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

Presentamos por primera vez un análisis comparativo de datos de sangre y sistemas de órganos de ensayos con ratas alimentadas con tres de los principales tipos de maíz genéticamente modificado (GM) comercializado (NK 603, MON 810, MON 863), que están presentes en alimentos y piensos en el mundo. . NK 603 ha sido modificado para ser tolerante al herbicida de amplio espectro Roundup y, por lo tanto, contiene residuos de esta formulación. MON 810 y MON 863 están diseñados para sintetizar dos toxinas Bt diferentes utilizadas como insecticidas. Se clasificaron aproximadamente 60 parámetros bioquímicos diferentes por órgano y se midieron en suero y orina después de 5 y 14 semanas de alimentación. Las ratas alimentadas con maíz GM se compararon primero con sus respectivos grupos de control equivalentes no GM isogénicos o parentales. A esto le siguió una comparación con seis grupos de referencia, que habían consumido otras variedades de maíz no transgénico. Aplicamos métodos no paramétricos, incluidas múltiples comparaciones por pares con un enfoque de tasa de descubrimiento falso. El Análisis de Componentes Principales permitió investigar la dispersión de diferentes factores (sexo, semanas de alimentación, dieta, dosis y grupo). Nuestro análisis revela claramente para los 3 OGM nuevos efectos secundarios relacionados con el consumo de maíz GM, que dependían del sexo y, a menudo, de la dosis. Los efectos se asociaron principalmente con el riñón y el hígado, los órganos dietéticos desintoxicantes, aunque diferentes entre los 3 OMG. También se observaron otros efectos en el corazón, las glándulas suprarrenales, el bazo y el sistema hematopoyético. Concluimos que estos datos resaltan signos de toxicidad hepatorrenal, posiblemente debido a los nuevos pesticidas específicos para cada maíz transgénico. Además, no se pueden excluir las consecuencias metabólicas directas o indirectas no deseadas de la modificación genética.

We present for the first time a comparative analysis of blood and organ system data from trials with rats fed three main commercialized genetically modified (GM) maize (NK 603, MON 810, MON 863), which are present in food and feed in the world. NK 603 has been modified to be tolerant to the broad spectrum herbicide Roundup and thus contains residues of this formulation. MON 810 and MON 863 are engineered to synthesize two different Bt toxins used as insecticides. Approximately 60 different biochemical parameters were classified per organ and measured in serum and urine after 5 and 14 weeks of feeding. GM maize-fed rats were compared first to their respective isogenic or parental non-GM equivalent control groups. This was followed by comparison to six reference groups, which had consumed various other non-GM maize varieties. We applied nonparametric methods, including multiple pairwise comparisons with a False Discovery Rate approach. Principal Component Analysis allowed the investigation of scattering of different factors (sex, weeks of feeding, diet, dose and group). Our analysis clearly reveals for the 3 GMOs new side effects linked with GM maize consumption, which were sex- and often dose-dependent. Effects were mostly associated with the kidney and liver, the dietary detoxifying organs, although different between the 3 GMOs. Other effects were also noticed in the heart, adrenal glands, spleen and haematopoietic system. We conclude that these data highlight signs of hepatorenal toxicity, possibly due to the new pesticides specific to each GM corn. In addition, unintended direct or indirect metabolic consequences of the genetic modification cannot be excluded.

