Víte, že..?

Biologická léčba se v posledních letech zařadila do standardních léčebných postupů v mnoha medicínských oborech včetně onkologie, revmatologie, gastroenterologie či neurologie. Její zavedení do praxe znamenalo významný zlom v léčbě řady závažných onemocnění. 

Přes nesporné přínosy biologických léčiv však jejich aplikaci provází i některá specifická omezení, která plynou z makromolekulární podstaty obsažených účinných látek a se kterými se tedy při použití malých molekul vědecké týmy a lékaři běžně nesetkávají. Jedním z těchto omezení je nutnost parenterálního podání, tedy aplikace mimo trávicí trakt, většiny těchto preparátů. Při orálním podání se totiž tyto proteinové molekuly dostávají do gastrointestinálního traktu, jehož primární funkcí je rozkládat požitou potravu na menší, dobře vstřebatelné složky. Stejnému osudu v něm však podléhají i proteiny, které jsou podávány za terapeutickým účelem. Biologická dostupnost účinných látek po orálním podání je proto v těchto případech velmi nízká, a tedy nedostatečná pro efektivní terapeutické využití. 

Řada vědeckých skupin se v současné době věnuje výzkumu různých miniaturních zařízení či vhodných formulací, které by proteinové molekuly při průchodu trávicím traktem ochránily a zároveň by usnadnily jejich přechod do systémové cirkulace. Některé z těchto metod již postoupily i do fáze klinických testů. Doufejme, že se v nejbližší době dočkáme výraznějšího pokroku v této oblasti a biologická léčba se tak stane pro pacienty opět o něco málo komfortnější. 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka příspěvku: Eva Benešová

Bavlník je jednou z nejdéle komerčně pěstovaných plodin. Jeho geneticky modifikovaná odrůda tvoří neuvěřitelných 60 % celosvětové produkce bavlny. Zajímavé je, že bavlna zabírá pouhá 3 % orné půdy, ale současně vyžaduje až 16 % všech použitých insekticidů.

První odrůdy GM bavlníku vznikly právě za účelem odolnosti vůči škůdcům, tzv. Bt odrůdy. Bt odrůdy jsou odolné vůči nejrozšířenějším škůdcům, mezi něž patří např. makadlovka bavlníková (Pectinophora gossypiella). Postupně byly vyvíjeny i další odrůdy, jako se sníženým obsahem gossypolu nebo odrůdy tolerantní k neselektivním herbicidům na bázi glyfosátu (např. herbicid Roundup) a glufosinátu amonného.

GM bavlník byl upraven tak, že byl zablokován gen zodpovědný za vysokou hladinu gossypolu v semenech. Gossypol je fenolická látka, která je toxická pro lidi, protože má negativní vliv na funkci srdce a jater. Modifikací bavlníku byla snížena jeho hladina v semenech, zatímco zbytek rostliny si tuto látku zachovává, a tím nadále poskytuje ochranu proti chorobám a škůdcům.

Semena GM bavlníku bohatá na proteiny mohou být rozemleta na mouku, ze které je možné vyrobit pečivo či jiné potraviny, čímž je velkou nadějí pro hladovějící obyvatele světa. Bavlníková semena jsou rovněž využívána jako krmivo pro dobytek, jehož trávicí ústrojí dokáže gossypol strávit.

Využití bavlníku – bavlny – k výrobě oblečení a dalšího textilu probíhá již tisíce let. Vlákna bavlny jsou rovněž vyráběna ze semen, která obsahují přibližně 21 % oleje a 23 % proteinů. Bavlna je pěstována v 80 zemích světa, přičemž největším producentem GM odrůd bavlníku mimo USA a Austrálie jsou především rozvojové státy Asie a Afriky (Čína, Indie, Etiopie).

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Genetická onemocnění jsou způsobena mutacemi v genech, úsecích DNA, které nefungují správně. Tyto poruchy vedly k rozvoji genové terapie, inovativní metody zaměřené na využití genů k prevenci a léčbě různých nemocí, přičemž v některých případech může tato terapie dokonce vést k úplnému vyléčení. 

Základní princip genové terapie spočívá v nahrazení poškozeného nebo chybějícího genu jeho zdravou a plně funkční kopií. Genové terapie však nabízí mnoho dalších přístupů, včetně editace genů, regulace jejich exprese nebo změny biologických vlastností živých buněk. V případech, kdy je potřeba geny zavést do organismu, jsou obvykle využívány nosiče, tzv. vektory, nejčastěji virové nebo bakteriální.

Mezi hlavní nástroje, které genové terapie využívají patří moderní technologie, jako je např. CRISPR, a to zejména při úpravě genů kmenových buněk kostní dřeně při léčbě leukémie. 

