding trials and field surveys that have investigated the effects of Bt-expressing plant material on such organisms. The present review also discusses how Bt crop development has moved past single-gene events, toward multigene stacked varieties that often contain herbicide resistance genes in addition to multiple Bt genes, and how their use (in conjunction with co-technology such as glyphosate/Roundup) may impact and interact with aquatic ecosystems. Lastly, suggestions for further research in this field are provided.

En una granja moderna independiente seguida por veterinarios certificados, las vacas lecheras (promedio de 62 por año) se mantuvieron en producción de leche optimizada durante 3 años cada una. De 1997 a 2002, justo después del lanzamiento comercial del primer OMG (organismo genéticamente modificado) en Europa, el maíz Bt176 genéticamente modificado (GM) cultivado en la granja se introdujo progresivamente en dietas controladas. Los resultados se describen en el siguiente relato, que tiene un valor histórico ya que es la primera y más larga observación de mamíferos en una granja, realizada por un ganadero y veterinarios experimentados, durante un período de problemas patológicos inusuales en vacas que recibieron un alimento rico en OGM. dieta. Por lo tanto, no fue diseñado como un experimento científico. A lo largo de los años, y coincidiendo con aumentos regulares en el contenido de OMG en la dieta (0–40 %), la proporción de vacas sanas con alta producción de leche disminuyó del 70 % (tasa normal) a solo el 40 %. En el pico de mortalidad en 2002, el 10% de las vacas murió, precedido por un síndrome de paresia de larga duración sin hipocalcemia ni fiebre, pero con falla bioquímica renal y problemas de mucosas o epiteliales. No se identificó ningún origen microbiano, aunque se investigó intensamente. El maíz transgénico, posteriormente retirado del mercado, era en ese momento el único cambio gerencial previsto para las vacas. Se propone que provocó efectos tóxicos a largo plazo en los mamíferos, que no son observables en las condiciones más comunes de cría intensiva con alta y rápida rotación de animales y sin etiquetas específicas en los alimentos GM (cantidad de identificación e identidad precisa del contenido de OGM). Se deben realizar más evaluaciones a largo plazo durante los ensayos de alimentación con OMG.

On an independent modern farm followed by certified veterinarians, dairy cows (mean of 62 per year) were maintained in optimized milk production for 3 years each. From 1997 to 2002, just after the commercial release of the first GMO (genetically modified organism) in Europe, genetically modified (GM) Bt176 maize grown on the farm was progressively introduced in controlled diets. The results are described in the following account, which has an historical value as it is the longest and first on-farm observation of mammals, performed by an experienced farmer and veterinarians, during a period of unusual pathological problems in cows receiving a GMO-rich diet. Thus it was not designed as a scientific experiment. Over the years, and coinciding with regular increases in GMO content of the diet (0–40%), the proportion of healthy cows with high milk yield diminished from 70% (normal rate) to only 40%. At the peak of mortalities in 2002, 10% of the cows died, preceded by a long-lasting paresis syndrome without hypocalcemia or fever, but with kidney biochemical failure and mucosa or epithelial problems. No microbial origin was identified, though intensively investigated. The GM maize, subsequently withdrawn from the market, was at the time the only intended managerial change for the cows. It is proposed that it provoked long-term toxic effects on mammals, which are not observable in most common conditions of intensive farming with high and rapid animal turnover and with no specific labels on GM feed (identifying amount and precise identity of GMO content). More long-term assessments during GMO feeding trials should be performed.