Los cultivos transgénicos que producen toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) matan algunas plagas de insectos clave y pueden reducir la dependencia de los insecticidas foliares. El uso sostenible de estos cultivos requiere métodos para retrasar la evolución de la resistencia de las plagas. Para contrarrestar la resistencia a las plagas, algunos cultivos transgénicos producen 2 toxinas Bt diferentes dirigidas a la misma plaga. Se espera que esta estrategia de "pirámide" funcione mejor cuando la selección de resistencia a 1 toxina no cause resistencia cruzada a la otra toxina. La pirámide más utilizada es el algodón transgénico productor de toxinas Bt Cry1Ac y Cry2Ab. Se cree que la resistencia cruzada entre estas toxinas es improbable porque se unen a diferentes sitios objetivos de larvas del intestino medio. Los resultados anteriores mostraron que la selección de laboratorio con Cry1Ac causó poca o ninguna resistencia cruzada a las toxinas Cry2A en el gusano rosado (Pectinophora gossypiella), una de las principales plagas del algodón. Sin embargo, aquí mostramos, que la selección de laboratorio del gusano rosado con Cry2Ab causó una resistencia cruzada de hasta 420 veces al Cry1Ac, así como una resistencia de 240 veces al Cry2Ab. La herencia de la resistencia a altas concentraciones de Cry2Ab fue recesiva. Las larvas de una cepa de laboratorio resistente a Cry1Ac y Cry2Ab en bioensayos de dieta sobrevivieron en cápsulas de algodón produciendo solo Cry1Ac, pero no en cápsulas de algodón que producen ambas toxinas.Por lo tanto, la resistencia cruzada asimétrica aquí observado no amenaza la eficacia del algodón Bt piramidal contra el gusano rosado. Sin embargo, los resultados de este trabajo y las previas evidencias indican que la resistencia de cruzada se presenta entre Cry1Ac y Cry2Ab en algunas plagas de algodón clave. La incorporación de los efectos potenciales de dicha resistencia cruzada en los planes de manejo de resistencia puede ayudar a mantener la eficacia de los cultivos Bt piramidal.

Transgenic crops producing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins kill some key insect pests and can reduce reliance on insecticide sprays. Sustainable use of such crops requires methods for delaying evolution of resistance by pests. To thwart pest resistance, some transgenic crops produce 2 different Bt toxins targeting the same pest. This pyramid  strategy is expected to work best when selection for resistance to 1 toxin does not cause cross-resistance to the other toxin. The most widely used pyramid is transgenic cotton producing Bt toxins Cry1Ac and Cry2Ab. Cross-resistance between these toxins was presumed unlikely because they bind to different larval midgut target sites. Previous results showed that laboratory selection with Cry1Ac caused little or no cross-resistance to Cry2A toxins in pink bollworm (Pectinophora gossypiella), a major cotton pest. We show here, however, that laboratory selection of pink bollworm with Cry2Ab caused up to 420-fold cross-resistance to Cry1Ac as well as 240-fold resistance to Cry2Ab. Inheritance of resistance to high concentrations of Cry2Ab was recessive. Larvae from a laboratory strain resistant to Cry1Ac and Cry2Ab in diet bioassays survived on cotton bolls producing only Cry1Ac, but not on cotton bolls producing both toxins. Thus, the asymmetrical cross-resistance seen here does not threaten the efficacy of pyramided Bt cotton against pink bollworm. Nonetheless, the results here and previous evidence indicate that cross-resistance occurs between Cry1Ac and Cry2Ab in some key cotton pests. Incorporating the potential effects of such cross-resistance in resistance management plans may help to sustain the efficacy of pyramided Bt crops.

Las proteínas de Bacillus thuringiensis (Bt) activadas por insectos son expresadas por varias plantas transgénicas para controlar ciertas plagas, pero los organismos no objetivo como las mariquitas también pueden estar expuestos a estas proteínas en el campo. Desarrollamos un protocolo mejorado de pruebas de ecotoxicidad y realizamos ensayos de alimentación en un laboratorio para evaluar los posibles efectos adversos de diferentes concentraciones de toxinas Cry1Ab y Cry3Bb activadas con tripsina, producidas microbianamente en el coccinélido Adalia bipunctata. Se registraron la mortalidad larvaria/pupal, el tiempo de desarrollo y la acumulación de masa corporal total. Incluso en la concentración más baja (5 microg / ml), las larvas de A. bipunctata alimentadas con la toxina Cry1Ab activada por lepidópteros mostraron una mortalidad significativamente mayor que el grupo control. En experimentos con Cry3Bb activado por coleópteros, solo una concentración de 25 microg/ml marginalmente produjo una mortalidad mayor de manera significativa, en comparación con el control. Ambos experimentos revelaron un ligero descenso en la mortalidad a la concentración más alta de 50 microg / ml, aunque esto fue estadísticamente significativo solo en el tratamiento con Cry1Ab. No se detectaron diferencias en cuanto al tiempo de desarrollo y la masa corporal de los adultos recién emergidos. Las diluciones del vector de expresión pBD10, utilizadas como control para excluir los efectos del método de producción de toxinas, en concentraciones entre 10 y 100 microg/ml no revelaron efectos significativos en ninguno de los parámetros estudiados. Esto sugiere que el aumento de la mortalidad de las larvas en los ensayos de alimentación con toxinas fue causado directamente por las toxinas Bt activadas y plantea preguntas con respecto a su especificidad comúnmente postulada y su modo de acción en A. bipunctata. Se discuten las implicaciones de los resultados informados para las poblaciones de mariquitas y sus funciones biológicas de control de plagas en los ecosistemas de cultivos transgénicos.