Genová terapie představuje slibnou možnost k léčbě mnoha onemocnění, včetně cystické fibrózy, cukrovky či AIDS. Výzkumem této metody se zabývají biotechnologické společnosti po celém světě, avšak zatím je genová terapie pro většinu lidí dostupná pouze v rámci klinických studií.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Biofortifikace je proces, během kterého je zvyšován obsah živin v zemědělských plodinách. Biofortifikované plodiny bývaly dříve považovány za transgenní nebo GM plodiny, přestože vznikaly klasickým šlechtěním. Až v poslední době došlo k využití i genetických modifikací, avšak nedochází při nich k odstranění přirozeně se vyskytujících a žádoucích vlastností.

V současné době trpí více než 2 miliardy lidí podvýživou a nedostatkem mikroživin, jako jsou vitamíny a minerály, přičemž nedostatek těchto mikroživin je často přehlížen a označován jako tzv. „skrytý hlad“. Biofortifikované plodiny, které mají zvýšený obsah mikroživin, představují jedno z možných řešení pro zmiňovaný „skrytý hlad“.

Mezi nejběžněji biofortifikované plodiny patří fazole, rýže a vigna (obsahující železo), kukuřice, rýže a pšenice (obsahující zinek), a maniok, kukuřice, rýže a sladké brambory (obsahující provitamin A). Například rýže obohacená železem přispěla ke zlepšení zásob železa u žen v reprodukčním věku na Filipínách, zatímco proso obohacené železem pomohlo zamezit nedostatku železa u školních dětí v Indii.

Biofortifikace čelí výzvám s přijetím u zemědělců, kteří preferují nové odrůdy odolné vůči suchu, s vyšším výnosem a menší náchylností k chorobám. Biofortifikované plodiny musí být tedy agronomicky minimálně stejně výkonné. Současně vyšší obsah mikroživin také ovlivňuje senzorické vlastnosti plodin, jako je barva díky karotenoidům, což může výrazně ovlivnit jejich přijetí veřejností.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Pojem xenotransplantace je definován jako jakýkoliv postup, který zahrnuje transplantaci, implantaci, nebo infuzi živých buněk, tkání nebo orgánů, ze zdroje, kterým není člověk. Současně se může jednat o lidské tělní tekutiny, buňky, tkáně nebo orgány, které byly v kontaktu s živými buňkami, tkáněmi nebo orgány jiného než lidského původu.

Xenotransplantační produkty zahrnují produkty z transgenních nebo netransgenních živočichů a složené produkty, které obsahují xenotransplantační produkty v kombinaci s léčivy nebo jinými prostředky. Jedná se např. o zapouzdřené buňky prasečích ostrůvků, kostní dřeň paviána, nebo prasečí neuronální buňky.

Poprvé byly xenotransplantace provedeny téměř před sto lety, přičemž se neustále diskutovala etická stránka tohoto postupu, která byla na svou dobu velmi kontroverzní. Ve druhé polovině 20. století bylo dosaženo velkého pokroku, kdy byly transplantovány šimpanzí ledviny pacientům po selhání ledvin, srdce paviána novorozenci s hypoplastickým levým srdcem nebo prasečí kůže pacientům s popáleninami. V poslední době byly ke xenotransplantaci použity orgány z geneticky modifikovaných prasat s vyřazenými některými geny.

Vývoj xenotransplantací byl na konci 90. let 20. století zpomalen objevem prasečího retroviru. Obavy z rizika mezidruhových infekcí vedly k odložení klinických zkoušek xenotransplantací.

Přestože potenciální přínosy xenotransplantace jsou velké, její použití vyvolává obavy ohledně možné infekce příjemců rozpoznanými i nerozpoznanými infekčními agens, a možného následného přenosu na jejich blízké kontakty a na běžnou lidskou populaci. 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Transkripční aktivátorová efektorová nukleáza (TALEN – z angl. Transcription Activator-Like Effector Nucleases) představuje efektivně využitelnou a dnes velmi populární techniku pro úpravu genomu. Tato metoda je založena na využití upravených nukleáz (enzymů štěpících DNA). Obecný princip metody TALEN spočívá v tom, že TALENy účinně rozpoznávají a štěpí DNA v požadovaném místě. Funkční protein TALEN sestává z řady identických 34 aminokyselinových zbytků, které jsou uspořádány za sebou. Liší se pouze aminokyselinové zbytky na 12. a 13. pozici (tzv. RVD oblast, Repeat Variable Diresidue), které určují rozpoznávanou DNA bázi. Přizpůsobivost a snadnost TALEN techniky vedla a stále vede k rozvoji genetického inženýrství.