Las plantas transgénicas que contienen genes de Bacillus thuringiensis (Bt) se están cultivando en todo el mundo para expresar proteínas insecticidas tóxicas. Sin embargo, la utilización comercial de los cultivos Bt destaca en gran medida los problemas de bioseguridad en todo el mundo. Por lo tanto, la evaluación de los riesgos causados ​​por los cultivos genéticamente modificados antes de su cultivo comercial es un tema crítico que debe abordarse. En la biotecnología agrícola, el objetivo de la evaluación de la seguridad no es solo identificar la seguridad de una planta genéticamente modificada (GM), sino demostrar su impacto en el ecosistema. Se han realizado varios estudios experimentales en todo el mundo durante los últimos 20 años para investigar los riesgos y temores asociados con los organismos no objetivo (NTO). Los NTO incluyen insectos benéficos, controladores naturales de plagas, rizobacterias, microbios promotores del crecimiento, polinizadores, habitantes del suelo, vertebrados acuáticos y terrestres, mamíferos y humanos. Para resaltar todos los posibles riesgos asociados con diferentes eventos GM, se ha recopilado información de un total de 76 artículos, con respecto a organismos que habitan en el suelo y plantas no objetivo, y se ha resumido en la forma del artículo de revisión actual. No se ha informado ningún impacto dañino significativo en ningún estudio de caso relacionado con eventos GM aprobados, aunque aún se necesitan evaluaciones críticas de riesgos antes de la comercialización de estos cultivos.

Transgenic plants containing Bacillus thuringiensis (Bt) genes are being cultivated worldwide to express toxic insecticidal proteins. However, the commercial utilisation of Bt crops greatly highlights biosafety issues worldwide. Therefore, assessing the risks caused by genetically modified crops prior to their commercial cultivation is a critical issue to be addressed. In agricultural biotechnology, the goal of safety assessment is not just to identify the safety of a genetically modified (GM) plant, rather to demonstrate its impact on the ecosystem. Various experimental studies have been made worldwide during the last 20 years to investigate the risks and fears associated with non-target organisms (NTOs). The NTOs include beneficial insects, natural pest controllers, rhizobacteria, growth promoting microbes, pollinators, soil dwellers, aquatic and terrestrial vertebrates, mammals and humans. To highlight all the possible risks associated with different GM events, information has been gathered from a total of 76 articles, regarding non-target plant and soil inhabiting organisms, and summarised in the form of the current review article. No significant harmful impact has been reported in any case study related to approved GM events, although critical risk assessments are still needed before commercialisation of these crops.

Las toxinas Cry son una familia de proteínas formadoras de cristales producidas por la bacteria Bacillus thuringiensis. Se cree que su modo de acción es crear poros que alteran las membranas epiteliales del intestino de los insectos juveniles. Estos poros permiten la entrada de patógenos en el hemocoel, matando así al insecto. Los genes que codifican un espectro de toxinas Cry, incluidos los mutantes Cry, las quimeras Cry y otros derivados de Cry, se utilizan comercialmente para mejorar la resistencia a los insectos en cultivos genéticamente modificados (GM). En la mayoría de los países del mundo, estos cultivos transgénicos están regulados y deben evaluarse para la seguridad humana y ambiental. Sin embargo, tales evaluaciones de riesgo a menudo no analizan directamente el cultivo GM o sus tejidos. En cambio, las evaluaciones se basan principalmente en información histórica de proteínas Cry naturales y en datos recopilados en proteínas Cry (llamadas 'sustitutos') purificadas de cepas de laboratorio de bacterias diseñadas para expresar proteína Cry. Sin embargo, ni los sustitutos ni las proteínas Cry naturales son idénticas a las proteínas a las que los humanos u otros organismos no objetivo están expuestos por la producción y el consumo de plantas GM. Hasta la fecha no ha habido un estudio sistemático de estas diferencias. Esta revisión llena este vacío de conocimiento con respecto a los cultivos GM que contienen Cry más comúnmente cultivados aprobados para uso internacional. Habiendo descrito las diferencias específicas entre las proteínas Cry naturales, sucedáneas y GM, esta revisión evalúa estas diferencias por su potencial para socavar la confiabilidad de las evaluaciones de riesgo. Por último, hacemos recomendaciones específicas para mejorar las evaluaciones de riesgos. Hasta la fecha no ha habido un estudio sistemático de estas diferencias. Esta revisión llena este vacío de conocimiento con respecto a los cultivos GM que contienen Cry más comúnmente cultivados aprobados para uso internacional. Habiendo descrito las diferencias específicas entre las proteínas Cry naturales, sucedáneas y GM, esta revisión evalúa estas diferencias por su potencial para socavar la confiabilidad de las evaluaciones de riesgo. Por último, hacemos recomendaciones específicas para mejorar las evaluaciones de riesgos. Hasta la fecha no ha habido un estudio sistemático de estas diferencias. Esta revisión llena este vacío de conocimiento con respecto a los cultivos GM que contienen Cry más comúnmente cultivados aprobados para uso internacional. Habiendo descrito las diferencias específicas entre las proteínas Cry naturales, sucedáneas y GM, esta revisión evalúa estas diferencias por su potencial para socavar la confiabilidad de las evaluaciones de riesgo. Por último, hacemos recomendaciones específicas para mejorar las evaluaciones de riesgos.