Insect-active Bacillus thuringiensis (Bt) proteins are expressed by several transgenic crop plants to control certain pests, but nontarget organisms such as ladybirds also can be exposed to these proteins in the field. We developed an improved ecotoxicity testing protocol and conducted feeding trials in a laboratory setting to test for possible adverse effects of different concentrations of microbially produced trypsin-activated Cry1Ab and Cry3Bb toxins on the coccinellid Adalia bipunctata. Larval/pupal mortality, development time, and overall body mass accumulation were recorded. Even at the lowest concentration (5 microg/ml), A. bipunctata larvae fed with the lepidopteran-active Cry1Ab toxin exhibited significantly higher mortality than the control group. In experiments with the coleopteran-active Cry3Bb, only a concentration of 25 microg/ml resulted in a marginally significantly higher mortality compared to the control. Both experiments revealed a slight decline in mortality at the highest concentration of 50 microg/ml, though this was statistically significant only in the Cry1Ab treatment. No differences were detected for development time and body mass of newly emerged adults. Dilutions of the expression vector pBD10--used as a control to exclude effects of the toxin production method--at concentrations between 10 and 100 microg/ml revealed no significant effects on either of the studied parameters. This suggests that the increased mortality of larvae in the toxin feeding trials was caused directly by the activated Bt toxins and raises questions regarding their commonly postulated specificity and their mode of action in A. bipunctata. Implications of the reported results for ladybird populations and their biological pest control functions in transgenic crop ecosystems are discussed.

Se ha tenido éxito, con los cultivos transgénicos que producen toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) para el control de plagas de insectos, pero su eficacia se reduce cuando las plagas desarrollan resistencia. En este trabajo se revisó la definición de resistencia desarrollada en el campo, la relación entre la resistencia y los problemas de control de campo, la teoría subyacente de las estrategias para retrasar la resistencia y los métodos de monitoreo de la resistencia. También se analizaron los datos de monitoreo de resistencia de los cinco continentes informados en 41 estudios que evalúan las respuestas de poblaciones de campo de 11 plagas de lepidópteros a cuatro toxinas Bt producidas por el maíz y el algodón Bt. Después de más de una década desde la comercialización inicial de los cultivos Bt, la mayoría de las poblaciones de plagas objetivo siguen siendo susceptibles, mientras que la resistencia desarrollada en el campo se ha documentado en algunas poblaciones de tres especies de polillas noctuid: Spodoptera frugiperda (JE Smith) al Cry1F en maíz Bt en Puerto Rico , Busseola fusca (Fuller) a CrylAb en maíz Bt en Sudáfrica, y Helicoverpa zea (Boddie) a CrylAc y Cry2Ab en algodón Bt en el sureste de Estados Unidos. Los resultados de campo son consistentes con las predicciones de la teoría, lo que sugiere que los factores que retrasan la resistencia incluyen la herencia recesiva de la resistencia, abundantes refugios de plantas hospederas no transgénicas y cultivos Bt de dos toxinas implantados separadamente de los cultivos de toxina Bt. La información obtenida de los análisis sistemáticos de los datos de monitoreo de resistencia puede ayudar a mejorar la durabilidad de los cultivos insecticidas transgénicos. Finalmente se recomienda el uso continuo de la definición de resistencia citada aquí y fomentar las discusiones sobre qué acciones reglamentarias, si existen, deben ser activadas por datos específicos sobre la magnitud, la distribución y el impacto de la resistencia desarrollada en el campo.