Historie objevu systému TALENs je spojena se studiem bakterií rodu Xanthomonas. Tyto bakterie jsou patogeny běžných rostlin, jako je např. rýže, paprika nebo rajče, a způsobují obrovské hospodářské škody a ztráty v zemědělství. Z tohoto důvodu byly bakterie a jejich vliv na zemědělské plodiny zkoumán. Bylo zjištěno, že bakterie vylučují do cytoplazmy rostlinných buněk efektorové proteiny TALENy, které ovlivňují procesy v rostlině a zvyšují její citlivost vůči patogenu. Cílenou editaci rostlinného genomu lze využít ke zkoumání funkcí jednotlivých genů a k vytváření rostlin s novými vlastnostmi, jako je odolnost vůči patogenům a herbicidům, změny v metabolismu, produktivita plodin apod. TALENy jsou také užitečné pro studium buněčných mutací různých organismů, jako jsou kvasinky, bakterie, embryonální kmenové buňky potkanů, ryb nebo lidské buněčné linie.

Terapeutické využití TALEN techniky je nejběžnější u chronických virových infekcí, jako je HIV, hepatitida B nebo herpes, které se v těle vyskytují v latentním stavu a nejsou ovlivněny léčbou, která inhibuje pouze viry a jejich replikaci.  
 
Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

nakládání s GMOnakládání s GMO

V České republice je nakládání s GMO upraveno zákonem č. 78/2004 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a produkty, který je doplněn dalšími novelami a směrnicemi týkajícími se GM potravin, krmiv, jejich sledovatelnosti a označování.

Vzhledem k tomu, že Česká republika je členem EU, existují u nás stejně jako v EU tři způsoby nakládání s GMO, kterými se řídí i národní správa:

  • Uzavřené nakládání, zahrnuje výzkum v laboratořích, sklenících a dalších uzavřených prostorách, včetně uzavřených průmyslových výrob (např. GM mikroorganismy). V rámci tohoto typu nakládání jsou rovněž stanoveny čtyři kategorie rizika vztahující se k činnosti s GMO.
  • Uvolňování do životního prostředí zahrnuje polní pokusy, terénní zkoušky a ověřování šlechtitelských charakteristik, např. u GM komárů. V ČR se dříve testovala GM kukuřice, brambory, len nebo řepka.
    • Po uvedení nového GMO do zemědělské praxe je nutné provádět tzv. monitoring. Ten sleduje vliv GM plodin na životní prostředí po uvedení na trh. Za monitoring je zodpovědný držitel povolení k uvedení na trh a zahrnuje obecný dozor a identifikaci výskytu nepříznivých účinků​, které nebyly očekávány při posuzování environmentálních rizik. Sami pěstitelé již monitoring GM plodin provádět nemusí.
  • Uvádění na trh postihuje komerční pěstování GM plodin, chov GM živočichů, dovoz a zpracování GM potravin a krmiv. GM produkt, který je dále používán jako potravina či krmivo, uvedený na trh, musí být správně označen.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

GM houbyGM houby

Úpravou pomocí technologie CRISPR bylo docíleno toho, že obyčejná houba, jako např. hřib bílý, byla po genové úpravě odolná vůči hnědnutí. Modifikovány byly geny kódující enzym – polyfenoloxidasu (PPO), který je, obdobně jako u nehnědnoucích jablek, zodpovědný za hnědnutí. Technologií CRISPR-Cas9 bylo odstraněno jen pár bází v genomu houby, avšak vyřazen tím byl jeden gen ze šesti kódujících enzym PPO. Tímto vyřazením genu došlo ke snížení aktivity enzymu PPO až o 30 %, což znamená výrazné omezení procesu hnědnutí. Konečný produkt má také delší trvanlivost a odolnost vůči skvrnám způsobeným manipulací např. při sběru.

Na modifikaci hub pracoval již od roku 2015 rostlinný patolog Yinong Yang z Pensylvánské univerzity (Penn State), který produkt představil i skupině z USDA. Ti mu o rok později potvrdili, že houba modifikovaná pomocí technologie CRISPR-Cas9 nebude podléhat schválení USDA. Důvodem byl fakt, že neobsahuje cizorodou DNA z rostlinných škůdců, jako jsou viry a bakterie, tzn. neobsahuje transgeny, ale má změněný pouze vlastní genom.

Rozhodnutí USDA výrazně otevřelo cesty pro potenciální komercionalizaci této houby a je příslibem pro dokonalé šlechtění plodin se žádoucími vlastnostmi, jako např. nízké hladiny toxinů, odolnost vůči suchu, chorobám apod. Rovněž pomohlo a mělo by pomoct do budoucna s vývojem dalších GM plodin pomocí CRISPR-Cas9.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Rusko GMO, Cina GMORusko GMO, Cina GMO

V červenci 2016 podepsal ruský prezident Vladimir Putin zákon zakazující pěstování GM rostlin a chov GM živočichů na území Ruské federace. V roce 2020 následoval zákon o doktríně potravinové bezpečnosti, který zakazuje dovoz, distribuci, pěstování a chov geneticky modifikovaných organismů. Výjimku ze zákazu dovozu a pěstování GM plodin tvoří dovoz vybraných GMO potravin (např. sója) za účelem výzkumných účelů a některých potravin určených ke konzumaci.