The Cry toxins are a family of crystal-forming proteins produced by the bacterium Bacillus thuringiensis. Their mode of action is thought to be to create pores that disrupt the gut epithelial membranes of juvenile insects. These pores allow pathogen entry into the hemocoel, thereby killing the insect. Genes encoding a spectrum of Cry toxins, including Cry mutants, Cry chimaeras and other Cry derivatives, are used commercially to enhance insect resistance in genetically modified (GM) crops. In most countries of the world, such GM crops are regulated and must be assessed for human and environmental safety. However, such risk assessments often do not test the GM crop or its tissues directly. Instead, assessments rely primarily on historical information from naturally occurring Cry proteins and on data collected on Cry proteins (called ‘surrogates’) purified from laboratory strains of bacteria engineered to express Cry protein. However, neither surrogates nor naturally occurring Cry proteins are identical to the proteins to which humans or other nontarget organisms are exposed by the production and consumption of GM plants. To-date there has been no systematic survey of these differences. This review fills this knowledge gap with respect to the most commonly grown GM Cry-containing crops approved for international use. Having described the specific differences between natural, surrogate and GM Cry proteins this review assesses these differences for their potential to undermine the reliability of risk assessments. Lastly, we make specific recommendations for improving risk assessments.

Este estudio tuvo como objetivo investigar la degradación de tres genes transgénicos de Bacillus thuringiensis (Bt) (Cry1Ab, Cry1Ac y Cry1Ab/Ac) y las correspondientes proteínas Bt codificadas en polvo de arroz KMD1, KF6 y TT51-1, respectivamente, luego de esterilización en autoclave, cocción, hornear o calentar en el microondas. Los genes Bt exógenos fueron más estables que el gen endógeno de sacarosa fosfato sintasa (SPS), y se detectaron fragmentos cortos de ADN con más frecuencia que fragmentos largos de ADN en los genes Bt y SPS. La esterilización en autoclave, la cocción (hirviendo en agua, 30 min) y el horneado (200 °C, 30 min) indujeron los efectos de degradación de la proteína Bt más severos, y la proteína Cry1Ab fue más estable que la proteína Cry1Ac y Cry1Ab/Ac, lo que fue confirmado por muestras de horneado a 180 °C durante diferentes periodos de tiempo. El microondas indujo una leve degradación de los genes Bt y SPS, y proteínas Bt, mientras que el horneado (180 °C, 15 min), la cocción y la autoclave condujeron a una mayor degradación, y el horneado (200 °C, 30 min) indujo la degradación más severa. Los hallazgos del estudio indicaron que la degradación de los genes y proteínas Bt se correlacionaba de alguna manera con la intensidad del tratamiento. Se usaron la reacción en cadena de la polimerasa, el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas y las pruebas de flujo lateral para detectar los componentes transgénicos correspondientes. Se discuten estrategias para detectar ingredientes transgénicos en alimentos altamente procesados. Se utilizaron ensayos de inmunoabsorción ligados a enzimas y pruebas de flujo lateral para detectar los componentes transgénicos correspondientes.