Transgenic crops producing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins for insect pest control have been successful, but their efficacy is reduced when pests evolve resistance. Here we review the definition of field-evolved resistance, the relationship between resistance and field control problems, the theory underlying strategies for delaying resistance, and resistance monitoring methods. We also analyze resistance monitoring data from five continents reported in 41 studies that evaluate responses of field populations of 11 lepidopteran pests to four Bt toxins produced by Bt corn and cotton. After more than a decade since initial commercialization of Bt crops, most target pest populations remain susceptible, whereas field-evolved resistance has been documented in some populations of three noctuid moth species: Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) to Cry1F in Bt corn in Puerto Rico, Busseola fusca (Fuller) to CrylAb in Bt corn in South Africa, and Helicoverpa zea (Boddie) to CrylAc and Cry2Ab in Bt cotton in the southeastern United States. Field outcomes are consistent with predictions from theory, suggesting that factors delaying resistance include recessive inheritance of resistance, abundant refuges of non-Bt host plants, and two-toxin Bt crops deployed separately from one-toxin Bt crops. The insights gained from systematic analyses of resistance monitoring data may help to enhance the durability of transgenic insecticidal crops. We recommend continued use of the longstanding definition of resistance cited here and encourage discussions about which regulatory actions, if any, should be triggered by specific data on the magnitude, distribution, and impact of field-evolved resistance.

El propósito de este estudio fue examinar la contaminación de los genes Cry1 y Cry1Ab de Bacillus thuringiensis y maíz transgénico en mejillones silvestres de agua dulce recolectados en sitios ubicados cerca de los campos de maíz. Además, los mejillones se trasplantaron durante 2 meses a un sitio en el río Huron, río arriba al río Richelieu, que está sujeto a la cría intensiva de maíz. Los mejillones estaban significativamente contaminados por ambos genes en sus branquias, glándulas digestivas y gónadas, según lo determinado por la metodología de qPCR. El análisis de la secuencia génica confirmó la presencia del gen transgénico de Cry1Ab de maíz en tejidos de mejillón. En un intento por explicar la presencia del transgen en los tejidos del mejillón, se cultivaron bacterias heterótrofas de la superficie del agua y muestras de sedimentos en placas de agar en el río Richelieu en mayo y agosto. El transgen se encontró en dos de seis muestras de agua superficial y en una muestra de sedimento. El estudio reveló que la exposición al gen Cry1Ab de maíz transgénico en mejillones parece proceder por ingestión de microorganismos durante la alimentación.

The purpose of this study was to examine the contamination of cry1 and cry1Ab genes from Bacillus thuringiensis and transgenic corn in feral freshwater mussels collected from sites located in proximity of corn fields. In addition, mussels were transplanted for 2 months to a site in the Huron River, upstream to the Richelieu River, which is subject to intensive corn farming. Mussels were significantly contaminated by both genes in their gills, digestive glands, and gonads, as determined by qPCR methodology. Gene sequence analysis confirmed the presence of transgenic corn cry1Ab gene in mussel tissues. In an attempt to explain the presence of the transgene in mussel tissues, heterotrophic bacteria were grown from surface water and sediment samples on agar plates in the Richelieu River in May and August. The transgene was found at two out of six surface water samples and in one sediment sample. The study revealed that exposure to transgenic corn cry1Ab gene in mussels seems to proceed by ingestion of microorganisms during feeding.

Las proteínas Cry, producidas por Bacillus thuringiensis (Bt), se usan ampliamente para el control de plagas de insectos en la agricultura en forma de productos de rociado o expresados en cultivos transgénicos, como el maíz y el algodón. Poco se sabía sobre el mecanismo de acción de estas toxinas cuando se introdujo el primer producto comercial Bt hace cincuenta años. Sin embargo, la investigación sobre el mecanismo de acción en las últimas dos décadas ha mejorado nuestro conocimiento de la interacción de la toxina con los receptores de membrana y sus efectos en las células del intestino medio de insectos. Toda esta información permitió el diseño racional de toxinas mejoradas con mayor toxicidad o toxinas que superan la resistencia de los insectos, lo que podría comprometer el uso y la eficacia de Bt en el campo. En esta revisión, discutimos y evaluamos los diferentes modelos del modo de acción de las toxinas Cry, incluida una discusión sobre el papel de varios receptores en la acción de la toxina.

