Test sugli OGM: 4 domande importanti

Sta testando le proteine o il DNA? In che modo i metodi di analisi delle materie prime differiscono da quelli delle materie lavorate? Queste sono solo due considerazioni che chiunque voglia testare gli OGM deve tenere a mente. La Product Manager Christina Huber offre alcune risposte pratiche.

Come discusso nell'articolo precedente, i diversi Paesi hanno normative diverse in merito alle autorizzazioni per il commercio di piante geneticamente modificate o per la loro coltivazione all'interno della loro giurisdizione. Di conseguenza, i criteri per i test variano in modo significativo da Paese a Paese. Questo articolo espone alcune considerazioni di base per la scelta del formato di test giusto per determinare se un campione deriva da una pianta geneticamente modificata. La modificazione genetica si riferisce a qualsiasi alterazione artificiale del DNA di una pianta, sia modificando il genoma che inserendo frammenti di DNA estranei. Il gene modificato trasmetterà un nuovo tratto, come la resistenza agli insetti, agli erbicidi o altre caratteristiche rilevanti per l'agricoltura. Una delle prime domande che si porrà è se desidera testare il DNA o le proteine. A complemento di questa decisione, deve decidere se verrà testata la merce grezza o il materiale lavorato. Una terza questione è il suo obiettivo: sta cercando un tratto OGM specifico o vuole semplicemente sapere se il suo raccolto è privo di OGM? Infine, anche fattori come la sensibilità, la velocità e la facilità d'uso giocano un ruolo importante. Tutte queste decisioni la aiuteranno a scegliere il formato giusto tra le opzioni di analisi più comunemente applicate: reazione a catena della polimerasi (PCR), saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) o dispositivi a flusso laterale (LFD).

1) DNA o proteine?

Quando la pianta viene modificata, la sua sequenza di DNA viene cambiata. L'alterazione può essere determinata identificando l'alterazione artificiale del DNA stesso o rilevando la proteina espressa, che non è presente naturalmente nella coltura in questione. Gli approcci ai test basati sugli acidi nucleici, come la PCR, amplificano una regione di interesse del genoma della pianta per ottenere miliardi di copie di piccoli frammenti di DNA, utilizzando i cosiddetti primer e la DNA polimerasi come enzima. In precedenza, questi frammenti di DNA potevano essere separati e visualizzati su un gel di agarosio, ma oggi strumenti più sofisticati consentono di misurare direttamente la reazione di amplificazione con tecniche di fluorescenza. Non solo l'approccio della PCR è qualitativo, ma consente anche di quantificare il materiale GM in un campione. Per il rilevamento delle proteine, si utilizzano i test immunologici. Questi test immunologici utilizzano anticorpi specifici in grado di legare la proteina. Sono disponibili due diversi formati di test: il dispositivo a flusso laterale (LFD) e il test di immunoassorbimento legato all'enzima (ELISA). Entrambi i sistemi funzionano in formato sandwich, ossia un anticorpo è immobilizzato su una superficie che lega in modo specifico la proteina di interesse. Una volta che la proteina si è legata all'anticorpo immobilizzato, un anticorpo secondario marcato può legarsi, formando così un sandwich e fornendo un segnale di colore. Se la proteina di interesse non è disponibile, non si può formare un sandwich e quindi non sarà visibile alcun colore, indicando che la pianta testata è priva di OGM. Nella maggior parte dei casi, l'ELISA utilizza una piastra a 96 pozzetti rivestita con l'anticorpo specifico che consente l'analisi simultanea di più campioni. Le LFD sono strisce che hanno una linea di test e una di controllo rivestite con l'anticorpo specifico per catturare la proteina di interesse. Se appare la linea del test, il risultato è positivo e indica la presenza della proteina target. Questi test esistono in formato quantitativo o qualitativo; per quantificare il risultato è necessario un lettore LFD. In sintesi, il test del DNA leggerà la sequenza di DNA alterata, mentre il test delle proteine identifica la nuova proteina derivata da questa specifica sequenza di DNA. Anche le qualità specifiche del campione da analizzare giocano un ruolo nel determinare se un metodo basato sul DNA o sulle proteine si adatta meglio alle sue esigenze. Proseguendo, analizzeremo i diversi requisiti per l'analisi delle materie prime o dei materiali lavorati.

2) In che modo i test sulle materie prime differiscono da quelli sui materiali lavorati?

Quando si tratta di determinare la tecnica di analisi appropriata, sorge un'altra domanda oltre al target (DNA o proteina): la matrice è costituita da materiale grezzo o lavorato? Questo è particolarmente importante per i test sulle proteine. Le materie prime esprimono la proteina intatta, il che significa che si possono utilizzare sia la PCR che i test immunologici. Tuttavia, una volta che una materia prima è stata lavorata, le sue proteine si denaturano con il risultato che cambiano la loro struttura naturale e, nella maggior parte dei casi, non possono essere rilevate dai test immunologici. Il trattamento termico, ad esempio, è un processo che può portare alla denaturazione delle proteine. Tuttavia, questo processo non modifica la sequenza del DNA; pertanto, la PCR può essere utilizzata per rilevare il gene inserito anche in alcuni materiali trattati. Se il suo campione è un prodotto grezzo, sono disponibili più opzioni di analisi: entrambi gli approcci basati sul DNA e sulle proteine rileveranno la modifica genetica. Se invece il suo campione è un materiale pesantemente lavorato, in cui la proteina può essere stata denaturata, le opzioni sono limitate al test del DNA.