This study aimed to investigate the degradation of three transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) genes (Cry1Ab, Cry1Ac, and Cry1Ab/Ac) and the corresponding encoded Bt proteins in KMD1, KF6, and TT51-1 rice powder, respectively, following autoclaving, cooking, baking, or microwaving. Exogenous Bt genes were more stable than the endogenous sucrose phosphate synthase (SPS) gene, and short DNA fragments were detected more frequently than long DNA fragments in both the Bt and SPS genes. Autoclaving, cooking (boiling in water, 30 min), and baking (200 °C, 30 min) induced the most severe Bt protein degradation effects, and Cry1Ab protein was more stable than Cry1Ac and Cry1Ab/Ac protein, which was further confirmed by baking samples at 180 °C for different periods of time. Microwaving induced mild degradation of the Bt and SPS genes, and Bt proteins, whereas baking (180 °C, 15 min), cooking and autoclaving led to further degradation, and baking (200 °C, 30 min) induced the most severe degradation. The findings of the study indicated that degradation of the Bt genes and proteins somewhat correlated with the treatment intensity. Polymerase chain reaction, enzyme-linked immunosorbent assay, and lateral flow tests were used to detect the corresponding transgenic components. Strategies for detecting transgenic ingredients in highly processed foods are

Los cultivos genéticamente modificados (GM) pueden traer nuevas proteínas con propiedades inmunogénicas y alergénicas a las cadenas de alimentos y piensos. El maíz transgénico más comúnmente cultivado, MON810, expresa una versión modificada de la proteína insecticida Cry1Ab que se origina en la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (Bt). Apenas se han estudiado las reacciones inmunitarias que siguen a la inhalación de polen y desechos de tales plantas. Expusimos ratones BALB/c a proteínas Cry1Ab purificadas y materiales vegetales MON810 que contienen Cry1Ab mediante instalación intranasal. No se detectaron anticuerpos anti-Cry1Ab después de la exposición a los materiales vegetales. La exposición a Cry1Ab purificado resultó en la producción específica de IgG1 e IgE anti-Cry1Ab, lo que indica inmunogenicidad y alergenidad inherentes. Los ratones expuestos a extractos de hojas tanto de MON810 como de maíz no modificado demostraron una afluencia de linfocitos y eosinófilos en el lavado broncoalveolar y una mayor liberación de citocinas en las células de los ganglios linfáticos mediastínicos. Los resultados indican que la exposición de las vías respiratorias a las proteínas Cry1Ab puede ser una vía de relevancia práctica.

Genetically modified (GM) crops may bring new proteins with immunogenic andallergenic properties into the food and feed chains. The most commonly grown GMmaize, MON810, expresses a modified version of the insecticidal Cry1Ab proteinoriginating in the soil bacteriumBacillus thuringiensis(Bt). Immune reactions followinginhalation of pollen and debris from such plants have been scarcely studied. We exposedBALB/c mice to purified Cry1Ab proteins and Cry1Ab-containing MON810 plantmaterials by intranasal installation. No anti-Cry1Ab antibodies were detected followingexposure to the plant materials. Exposure to purified Cry1Ab resulted in specific anti-Cry1Ab IgG1 and IgE production, indicating inherent immunogenicity and allergeni-city. Mice exposed to leaf extracts from both MON810 and unmodified maizedemonstrated influx of lymphocytes and eosinophils in the broncho-alveolar lavage,and increased cytokine release in mediastinal lymph node cells. The results indicate thatthe airway exposure to Cry1Ab proteins may be a route of practical relevance.