Z vojenských a politických důvodů byly na Rusko v letech 2014 a 2022 uvaleny sankce ze strany USA, EU a dalších zemí, které ovlivňují dovoz a vývoz potravin a zemědělských produktů. Zemědělství je základní součástí života Rusů, i když většina jejich půdy není pro zemědělství vhodná. Zákaz GMO je proto překvapující, protože genetická modifikace rostlin odolných vůči proměnlivým teplotám a suchu by mohla zvýšit celkovou produkci potravin. Navzdory tomu jsou Rusové, i vlivem místní propagandy, vůči GMO skeptičtí – až 80 % z nich se GMO obává. Přesto Rusko plánuje do roku 2027 vyvinout téměř 40 nových odrůd plodin a živočichů s upraveným genomem, ale doposud nejsou známy zprávy o vzniku jakéhokoliv GM produktu. 

V případě Číny se jedná o mnohem delší historii. Koncem 90. let uvedla Čína na trh svou první geneticky modifikovanou plodinu – tabák odolný vůči virům. V dnešní době je Čína největším dovozcem potravin na světě. Očekává se, že do roku 2050 vzroste její poptávka po potravinách o 30 %, zatímco produktivita půdy dosahuje svých limitů.

V reakci na to považují politici v Pekingu potravinovou bezpečnost za klíčovou prioritu. Nedávno Čína povolila několika domácím společnostem komerční produkci a distribuci GMO kukuřice a sóji. Všechny GMO a GMO produkty pak musí být dle legislativy viditelně označeny, což zákazníkům umožňuje snadnou orientaci v tom, co kupují, a GMO produktům se tak často vyhýbají. Skepsi spotřebitelů prohloubila netransparentnost schválení Bt rýže v roce 2009 a skandál se zlatou rýží v roce 2012, kdy byla bez souhlasu testována na školních dětech. Podpora konzumace GM potravin je nízká – v roce 2018 je pozitivně vnímalo méně než 12 % čínských spotřebitelů. I přesto Čína považuje GMO za nezbytné pro budoucí potravinovou bezpečnost a investuje tak až 3 miliardy USD ročně do výzkumu a vývoje GMO technologií.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

CRISPR je zkratka pro „clustered regularly interspaced short palindromic repeats“ označující konkrétní technologii úpravy genů. Základem CRISPR je bakteriální imunitní systém, který si bakterie vyvinuly, aby byly chráněny před virovou infekcí způsobenou bakteriofágem. Jednoduše řečeno, pokud se DNA viru (fága) dostane do bakteriální buňky, bakterie je schopna DNA fága začlenit do svého genomu. V případě opakované virové infekce bakterie informaci uloženou v CRISPRu využívá k vytvoření obranných mechanismů, které napadají DNA fága a za pomoci proteinu – enzymu nukleáza Cas9 – ji v určitém místě rozštěpí a fága tak zničí.

Metodou CRISPR se dá poměrně jednoduše změnit genetická výbava celých organismů. CRISPR má potenciál do budoucna doslova měnit medicínu a umožnit nejen snazší a rychlejší léčbu, ale také předcházet mnoha nemocem. V současné době má CRISPR využití především při genové terapii dědičných chorob, jako např. hemofilie,  nebo diabetes, ale právě i při modifikaci např. potravinářských plodin.

S objevem technologie CRISPR se otevřela i možnost změny genomu člověka. Pokus o genetickou úpravu lidských embryí byl zaznamenán v Číně. Čínský vědec Ťien-kchuej Che byl za celý experiment společností odsouzen z etických a morálních důvodů. Existuje však stále i část společnosti, která se domnívá, že se jedná o možnost přínosnou pro další generace.

Zajímavostí rovněž je, že na objevu této velice levné a rychlé metodě, se podílel i jeden Čech – Martin Jínek, jenž byl součástí týmu nominovaného na Nobelovu cenu.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Arktická jablka jsou známá svou výjimečnou šťavnatostí a schopností odolávat hnědnutí po rozkrojení, čímž si uchovávají svou chuť a výživovou hodnotu. Hnědnutí nastává především díky obsahu chemických látek nazývaných polyfenoly, které po reakci se vzdušným kyslíkem vyvolávají hnědnutí dužiny. Tento proces je podnícen aktivitou enzymů polyfenoloxidázy (PPO), které katalyzují již zmíněnou reakci kyslíku s fenoly obsaženými v jablku. Běžně jsou enzymy PPO a polyfenoly odděleny v různých částech jablečných buněk, což udržuje jablka čerstvá (vnitřek jablka má bílou až mírně žlutozelenou barvu). Avšak rozkrojením plodu se tato oddělení naruší a je umožněna interakce enzymu PPO s polyfenoly, což vede ke hnědnutí dužiny. I když některé odrůdy jablek jsou méně náchylné k hnědnutí než jiné, dosud nebyl tento proces zcela eliminován.