3) C'è un tratto specifico nel mio campione? È privo di OGM? Cosa deve sapere esattamente?

A volte, è necessario testare un campione per tratti specifici, al fine di determinare se contiene piante non consentite in determinate regioni. Può anche essere necessario determinare se il campione è completamente privo di OGM, indipendentemente da qualsiasi tratto particolare. Per verificare la presenza di un OGM specifico, è importante sapere quali proteine sono espresse nell'OGM di interesse. Queste informazioni possono essere acquisite dal produttore o da fonti come la pagina web dell'ISAAA (http://www.isaaa.org/), dove sono elencati tutti gli OGM approvati. Il passo successivo consiste nel determinare il formato di test desiderato (PCR, ELISA o LFD) in base alla specificità desiderata, al tempo necessario per ottenere il risultato, al tipo di materiale e alle attrezzature di laboratorio disponibili. Gli analisti devono prestare attenzione a questo aspetto, perché ci sono molti prodotti OGM che non contengono un solo gene inserito, ma diversi (chiamati eventi impilati); pertanto, se si vuole testare un OGM specifico, è necessario analizzare tutti i geni inseriti (o le proteine espresse) associati a quella particolare pianta. Un'altra strategia per i test sugli OGM consiste nel determinare se la pianta contiene materiali OGM. Questo tipo di test non è specifico per un evento particolare. Per rilevare se un campione è completamente privo di OGM, è sufficiente testare solo un evento di ogni coltura; questo è efficace anche considerando le colture OGM con eventi sovrapposti, in quanto la prova della presenza di un solo evento è sufficiente a dimostrare la presenza di un OGM. Tutte e tre le tecniche sono appropriate per questo tipo di test. La PCR fornirebbe la gamma più ampia, in quanto, ad esempio, il NOS-terminatore o il promotore 35S sono inseriti molto spesso. Quando si esegue il test con le strisce LFD, una striscia combinata può rilevare diverse proteine contemporaneamente. Questi due approcci dipendono esclusivamente dalle esigenze del cliente, in quanto per alcuni potrebbe essere più importante sapere se la coltura è priva di OGM (come in un Paese in cui la coltivazione è vietata, ma potrebbe verificarsi una semina illegale). Altri potrebbero voler sapere in modo specifico quale pianta hanno piantato.

4) Come si può scegliere il metodo di analisi giusto, tenendo conto di altri fattori come l'ambiente di analisi?

Un altro fattore che gioca un ruolo nella scelta del formato di analisi giusto è l'ambiente di analisi. Avrà a disposizione un laboratorio e del personale qualificato o preferisce un test rapido che non richieda alcuna attrezzatura di laboratorio? La Tabella 1 riassume i formati di test disponibili e i loro vantaggi e svantaggi. Esaminiamo la tabella passo per passo. Come metodo di riferimento per i test sugli OGM, la PCR è il metodo più adatto se si vuole testare qualsiasi materiale lavorato. Questa tecnica offre anche il massimo grado di sensibilità e rileva praticamente qualsiasi OGM. Tuttavia, uno svantaggio significativo è che sono necessarie attrezzature di laboratorio e personale qualificato. Per eseguire una PCR, soprattutto quando si desidera una quantificazione, è essenziale un'esatta capacità di pipettaggio, perché un pipettaggio impreciso potrebbe portare a risultati errati o inconcludenti. Il vantaggio principale di un ELISA è la possibilità di analizzare più campioni contemporaneamente. Questo è importante quando si vuole effettuare un test su un singolo seme. Tuttavia, trattandosi di un test basato sulle proteine, può essere utilizzato solo per le materie prime. Se si confrontano le tre tecniche in termini di tempo per ottenere un risultato, l'LFD è il metodo più veloce. Le strisce LFD possono essere utilizzate in loco e non richiedono una strumentazione sofisticata. Quindi, se vuole testare una spedizione in arrivo e ha bisogno di risultati rapidi, sarebbe molto ragionevole scegliere un test LFD, in quanto i risultati sono disponibili entro 10 minuti; non sono necessari personale di laboratorio e poche attrezzature. Questa tecnica, inoltre, non richiede competenze di laboratorio, in quanto la procedura è stata progettata per essere facile da usare. Quindi, quale metodo funziona meglio? La sua decisione dipende in ultima analisi dal tempo desiderato per ottenere i risultati e dalle strutture, dalle attrezzature e dal personale a sua disposizione.