Cum fac oamenii de știință grâu și alune fără alergii

Andy Sacks / Getty Images

Chei de luat masa

• Pentru a reduce numărul de alergeni din alimente precum grâul și arahide, oamenii de știință modifică genetic codul genetic care creează proteine ​​alergenice.
• Procesul implică eliminarea proteinelor alergenice, cum ar fi cele care conțin gluten în grâu.
• Tehnologia CRISPR permite oamenilor de știință să elimine alergenii prin schimbarea codului genetic al plantei.

În SUA, unul din 10 adulți și unul din 13 copii au alergii alimentare, iar cifrele sunt în creștere. Numit „The Big Eight”, un grup de plante, inclusiv grâu, arahide și soia, provoacă 90% din alergiile alimentare, conform Departamentului Agriculturii din SUA (USDA).

Pentru a atenua problema, oamenii de știință merg la sursă modificând genetic plantele pentru a produce mai puțini alergeni.Sachin Rustgi, dr., Profesor asistent de reproducere moleculară la Universitatea Clemson din Carolina de Sud, lucrează pentru a reduce conținutul de gluten din grâu, pentru a-l face mai comestibil pentru persoanele cu boală celiacă și sensibilități la gluten. El a prezentat cercetările echipei sale la reuniunea anuală 2020 ASA-CSSA-SSSA din noiembrie.

Crescând în India, Rustgi își amintește oamenii din comunitatea sa care se confruntă cu „diaree de vară” în lunile mai calde, când oamenii mănâncă adesea pâine de grâu, mai degrabă decât pâine pe bază de porumb. Abia de curând experții au început să atribuie fenomenul bolii celiace răspândite și insensibilității la gluten. El speră că, prin crearea de soiuri de grâu hipoalergenice, oamenii își pot permite să consume produse din grâu fără a fi nevoie de medicamente scumpe.

„Dacă putem îmbunătăți alimentele și asta va ajuta la reducerea unui fel de afecțiune care este, cred, mai degrabă o soluție ușoară decât să găsim de fapt medicamente sau ceva de genul acesta, deoarece asta se adaugă la costul vieții”, spune Rustgi pentru Verywell .

Hortense Dodo, dr., Fondator și om de știință șef la IngateyGen, o companie de tehnologie alimentară cu sediul în Carolina de Nord, lucrează de zeci de ani la proiectarea unei arahide hipoalergenice. Ea spune că recunoaște că persoanele cu alergii la arahide duc o „viață foarte stresantă” și speră că munca ei poate atenua unele dintre provocările asociate cu alergiile alimentare.

„Vrem să ne asigurăm că venim cu soluții noi pentru a ușura tensiunea, teama și emoția îngrozitoare pentru familii atunci când au un copil alergic la arahide”, spune Dodo pentru Verywell.

Ce înseamnă asta pentru tine

Cercetătorii au creat cu succes mai multe culturi fără alergeni, care sunt dovedite a fi sigure pentru consum. Cu toate acestea, aceste culturi trebuie să treacă prin procese lungi de aprobare de către agențiile de reglementare și să se dovedească a fi viabile pe piețele comerciale. Experții spun că atunci când alimentele fără alergeni devin disponibile comercial, va fi important ca acestea să fie etichetate corespunzător, astfel încât consumatorii să poată înțelege produsul.

Ingineria unei plante mai sigure

Când cineva este intolerant la mâncare, cum ar fi o arahide, oamenii spun adesea că au pur și simplu o „alergie la arahide”. Cu toate acestea, această insensibilitate, spune Dodo, poate fi atribuită uneia sau mai multor proteine ​​alergenice din plantă. Alunele, de exemplu, au 16 proteine ​​care arată că provoacă reacții alergice.

În efortul său de a dezvolta o plantă de arahide hipoalergenică, echipa de cercetare a lui Dodo a folosit o tehnică de editare genetică pentru a elimina alergenii majori, deși rămân unii alergeni minori.

„Ne-am început activitatea concentrându-ne pe alergenul major”, spune Dodo. „Avem planta de arahide cu o alergenicitate generală semnificativ mai mică”.

Eforturile timpurii de modificare genetică a culturilor alergenice au folosit o tehnologie numită interferență ARN (ARNi). Această tehnică solicită oamenilor de știință să îmbine o bucată străină de ARN - de la o altă plantă, de exemplu - în codul genetic pe care încearcă să îl modifice. Rustgi spune că echipa sa a folosit RNAi pentru a viza și a elimina o genă care a acționat ca un „regulator principal” pentru proteinele din gluten care provoacă reacții alergice.