Cry proteins, produced by Bacillus thuringiensis (Bt), are widely used for the control of insect pests in agriculture as spray products or expressed in transgenic crops, such as maize and cotton. Little was known regarding the mechanism of action of these toxins when the first commercial Bt product was introduced fifty years ago. However, research on the mechanism of action over the last two decades has enhanced our knowledge of toxin interaction with membrane receptors and their effects in insect midgut cells. All this information allowed for the rational design of improved toxins with higher toxicity or toxins that overcome insect resistance, which could compromise Bt use and effectiveness in the field. In this review we discuss and evaluate the different models of the mode of action of Cry toxins, including a discussion about the role of various receptors in toxin action.

Esta revisión utiliza un método cuantitativo basado en datos para resumir la literatura publicada y revisada por pares sobre el impacto de las plantas modificadas genéticamente (GM) en los enemigos naturales de artrópodos en experimentos de laboratorio. El método es similar al meta análisis y, en contraste con un método simple de conteo de votos del autor utilizado por varias revisiones anteriores, proporciona un resumen objetivo, basado en datos, del conocimiento existente sobre estos efectos. Significativamente, se observaron más respuestas no neutrales de lo esperado aleatoriamente en el 75% de las comparaciones de grupos de enemigos naturales y clases de respuesta. Estas observaciones indican que las toxinas Cry y los inhibidores de la proteinasa a menudo tienen efectos no neutrales en los enemigos naturales. Esta síntesis identifica un sesgo continuo hacia estudios sobre algunas especies de depredadores, especialmente Chrysoperla carnea Stephens, que puede ser más sensible a las plantas insecticidas transgénicas (16.8% de las respuestas de parámetros cuantificadas fueron significativamente negativas) que los predadores en general (10.9 % de efectos negativos significativos sin C. carnea). Los parasitoides fueron más susceptibles que los depredadores a los efectos de las toxinas Cry y los inhibidores de la proteinasa, con menos efectos positivos (18.0%, efectos positivos significativos y no significativos combinados) que negativos (66.1%, efectos negativos significativos y no significativos combinados). Las plantas modificadas genéticamente pueden tener un efecto positivo en los enemigos naturales (el 4,8% de las respuestas fueron significativamente positivas), aunque los efectos negativos significativos (21,2%) fueron más comunes. Aunque hay datos sobre 48 especies de enemigos naturales, la base de datos aún está lejos de ser adecuada para predecir el efecto de una toxina Bt o un inhibidor de la proteinasa en los enemigos naturales.

This review uses a data-driven, quantitative method to summarize the published, peer-reviewed literature about the impact of genetically modiÞed (GM) plants on arthropod natural enemies in laboratory experiments. The method is similar to meta-analysis, and, in contrast to a simple author-vote counting method used by several earlier reviews, gives an objective, data-driven summary of existing knowledge about these effects. SigniÞcantly more non-neutral responses were observed than expected at random in 75% of the comparisons of natural enemy groups and response classes. These observations indicate that Cry toxins and proteinase inhibitors often have non-neutral effects on natural enemies. This synthesis identiÞes a continued bias toward studies on a few predator species, especially the green lacewing, Chrysoperla carnea Stephens, which may be more sensitive to GM insecticidal plants (16.8% of the quantiÞed parameter responses were signiÞcantly negative) than predators in general (10.9% signiÞcantly negative effects without C. carnea). Parasitoids were more susceptible than predators to the effects of both Cry toxins and proteinase inhibitors, with fewer positive effects (18.0%, signiÞcant and nonsigniÞcant positive effects combined) than negative ones (66.1%, signiÞcant and nonsigniÞcant negative effects combined). GM plants can have a positive effect on natural enemies (4.8% of responses were signiÞcantly positive), although signiÞcant negative (21.2%) effects were more common. Although there are data on 48 natural enemy species, the database is still far from adequate to predict the effect of a Bt toxin or proteinase inhibitor on natural enemies.