Nejjednodušší způsob, jak ovlivnit proces hnědnutí, je potlačení enzymové aktivity PPO. Vědci ze společnosti Okanagan Specialty Fruits využili biotechnologické techniky zvané RNA interference k potlačení aktivity genu řídícího enzym PPO, tzv. „umlčení genu“ (gen anti-PPO) . V případě umlčení genu jablko enzym neuvolňuje a jablko se stává odolným vůči hnědnutí.

Jakmile vědci vytvořili gen anti-PPO, bylo nutné jej bezpečně vložit do genomu jabloně. Pro vytvoření nové odrůdy zvané Arctic Apple vědci začali s pupeny jabloní Golden Delicious, do kterých vložili upravený kus genetického materiálu zvaný transgen, který obsahoval gen anti-PPO. Poté, co bylo ověřeno, že rostliny přijaly transgen, byly pěstovány až do dospělosti, kdy z nich vzešla jablka známá nyní jako Arctic Apple.

Výzkum těchto jablek probíhal po dobu více než 10 let v USA a Kanadě, přičemž arktická jablka byla v roce 2018 schválena pro lidskou potřebu. V současné době se již pracuje na vývoji nových odrůd verze jablek Granny Smith a Fuji, které již získaly schválení od amerického ministerstva zemědělství (USDA). Pokud se tyto jablka, která nehnědnou, prosadí na trhu a stanou se komerčně úspěšnými, mohlo by to představovat významný krok v boji proti plýtvání potravinami. 

Více informací na toto téma můžete najít zde: 

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Ječmen patří k tradičním plodinám pěstovaným nejen v České republice, ale je celosvětově významnou plodinou, kterou lze pěstovat bez větších klimatických nároků. EU je dokonce jeho největším producentem, přičemž ročně členské státy EU vypěstují téměř 55 milionů tun zrn ječmene. Výhodnost ječmene pak spočívá v nízkém riziku nekontrolovaného přenosu genů, díky čemuž je samovolné šíření ječmene v životním prostředí považováno za bezpečné.

Vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN, Univerzity Palackého ve spolupráci s vědci z Centra regionu Haná (CRH) se již zabývali genetickou modifikací ječmene za účelem využití jeho zrn jako „bioreaktoru“ pro produkci antimikrobiálních léčiv. Ty by měly účinkovat na mikrobiální kmeny rezistentní k antibiotikům.

Jednou z antimikrobiálních látek produkovaných v zrnech ječmene je katelicidin, což je přírodní antibiotikum produkované většinou savci. Vědci z CRH již vyvinuli technologii, pomocí níž lze tento peptid syntetizovat v obilce GM ječmene ve větších výtěžcích a rozšířit tak jeho využití především v medicíně. 

Využívání zrn ječmene má několik výhod, například poskytují prostředí bez endotoxinů s poměrně nízkým obsahem sekundárních metabolitů. Mezi další výhody patří samosprašnost ječmene, což snižuje možnost nežádoucího přenosu genů na jinou odrůdu nebo fakt, že doposud nebyla pozorována negativní interakce mezi katelicidinem na ječmenem.

Obecně hrají antimikrobiální peptidy významnou roli v imunitním systému mnoha organismů, a konkrétně katelicidin LL-37 (lidský katelicidin) se podílí na antibakteriální aktivitě a na dalších fyziologických reakcích. Principem účinku katelicidinu je narušení buněčné membrány bakterií, která zapříčiní buněčný rozpad a zabraňuje tak šíření bakterií. Katelicidin je využíván zejména k léčbě kožních onemocnění a chronických ran, ale i např. v kosmetice. Doposud byla překážkou v širším využití peptidu výrobní cena, avšak novým objevem při produkci v zrnech GM ječmene se výroba katelicidinu stává dostupnější.

Vědci z CRH ve výzkumu dále pokračují a k jejich dalším cílům v oblasti modifikace ječmene dále patří zlepšení stravitelnosti zrna nebo větší odolnost vůči klimatickým podmínkám.

Více informací na toto téma můžete najít zde: 

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Legislativa v USA a Kanadě je založena na konstatování, že metoda přípravy GMO není potenciálně škodlivá a riziko GMO není odvozováno právě od přípravy metody, ale od specifických vlastností GM organismů. Tento předpis platí již od roku 1986 a je z něj patrné, že např. transgenní rostliny s vloženým genem bakterie Bacillus thuringiensis s účinností proti škůdcům jsou posuzovány podle zákona o pesticidech. Z toho vyplývá, že posuzování GMO spadá pod různé instituce, a tím i zákony.