El contenido de proteína Bt en el maíz transgénico resistente a insectos (Bt) puede variar entre tejidos dentro de las plantas y entre plantas que crecen bajo diferentes condiciones ambientales. Sin embargo, se desconoce si el contenido de proteína Bt se correlaciona con la expresión transgénica y cómo, y si esta relación está influenciada por condiciones ambientales estresantes. Se cultivaron dos variedades de maíz Bt que contenían el mismo casete transgénico (MON 810) en condiciones óptimas y estresantes. Antes y durante la exposición al estrés, se analizó la expresión transgénica de las hojas superiores mediante RT-PCR cuantitativa y el contenido de Bt mediante ELISA. En condiciones óptimas, no hubo diferencias significativas en la expresión transgénica entre las dos variedades de maíz Bt investigadas, mientras que el contenido de proteína Bt difirió significativamente. La expresión transgénica se correlacionó con el contenido de proteína Bt en solo una de las variedades. Bajo condiciones ambientales estresantes, encontramos expresiones transgénicas similares a las de condiciones óptimas, pero el contenido de Bt respondió de manera diferente. Estos resultados sugieren que el contenido de Bt no solo está controlado por la expresión del transgén, sino que también depende de los antecedentes genéticos de la variedad de maíz. En condiciones de estrés, la concentración de proteína Bt es aún más difícil de predecir.

Bt protein content in transgenic insect resistant (Bt) maize may vary between tissues within plants and between plants growing under different environmental conditions. However, it is unknown whether and how Bt protein content correlates with transgene expression, and whether this relationship is influenced by stressful environmental conditions. Two Bt maize varieties containing the same transgene cassette (MON 810) were grown under optimal and stressful conditions. Before and during stress exposure, the upper leaves were analysed for transgene expression using quantitative RT-PCR and for Bt content using ELISA. Under optimal conditions there was no significant difference in the transgene expression between the two investigated Bt maize varieties whereas Bt protein content differed significantly. Transgene expression was correlated with Bt protein content in only one of the varieties. Under stressful environmental conditions we found similar transgene expressions as under optimal conditions but Bt content responded differently. These results suggest that Bt content is not only controlled by the transgene expression but is also dependent on the genetic background of the maize variety. Under stressful conditions the concentration of Bt protein is even more difficult to predict

Los cultivos transgénicos apilados que expresan hasta seis toxinas Cry de Bacillus thuringiensis(Bt) están reemplazando hoy en día las variedades de cultivos GM de un solo transgén cultivadas anteriormente. El apilamiento de múltiples toxinas Cry no solo aumenta la carga ambiental de toxinas, sino que también plantea la pregunta de cómo se pueden evaluar las posibles interacciones de las toxinas para la evaluación de riesgos, que es obligatoria para los cultivos GM. Sin embargo, no existen pautas operativas para una estrategia de prueba o procedimientos de prueba. Desde el punto de vista de los desarrolladores, se necesitan pocas pruebas de datos para los efectos combinatorios de las toxinas Cry, ya que la gama de organismos posiblemente afectados se centra en las especies de plagas y no se afirma que exista evidencia que apunte a los efectos combinatorios en organismos no objetivo. Hemos examinado esta justificación críticamente utilizando información reportada en la literatura científica. Para hacerlo, abordamos la hipótesis de especificidad estrecha de las toxinas Cry subdivididas en tres condiciones conceptuales diferentes subyacentes (i) "eficacia" en plagas objetivo como indicador de "especificidad estrecha", (ii) falta de efectos adversos informados de toxinas Cry en organismos no objetivo , y (iii) los modos de acción propuestos de las toxinas Cry (o la falta de ellos) como mecanismos subyacentes a la actividad/eficacia/especificidad informada de las toxinas Cry. Complementariamente a esta información, evaluamos los informes sobre los resultados de las pruebas de efectos combinatorios de las toxinas Cry en la literatura científica y relacionamos esos hallazgos con la práctica de evaluación de riesgos ambientales de cultivos Bt en general y de eventos Bt apilados en particular. ” (ii) falta de efectos adversos informados de las toxinas Cry en organismos no objetivo, y (iii) modos de acción propuestos de las toxinas Cry (o la falta de ellos) como mecanismos subyacentes a la actividad/eficacia/especificidad informada de las toxinas Cry. Complementariamente a esta información, evaluamos los informes sobre los resultados de las pruebas de efectos combinatorios de las toxinas Cry en la literatura científica y relacionamos esos hallazgos con la práctica de evaluación de riesgos ambientales de cultivos Bt en general y de eventos Bt apilados en particular. ” (ii) falta de efectos adversos informados de las toxinas Cry en organismos no objetivo, y (iii) modos de acción propuestos de las toxinas Cry (o la falta de ellos) como mecanismos subyacentes a la actividad/eficacia/especificidad informada de las toxinas Cry. Complementariamente a esta información, evaluamos los informes sobre los resultados de las pruebas de efectos combinatorios de las toxinas Cry en la literatura científica y relacionamos esos hallazgos con la práctica de evaluación de riesgos ambientales de cultivos Bt en general y de eventos Bt apilados en particular.