Durante los últimos diez años, de acuerdo con el aumento del uso de alimentos genéticamente modificados (GM) para humanos y ganado, se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios de alimentación. Sin embargo, la evidencia aún está lejos de demostrar si el consumo a largo plazo de alimentos GM representa un posible peligro para la salud humana o animal. Por lo tanto, este estudio fue diseñado para evaluar los efectos del maíz transgénico en las ratas que fueron alimentadas durante tres generaciones con maíz GM o su contraparte convencional. Se obtuvieron muestras de tejido de estómago, duodeno, hígado y riñón para exámenes histopatológicos. Se calculó el diámetro medio de los glomérulos, el grosor de la corteza renal y el volumen glomerular y se determinó el número de animales afectados/número de animales examinados para la histopatología hepática y renal. Se determinaron las cantidades de urea, nitrógeno ureico, creatinina, ácido úrico, proteína total, albúmina y globulina; Las actividades enzimáticas de aspartato aminotransferasa, alanina aminotransferasa, fosfatasa alcalina, gamma glutamiltransferasa, creatina quinasa y amilasa se midieron en muestras de suero. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los pesos relativos de los órganos de las ratas dentro de los grupos, pero hubo algunos cambios histopatológicos mínimos en el hígado y los riñones. Los cambios en los niveles de creatinina, proteína total y globulina también se determinaron en análisis bioquímicos.

For the last ten years, in accordance with the increased use of genetically modified (GM) foods for human and livestocks, a large number of feeding studies have been carried out. However, the evidence is still far from proving whether the long-term consumption of GM foods posses a possible danger for human or animal health. Therefore, this study was designed to evaluate the effects of transgenic corn on the rats that were fed through three generations with either GM corn or its conventional counterpart. Tissue samples of stomach, duodenum, liver and kidney were obtained for histopathological examinations. The average diameter of glomeruli, thickness of renal cortex and glomerular volume were calculated and number of affected animals/number of examined animals for liver and kidney histopathology were determined. Amounts of urea, urea nitrogen, creatinine, uric acid, total protein, albumin and globulin were determined; enzyme activities of aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alkaline phosphatase, gamma glutamyltransferase, creatine kinase and amylase were measured in serum samples. No statistically significant differences were found in relative organ weights of rats within groups but there were some minimal histopathological changes in liver and kidney. Changes in creatinine, total protein and globulin levels were also determined in biochemical analysis.

La siembra generalizada de maíz transgénico que contiene endotoxinas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt) en sus tejidos para el control de plagas de insectos aumenta la posibilidad de influencia en muchas especies no objetivo, incluidas las especies de Chrysopidae que se alimentan de polen. Este estudio se realizó para evaluar los parámetros de adecuación asociados con la longevidad, la fecundidad y la viabilidad de los huevos de adultos de Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) cuando se alimentaron con polen de maíz Bt. Los productos Bt probados con sus respectivasno Bt casi isolínico fueron Evento 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab) y TC1507 (Cry1F). Las hembras alimentadas con polen del Evento 176 vivieron significativamente más tiempo que las alimentadas con polen de no Bt casi isolínico. Los machos alimentados con polen de TC1507 mostraron una tendencia a vivir más que los machos alimentados con su polen no Bt casi isolínico, pero no hubo diferencia entre las hembras con respecto a este evento. El número medio de huevos producidos por hembra por día fue significativamente menor para los que recibieron polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico. La producción total de huevos fue significativamente menor para las hembras alimentadas con polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico.

The widespread planting of transgenic corn containing Bacillus thuringiensis (Bt) Cry endotoxin in its tissues for insect pest control raises the potential for influence on many non-target species including pollen-feeding species of Chrysopidae. This study was conducted to assess fitness parameters associated with longevity, fecundity, and egg viability of adult Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) when fed Bt corn pollen. Bt products tested with their respective non-Bt near-isolines were Event 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab), and TC1507 (Cry1F). Females fed pollen from Event 176 lived significantly longer than those fed pollen from its non-Bt near-isoline. Males fed pollen from TC1507 showed a trend for living longer than males fed its non-Bt near-isoline pollen, but there was no difference for females regarding this event. The mean number of eggs produced per female per day was significantly less for those fed MON810 pollen compared with females fed pollen from the non-Bt near-isoline. Total egg production was significantly less for females fed MON810 pollen vs. females fed pollen from its non-Bt near-isoline.