K určitému zpřísnění v USA došlo v červenci 2016, kdy podepsal tehdejší prezident Barack Obama zákon nařizující jednotlivým státům USA zavádět povinné značení GM potravin na obalech. Pro značení GM produktů je možné využívat alternativně i tzv. QR kódy, které lze přečíst pomocí chytrého mobilního telefonu.

V prosinci 2018 zveřejnil ministr zemědělství USA Sonny Perdue informace o normě pro označování potravin přijaté v roce 2016. Norma definuje bioinženýrské potraviny, které obsahují zjistitelný genetický materiál, který byl modifikován určitými laboratorními technikami a nemohl být vytvořen konvenčním šlechtěním nebo nalezen v přírodě. Důsledkem toho je zavedení označování uvedených potravin. Již v únoru 2019 byly tímto logem označeny některé produkty a od 1. ledna 2022 je GMO značení povinné pro všechny potraviny.

V Kanadě je přístup ještě mírnější. Geneticky modifikované plodiny byly poprvé schváleny v roce 1995, téměř bez veřejné diskuze a bez většího upozornění veřejnosti. Dosud nebyla ani schválena povinnost značení GM produktů. Kanadská vláda se též nepodílí na regulaci genového inženýrství, ale pouze na regulaci biotechnologických produktů, tzv. „nových potravin” a “rostlin s novými vlastnostmi“, které vznikly technologiemi tradičního šlechtění a mutageneze, nikoliv genetickou modifikací (cíleným vnášením genu). 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Tým vědců z projektu Transmission:Zero provedl genetickou modifikaci hlavního nositele malárie v subsaharské Africe, komára Anopheles gambiae. Tato úprava umožňuje komárovi produkovat ve svých střevech dva antimikrobiální peptidy po nasátí krve hostitele, které narušují vývoj parazita malárie (Plasmodium sp.). Tím dochází k několikadennímu zpoždění před dalším stádiem vývoje parazita, přičemž komár mezitím často uhyne.

Přenos malárie probíhá poté, co samice komára kousne člověka infikovaného parazitem malárie. Pouze asi 10 % komárů přežije dostatečně dlouho, aby se parazit vyvinul do infekční formy. Cílem týmu je prodloužit tuto dobu tím, že zpomalí vývoj parazita ve střevech komára. Zdržení a zpomalení vývoje parazita představuje důležitý krok v hledání metod blokování přenosu malárie z komárů na lidi.

Aby bylo možné využít genetickou modifikaci k eradikaci malárie v reálném světě, je nutné rozšířit ji z laboratorně upravených a testovaných komárů do volně žijících populací. Klasické křížení by pravděpodobně vedlo k rychlé eliminaci modifikace kvůli přirozenému výběru, proto je klíčové zajistit, aby se anti-parazitární genetická úprava dědila, a tím se rozšířila mezi přirozené populace.

Zatím byly provedeny pouze testy v laboratorních podmínkách, avšak pokud se prokáže bezpečnost a účinnost v reálném prostředí, jednalo by se o zásadní pokrok v boji proti malárii. Vědci z Institutu pro modelování nemocí při Nadaci Billa a Melindy Gatesových již vyvinuli model, který dokáže posoudit vliv a dopad takových genetických úprav na konkrétní africké regiony. Tento model ukázal, že tato modifikace by vedla ke snížení počtu případů malárie v afrických oblastech.

Více informací na toto téma můžete najít zde: 

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Pro pěstování v Evropské unii byla dosud povolena pouze jediná geneticky modifikovaná (GM) plodina, a to odrůda kukuřice MON810. Nicméně, pro dovoz do EU bylo dosud povoleno 33 typů GM kukuřice, 15 typů GM sóji, 4 typy GM řepky a 12 typů GM bavlníku. K dovozu jsou dále povoleny i výrobky obsahující GM cukrovou řepu. 

Hlavní modifikace GM plodin, které se objevují u všech dovážených druhů, jsou tolerance k neselektivním herbicidům, které účinně likvidují širokou škálu plevelů, odolnost vůči škůdcům a vůči suchu. Cílem modifikace plodin je především snížení ztrát na výnosech, a to právě i zvýšením odolnosti vůči nepříznivým klimatickým vlivům a podmínkám (choroby, škůdci, sucho) nebo zlepšením výživových vlastností (vyšší obsah mikronutrientů). Téměř nulová tolerance neschválených GMO v Evropě má za následek, že v případě detekce i stopového množství nepovoleného GMO v produktech vede k jejich okamžitému stažení z evropského trhu.