Stacked GM crops expressing up to six Cry toxins from Bacillus thuringiensis (Bt) are today replacing the formerly grown single-transgene GM crop varieties. Stacking of multiple Cry toxins not only increase the environmental load of toxins but also raise the question on how possible interactions of the toxins can be assessed for risk assessment, which is mandatory for GM crops. However, no operational guidelines for a testing strategy or testing procedures exist. From the developers point of view, little data testing for combinatorial effects of Cry toxins is necessary as the range of possibly affected organisms focuses on pest species and no evidence is claimed to exist pointing to combinatorial effects on non-target organisms. We have examined this rationale critically using information reported in the scientific literature. To do so, we address the hypothesis of narrow specificity of Cry toxins subdivided into three underlying different conceptual conditions (i) “efficacy” in target pests as indicator for “narrow specificity,” (ii) lack of reported adverse effects of Cry toxins on non-target organisms, and (iii) proposed modes of action of Cry toxins (or the lack thereof) as mechanisms underlying the reported activity/efficacy/specificity of Cry toxins. Complementary to this information, we evaluate reports about outcomes of combinatorial effect testing of Cry toxins in the scientific literature and relate those findings to the practice of environmental risk assessment of Bt-crops in general and of stacked Bt-events in particular.

Los cultivos modificados genéticamente (GM) pueden aportar nuevas proteínas con propiedades inmunogénicas y alergénicas a las cadenas alimentarias y de piensos. El maíz GM más cultivado, MON810, expresa una versión modificada de la proteína insecticida Cry1Ab que se origina en la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (Bt). Las reacciones inmunitarias tras la inhalación de polen y restos de dichas plantas han sido escasamente estudiadas. Expusimos ratones BALB/c a proteínas Cry1Ab purificadas y a materiales vegetales MON810 que contenían Cry1Ab mediante administración intranasal. No se detectaron anticuerpos anti-Cry1Ab tras la exposición a los materiales vegetales. La exposición a Cry1Ab purificado dio lugar a la producción específica de IgG1 e IgE anti-Cry1Ab, lo que indica inmunogenicidad y alergenicidad inherentes. Los ratones expuestos a extractos de hojas de maíz MON810 y no modificado mostraron una afluencia de linfocitos y eosinófilos en el lavado broncoalveolar y una mayor liberación de citocinas en las células de los ganglios linfáticos del mediastino. Los resultados indican que la exposición de las vías respiratorias a las proteínas Cry1Ab puede ser una vía de relevancia práctica.

Genetically modified (GM) crops may bring new proteins with immunogenic and allergenic properties into the food and feed chains. The most commonly grown GM maize, MON810, expresses a modified version of the insecticidal Cry1Ab protein originating in the soil bacterium Bacillus thuringiensis (Bt). Immune reactions following inhalation of pollen and debris from such plants have been scarcely studied. We exposed BALB/c mice to purified Cry1Ab proteins and Cry1Ab-containing MON810 plant materials by intranasal installation. No anti-Cry1Ab antibodies were detected following exposure to the plant materials. Exposure to purified Cry1Ab resulted in specific anti-Cry1Ab IgG1 and IgE production, indicating inherent immunogenicity and allergenicity. Mice exposed to leaf extracts from both MON810 and unmodified maize demonstrated influx of lymphocytes and eosinophils in the broncho-alveolar lavage, and increased cytokine release in mediastinal lymph node cells. The results indicate that the airway exposure to Cry1Ab proteins may be a route of practical relevance.