El objetivo del estudio fue examinar los efectos del cultivo transgénico apilado NK603 x MON810 en diferentes modelos de estudios de alimentación a largo plazo. Hasta el momento, no se han informado efectos negativos de las variedades de maíz GM en publicaciones revisadas por pares. Pero la hipótesis de que los efectos después de una exposición a largo plazo podrían volverse evidentes en estudios multigeneracionales rara vez se ha investigado. En este estudio se utilizaron tres diseños, incluido un estudio multigeneracional (MGS), una evaluación reproductiva mediante reproducción continua (RACB) y un estudio de alimentación a término (LTS), todos realizados con ratones de laboratorio (cepa OF1). Las dietas de prueba difirieron solo en cuanto a la inclusión de 33% de maíz NK603 x MON810 (GM) versus maíz no GM de una línea casi isogénica (ISO), ambos cultivados en condiciones idénticas en Canadá. El MGS también incluyó un grupo con maíz no transgénico cultivado en Austria (A REF). Todas las variedades de maíz utilizadas en MGS y LTS se cosecharon en 2005, el maíz transgénico e isogénico para RACB se cosechó en Canadá en 2007. En este caso no se utilizó maíz austriaco. En el MGS se realizaron investigaciones microscópicas y ultraestructurales para detectar cambios a nivel de órganos y células. Los patrones de expresión génica se compararon mediante perfiles de expresión de micromatrices del intestino como interfaz animal-alimento y mediante PCR en tiempo real. Los resultados de la MGS no mostraron diferencias estadísticamente significativas con respecto a la masa corporal de los padres. El número de hembras sin camadas disminuyó con el tiempo en el grupo GM e ISO, especialmente en la 4ª generación. En el grupo alimentado con maíz A REF, menos hembras quedaron sin camadas y, en consecuencia, se destetaron más cachorros. Los parámetros de producción promedio de tamaño y peso de la camada, así como el número de cachorros destetados, estuvieron a favor del grupo ISO. Estas diferencias también se observaron en el diseño RACB y fueron estadísticamente significativas en las camadas 3 y 4. Además, la variabilidad interindividual fue mayor en el grupo GM en comparación con los otros grupos. El LTS no mostró diferencias estadísticamente significativas en la supervivencia de 3 grupos de ratones alimentados con las diferentes variedades de maíz. En el MGS, las investigaciones continuas revelaron diferencias entre los grupos GM e ISO. La comparación de los pesos de los órganos no indicó efectos dietéticos dirigidos, a excepción de los riñones. La investigación histológica electrónica de los núcleos celulares reveló diferencias en cuanto a los centros fibrilares, los componentes fibrilares densos y la densidad de poros en los hepatocitos. Esto podría apuntar a un efecto del cultivo GM en los parámetros metabólicos. La inmunohistoquímica no reveló diferencias sistemáticas en células CD3, CD20 positivas y macrófagos en el tejido intestinal. Los microarrays mostraron diferencias entre los grupos de alimentación. Cuando los datos de ambos grupos de alimentación no GM de MGS se combinaron y compararon con el grupo de alimentación GM, la discriminación se hizo más evidente. Los análisis de las vías metabólicas indicaron que los grupos diferían en algunas vías importantes, incluida la vía de señalización de las interleucinas, la biosíntesis del colesterol y el metabolismo de las proteínas. Resumiendo los hallazgos de este estudio, se puede concluir que los estudios multigeneracionales, especialmente los basados ​​en el diseño RACB, son adecuados para revelar diferencias entre alimentos. El ensayo RACB mostró efectos reproductivos negativos relacionados con el tiempo del maíz GM bajo las condiciones experimentales dadas. El ensayo RACB con su diseño específico con el uso repetido de la generación parental es un factor biológico exigente para el organismo materno. En comparación con los resultados de los ensayos RACB, se puede suponer que el estrés fisiológico fue considerablemente menor en el ensayo MGS. El diseño de prueba de utilizar generaciones parentales jnewk en lugar de reproducción continua con la misma generación debe considerarse obviamente menos exigente. Esto podría haber enmascarado el impacto de los factores dietéticos en el desempeño reproductivo. Sin embargo, esta parte del experimento es valiosa como tal porque subraya la necesidad de diferentes diseños experimentales para la evaluación de los efectos dietéticos que tienen un impacto desconocido en los animales. El resultado de este estudio sugiere que los estudios futuros sobre la seguridad de los piensos y alimentos MG deberían incluir estudios de reproducción. Los rasgos fisiológicos y genómicos y, dependiendo de la naturaleza de la modificación genética, los métodos proteómicos y metabolómicos podrían tomarse en consideración como herramientas adicionales a las pruebas realizadas en este estudio.