K největším dovozcům GM plodin do EU patří státy, kde jsou schvalovací procesy pro povolení GMO výrazně jednodušší, a kde se tyto plodiny pěstují ve velkém měřítku. Mezi tyto země patří USA, Kanada, Argentina nebo Brazílie (sója, řepka, kukuřice). Naopak bavlník je dovážen nejvíce z jižní Asie - Indie.

Více informací na toto téma můžete najít zde: 

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Modifikace nejznámější odrůdy sóji, tzv. Roundup Ready®, od firmy Monsanto začala již v 90. letech 20. století. Spočívá v produkci proteinů CP4 EPSPS, díky nimž je plodina odolnější vůči glyfosátu přítomném v herbicidních přípravcích, jako je např. Roundup. I přesto, že jsou neustále vyvíjeny další odrůdy s jinými modifikacemi, Roundup Ready odrůda stále zůstává nejrozšířenější transgenní plodinou na světě.

Jedním z dalších příkladů je modifikace sóji, při níž byl pomocí bakterie Agrobacterium tumefaciens vnesen gen HB4 ze slunečnice, který je zodpovědný za odolnost vůči suchu. Tato úprava má potenciál zamezit každoročním nízkým výnosům způsobeným suchem a nedostatečnou vláhou. Přestože tato odrůda byla tři roky testována a bylo potvrzeno, že je zdravotně nezávadná a neliší se od klasické sóji, nebylo doposud získáno povolení pro dovoz a zpracování této odrůdy v EU.

V současné době pokryje pěstování GM sóji až 80 % celosvětové produkce této plodiny. Ačkoliv byla GM sója vůbec první GM plodinou, která se rozšířila do celého světa, povolení pro dovoz a zpracování bylo získáno jen např. v USA, Brazílii, Argentině či Indii, nikoliv však v afrických státech, kde by její využití bylo ještě více žádanější.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Zlatá rýže, jedna z variant geneticky modifikované rýže, má svůj původ už ve 20. století, kdy se němečtí profesoři Peter Beyer a Ingo Portykus rozhodli začít řešit krizovou situaci s hladomorem a podvýživou, především u dětí v zemích třetího světa. Ty mají zpravidla 2-3 misky rýže na den, přičemž v rozvojových zemích není možné přidávat do rýže další vitaminy a složky pro její obohacení tak, jak by se tato situace řešila v Evropě.

Rostlina klasické rýže obsahuje geny pro tvorbu prekurzoru vitaminu A, které jsou však „vypnuty“ během vývoje rostliny, a zrna běžné loupané rýže tyto geny dokonce neobsahují vůbec. Beyer a Portykus proto již v 90. letech 20. století modifikovali geny klasické rýže tak, aby GM rýže obsahovala více beta-karotenu a geny prekurzoru vitaminu A vypnuté nebyly. 

Beta-karoten, prekurzor vitaminu A, je oranžový pigment, který je klíčovou složkou v metabolismu vitaminu A v našem těle, a tedy je nezbytný pro správné využití vitaminu A v těle. Běžnými zdroji vitaminu A jsou špenát, mrkev, kukuřice, rybí tuk nebo vaječný žloutek. V důsledku nedostatku vitaminu A každý rok oslepne okolo půl milionu lidí na světě. Právě proto bylo nutné vymyslet způsob, jak produkovat více beta-karotenu v nejběžnější potravě východního světa – v rýži.

Nedostatek vitaminu A je častým problémem především v rozvojových zemích (jižní a jihovýchodní Asie, Afrika), kde chronický nedostatek vitaminu A způsobuje  oslabení imunity a slepotu u dětí a slepotu a vážnější orgánové infekce a poruchu imunity u dospělých. Nedostatek vitaminu A je také velmi nebezpečný v těhotenství během třetího trimestru.

Přestože pozitivní účinky zlaté rýže jsou zřejmé, její uvedení na trh vyvolalo kontroverzi především u hnutí Greenpeace. Dodnes jsou různé odrůdy zlaté rýže používány v jihovýchodní Asii, jako např. zlatá rýže Malusog na Filipínách, avšak hromadné kladné stanovisko ohledně pěstování a konzumace zlaté rýže v rámci světa vydáno nebylo.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Karafiáty modré barvy představují první geneticky modifikované květiny, které byly uvedeny na trh. Jedná se o víceletou rostlinu (Dianthus caryophylus), u které je genetická modifikace z hlediska dlouhodobého výnosu výhodnější než u jednoletých rostlin.

Změna barvy na modrou až fialovou je způsobena vložením genů z petúnie a macešky, u nichž umožňují syntézu anthokyanového barviva delfinidinu, jenž je zodpovědný za tvorbu modrého a fialového pigmentu v květech. Delfinidin je přirozeně se vyskytující pigment, který je hojně zastoupen v dalších (i jedlých) plodinách, např. červené odrůdě vinné révy, černém rybízu nebo borůvkách, a není nijak toxický ani alergenní.