Apoi, în 2012, cercetătorii au arătat că un instrument numit CRISPR-Cas9, cunoscut sub numele de CRISPR, ar putea fi folosit pentru a rupe o secțiune de ADN și a modifica codul din acea secțiune. CRISPR le permite oamenilor de știință să identifice exact ce părți ale codului genetic doresc să se schimbe și pot face acest lucru fără a introduce ARN dintr-un corp străin.

„CRISPR a introdus versiuni alternative ale genelor, astfel încât să puteți crea de fapt o mutație punctuală”, spune Rustgi. „Asta înseamnă că nu introduceți, ci doar schimbați ceea ce există în mod natural.”

Plantele care sunt editate utilizând CRISPR pot fi, de asemenea, aprobate mai repede decât cele care utilizează tehnologia RNAi mai veche. „[CRISPR] este o tehnologie mai puternică și mai precisă", spune Dodo. „În ceea ce privește reglementarea, este mult mai ușor să vă aduceți produsul pe piață în SUA"

A face apel la consumator

Pentru oamenii de știință din culturi, distincția dintre organismele modificate genetic (OMG) care utilizează informații genetice importate și cele în care se schimbă genele existente este importantă pentru a convinge consumatorii că alimentele modificate sunt sigure. Potrivit unui sondaj realizat în 2016 de Pew Research Center, 39% dintre respondenți au declarat că alimentele modificate genetic sunt mai proaste pentru sănătatea cuiva și doar 10% spun că astfel de alimente sunt mai bune pentru sănătatea cuiva.

Rustgi spune că, deși există multe persoane cu sensibilitate la gluten în SUA care sunt dispuse să încerce grâu OMG, consumatorii din multe țări din întreaga lume, în special cele cu rate de alfabetizare mai mici, pot fi sceptici față de alimentele modificate genetic. Deoarece se exportă atât de mult grâu cultivat în America, Rustgi spune că grâul antialergen nu s-a dovedit încă a fi viabil din punct de vedere comercial.

„Nu vrem să ne punem în pericol exportul având de fapt ceva pe care oamenii care importă de la noi nu le place să vadă”, spune Rustgi. „Pe măsură ce vom vedea mai mulți oameni alfabetizați în acele țări către care exportăm, vom vedea această schimbare.”

Pe piață nu există încă produse din grâu modificate genetic. Obținerea aprobării de la Food and Drug Administration (FDA) și USDA poate fi un proces lung și costisitor, iar unii consumatori pot avea concepția greșită că grâul OMG crește de fapt sensibilitatea la gluten.

Cum se măsoară culturile hipoalergenice

Cercetările indică faptul că sursele de fibre dietetice sunt importante pentru construirea și menținerea unui microbiom intestinal puternic. Bacteriile benefice și alte specii din intestin se hrănesc cu prebiotice, cum ar fi fibrele din grâu.

Rustgi spune că prin eliminarea glutenului din grâu, planta pierde puțin sau deloc valoare nutrițională. Totuși, glutenul este esențial pentru crearea structurii și masticabilității caracteristice multor produse de patiserie.

Glutenul este alcătuit din trei tipuri de proteine ​​alergene. Cel care este cel mai important pentru coacere, numit glutenină moleculară ridicată, se crede că este în general sigur pentru persoanele cu sensibilitate la celiaci și gluten. Prin eliminarea alergenilor majori, dar păstrarea gluteninelor cu molecule ridicate din făină, echipa Rustgi a constatat că hipoalergenic făina a produs rezultate similare cu făina de grâu nemodificată.

„Se poate coace într-o pâine de o calitate rezonabilă - mai bună decât ceva care este produs din orez”, spune el.

După trei ani de testare pe teren, Dodo spune că arahidele cu alergeni reduse nu au prezentat nicio diferență semnificativă în gust sau în creștere în comparație cu arahidele comerciale.

Rustgi și Dodo subliniază că atunci când produsele alimentare antialergene ajung pe piețele de consum, etichetarea clară va fi critică. În loc să pretindă pur și simplu că o varietate de grâu sau arahide nu conține alergeni ar fi înșelătoare, spune Rustgi, deoarece oamenii trebuie să știe exact ce proteine ​​conțin alimentele și care lipsesc.

Ambii cercetători spun că speră să dezvolte în continuare plante cât mai aproape de alergeni.

Diferite grupuri sau laboratoare diferite folosesc instrumente diferite sau tehnologii diferite ", spune Dodo." Dar cred că, în general, toată lumea este îngrijorată de soluționarea problemei alergiilor. "