The aim of the study was to examine effects of the stacked GM crop NK603 x MON810 in different models of long term feeding studies. So far no negative effects of GM corn varieties have been reported in peer-reviewed publications. But the hypothesis, that effects after long term exposure might become evident in multi-generation studies has rarely been investigated. In this study three designs were used, including a multi-generation study (MGS), a reproductive assessment by continuous breeding (RACB) and a life-term feeding study (LTS), all performed with laboratory mice (strain OF1). The test diets differed only as to the inclusion of 33% NK603 x MON810 corn (GM) versus nonGM corn of a near isogenic line (ISO), both grown under identical conditions in Canada. The MGS also included one group with a non GM corn cultivated in Austria (A REF). All corn varieties used in the MGS and LTS were harvested in 2005, the transgenic and isogenic corn for the RACB were harvested in Canada in 2007. No Austrian corn was used in this case. In the MGS microscopic and ultrastructural investigations were performed to detect changes at the organ and cell level. Gene expression patterns were compared by micro array expression profiles of the intestine as feed-animal interface and by real time PCR. The results of the MGS showed no statistically significant differences concerning parental body mass. The number of females without litters decreased with time in the GM and ISO group, especially in the 4th generation. In the group fed with A REF corn fewer females were without litters, and accordingly more pups were weaned. The production parameters average litter size and weight as well as number of weaned pups were in favour of the ISO group. These differences were also seen in the RACB design and were statistically significant in the 3rd and 4th litters. In addition, the inter-individual variability was higher in the GM group as compared to the other groups. The LTS showed no statistically significant differences in the survival of 3 groups of mice fed the different maize varieties. In the MGS the continuative investigations revealed differences between the GM and ISO groups. The comparison of organ weights did not indicate directed dietary effects, except for kidneys. The electron histological investigation of the cell nuclei revealed differences as to fibrillar centres, dense fibrillar components and the pore density in hepatocytes. This could point to an effect of the GM crop on metabolic parameters. Immunohistochemistry revealed no systematic differences in CD3, CD20 positive cells and macrophages in gut tissue. The microarrays showed differences between the feeding groups. When the data of both non-GM feeding groups from MGS were combined and compared to the GM feeding group, the discrimination became more evident. Analyses of metabolic pathways indicated, that the groups differed regarding some important pathways, including interleukin signalling pathway, cholesterol biosynthesis and protein metabolism. Summarizing the findings of this study it can be concluded, that multi-generation studies, especially based on the RACB design are well suited to reveal differences between feeds. The RACB trial showed time related negative reproductive effects of the GM maize under the given experimental conditions. The RACB trial with its specific design with the repeated use of the parental generation is a demanding biological factor for the maternal organism. Compared to the findings in the RACB trials it can be assumed that the physiological stress was considerably lower in the MGS trial. The trial design of using jnewk parental generations instead of continuous breeding with the same generation has to be considered as being obviously less demanding. This might have masked the impact of dietary factors on reproductive performance. However, this part of the experiment is valuable as such because it underlines the need for different experimental designs for the assessment of dietary effects that have an unknown impact on animals. The outcome of this study suggests that future studies on the safety of GM feed and food should include reproduction studies. Physiological and genomic traits and depending on the nature of the genetic modification proteomic and metabolomic methods might be taken into consideration as additional tools to the tests performed in this study.