Zpočátku byla vyžadována licence pro pěstování, distribuci a vývoz GM karafiátů. Po několika posouzeních regulačních orgánů však nebyla zjištěna žádná rizika spojená s GM karafiáty a od roku 2007 byly karafiáty zařazeny na seznam GMO.

V současné době jsou karafiáty pěstovány hlavně v Jižní Americe, především v Kolumbii a Ekvádoru. V Evropě je schválen jen dovoz GM karafiátů. Pod komerčními názvy, jako MoonshadeTM, MoonshadowTM nebo MoonvistaTM jsou pěstovány a dováženy karafiáty mimo EU, zejména do USA, Kanady, Japonska nebo Malajsie. Přestože původ GM karafiátů je v Austrálii, ne všechny odrůdy tam mají povolení k pěstování. K dovozu GM karafiátů zpět do Austrálie tak dochází z jihoamerické Kolumbie či Ekvádoru, kde je pěstování povoleno.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

V současné době je v EU umožněn dovoz a zpracování pouze 5 geneticky modifikovaných (GM) rostlinných druhů v celkem 94 odrůdách, a to bavlníku, kukuřice, řepky, sóji a cukrové řepy. Přestože některé z těchto plodin (kukuřice, sója) patří k základním rostlinným surovinám, které tvoří až 60 % lidské stravy, jsou povoleny pouze jako krmiva, nikoliv jako potraviny na trhu EU.

O schvalování GM potravin a krmiv rozhodují jak odborníci z jednotlivých členských států, tak Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA). Pokud je GM produkt schválen, autorizace trvá jen po dobu 10 let, a pak je nutné projít dalším schvalovacím procesem. Dosud byl v EU schválen k pěstování pouze jeden GM rostlinný druh – GM kukuřice MON810, která byla v roce 2022 pěstována ve Španělsku a Portugalsku. Administrativní náročnost a přísná pravidla ohledně pěstování GMO v EU však vedla k ukončení jejího pěstování.

Ve světě, mimo EU, jsou GM produkty schvalovány rychleji a především jednodušeji. V současné době je povoleno již 577 odrůd z 32 rostlinných druhů. Naposledy byl na konci června loňského roku v Norsku schválen nový rostlinný zdroj omega-3 mastných kyselin v produktu Aquaterra®. Tento olej je z GM řepky olejné a má sloužit jako potrava pro ryby chované na farmách, kterým oproti mořským rybám chybí omega-3 mastné kyseliny. Přítomnost omega-3 mastných kyselin má vliv na vývoj těchto ryb i na kvalitu masa, a současně také mohou přispět ke snížení tlaku na výlov mořských ryb.

Dalším příkladem je povolení k pěstování GM pšenice označované jako HB4® v Paraguayi. Tato pšenice je odolnější proti zhoršeným přírodním podmínkám, zejména suchu. Kromě toho obsahuje gen pro toleranci k herbicidům na bázi glufosinátu (v EU oproti Paraguayi zakázán) a umožňuje tak úplné odstranění plevelu, a tím zvýšení výnosu pšenice. Odrůda HB4® je již povolena v 10 státech, včetně USA, Brazílie nebo Austrálie.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Tento příspěvek byl inspirován přednáškou Ing. Bc. Z. Malinové z Ministerstva zemědělství ČR konané na VŠCHT v Praze v lednu 2024.

Losos je druhou nejčastěji konzumovanou rybou na světě. Až 90 % všech lososů, které konzumujeme, pochází z chovů, protože růst ve volné přírodě již dosáhl svého maxima. Více než polovina (60 %) je z chovů umělých, a proto důležité zaměřit se právě na tento chov lososů. 

AquAdvantage losos, vyvinutý společností AquaBounty Technologies v Maynardu, Massachusetts, je geneticky modifikovaný losos s vyšší produkcí růstového hormonu. Tato modifikace umožňuje několikanásobné zvětšení velikosti lososa a zkrácení doby potřebné k jeho růstu ze 3 let na 18 měsíců, což snižuje spotřebu krmiv. Všechny tyto faktory pak přispívají k žádoucí zvýšené živočišné produkci.

Z lososů by geneticky modifikované měly být jen sterilní samice chované v nádržích a vsádkách. I v případě, že by došlo k uvolnění GM lososa do volné přírody, by tak nemělo dojít k narušení životního prostředí a ekosystému, protože samičky lososa nebudou schopny se dále množit.

Uvedení GM lososa na trh bylo schváleno v listopadu 2015 americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a Ministerstvem zemědělství USA (USDA). V současné době probíhá chov těchto lososů v USA a Kanadě, přičemž další zkušební chovy jsou v Brazílii a Argentině. V EU zatím chov geneticky modifikovaných živočichů schválen nebyl.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová