Pesquisadores sul-coreanos desenvolveram um tomate geneticamente modificado rico em vitamina D, com níveis mais altos do que um tomate editado anteriormente no Reino Unido. Cada fruta teria um nível de vitamina D equivalente ao de aproximadamente 3-4 filés de salmão, tornando essa abordagem de biofortificação uma ferramenta importante para reduzir a deficiência de um nutriente vital.

   As aplicações da edição de genes CRISPR na biotecnologia agrícola explodiram nos últimos anos, desde a melhoria do rendimento das culturas até a maximização da nutrição nos alimentos. Uma de nossas frutas vermelhas favoritas, o tomate, não é estranha à caixa de ferramentas CRISPR. Em 2021, a Sanatech Seed lançou comercialmente tomates editados por genes enriquecidos em ácido γ-aminobutírico (GABA) no Japão.

   Em um novo estudo publicado na “GEN Biotechnology”, pesquisadores da Universidade Nacional de Seul (SNU) na Coréia do Sul aplicaram a edição de genes CRISPR para produzir frutos de tomate com níveis aumentados de vitamina D3 (ProVitD3).

   Em humanos, o ProVitD3 é um precursor para a síntese da vitamina D3 biologicamente ativa e serve como um agente protetor contra a radiação ultravioleta na pele. A vitamina D circulante geralmente cai abaixo dos níveis desejáveis, principalmente entre pessoas com exposição limitada à luz solar. Embora os suplementos dietéticos ajudem a resolver essa deficiência, as fontes naturais de vitamina D são restritas a algumas fontes animais, como peixe, gema de ovo e fígado bovino, já que frutas e vegetais historicamente demonstraram uma capacidade limitada para a produção de ProVitD3.

   No novo estudo, que aparece na capa da edição de junho da “GEN Biotechnology”, Sunghwa Choe, PhD, e colegas da SNU usaram a edição de genes CRISPR em tomates para induzir uma perda de função em um dos dois genes DWARF5 (DWF5), um homólogo do gene humano (DHCR7) responsável pela conversão de ProVitD3 em colesterol. O homólogo vegetal de DHCR7 foi inicialmente identificado em Arabidopsis thaliana como DWF5.

   Surpreendentemente, os novos tomates mostraram níveis cumulativos de ProVitD3 de até 6 μg/g de peso seco (DW) em frutos silvestres, mantendo a semelhança morfológica com os tomates convencionais não editados (em contraste, os mutantes Arabidopsis dwf5 que mostram nanismo.) Dado que a ingestão diária recomendada de vitamina D é de 20 μg, os autores afirmam que consumir um único tomate fresco maduro pesando 150 g (equivalente a 15 g de DW) tem o potencial de aliviar significativamente as deficiências de vitamina D em todo o mundo.

   “Com este trabalho, Choi et al. mostram uma segunda evidência de que os frutos do tomate podem ser biofortificados com níveis elevados de ProVitD3, o que poderia fornecer uma fonte vegetal de vitamina D se plantas com essa característica forem trazidas ao mercado", diz Aaron Hummel, PhD, CTO da Pairwise, uma empresa de tecnologia de alimentos com sede na Carolina do Norte que aplica o CRISPR para desenvolver misturas de saladas “Conscious Greens” que afirmam ser mais frescas, saborosas e de fácil acesso.

   “Este é mais um passo importante em uma onda de melhorias nutricionais, de qualidade e outras melhorias benéficas feitas nas culturas de frutas e vegetais frescos por uma ampla gama de instituições e empresas públicas e privadas. Estou satisfeito em ver o progresso neste espaço sendo feito para o benefício do consumidor final”, disse Hummel.

   Embora esses tomates aprimorados com ProVitD3 sejam promissores, os autores observam que mais pesquisas são necessárias para quantificar e comparar os níveis de ProVitD3 em tomates editados por genes com outras fontes naturais de vitamina D3. Em particular, estudos de estabilidade e biodisponibilidade são necessários para avaliar o impacto do cozimento, processamento e armazenamento na retenção de ProVitD3, além de estudos de alimentação e ensaios clínicos para determinar a bioatividade e os efeitos fisiológicos do consumo de tomates enriquecidos com ProVitD3.

   Os autores também observam que algumas das linhas editadas por genes mostram menos números de frutas, embora essa variabilidade possa ser mitigada pela introdução da característica ProVitD3 em linhagens endogâmicas geneticamente estabilizadas.

   Além de seguir os passos dos tomates GABA do Japão, este estudo da “GEN Biotechnology” expande os resultados relacionados publicados na “Nature Plants” em 2022 por Cathie Martin, PhD, e colegas do John Innes Center no Reino Unido, que demonstraram o acúmulo de ProVitD3 em caules e folhas por deleção de SIDWF5B. Ao editar o gene irmão, SIDWF5A, o grupo coreano produziu níveis mais altos de acúmulo de ProVitD3, especificamente em tecidos de frutas.

   O professor Choe, que também é CEO de uma empresa chamada G+FLAS Life Sciences, diz que os pesquisadores estão explorando ativamente outras modificações de tomates para melhorar o rendimento e a nutrição usando o CRISPR. Um artigo de revisão recente lista folhas, caules, flores, esterilidade masculina e desenvolvimento de frutos como algumas características-alvo do tomate.

   Além disso, os pesquisadores estão melhorando a resistência ao estresse biótico contra patógenos, como o vírus do enrolamento da folha amarela do tomateiro, oídio e requeima, e melhorando a tolerância a estresses abióticos, como resistência ao calor, frio, seca, salinidade e melhor carbono-nitrogênio metabolismo. A resistência a herbicidas é outra área de interesse.

   E os autores da “GEN Biotechnology” não param nos tomates. A pesquisa está em andamento para introduzir essa característica em outras culturas que contêm pelo menos duas cópias dos genes DWF5, incluindo as culturas de pimenta e páprica.

   A questão candente permanece: quais são os obstáculos regulatórios e de escalada que afetam se esses tomates chegam ao mercado? Choe diz que em muitos países há uma consideração crescente de que as culturas editadas pelo CRISPR podem estar isentas dos regulamentos convencionais de OGM (ou OGM).

   "Especificamente, as plantas editadas com tecnologia de nuclease 1 (sdn-1) dirigida ao local são frequentemente consideradas indistinguíveis de mutações espontâneas que ocorrem naturalmente e, portanto, estão isentas de supervisão regulatória", disse Choe. “A Coreia do Sul também iniciou discussões sobre este assunto, e o Ministério do Comércio, Indústria e Energia (MOTIE) apresentou uma revisão da Lei de Organismos Vivos Modificados à Assembleia Nacional da República da Coreia.”

   Além disso, o processo de aprovação do governo para tomates com alto teor de GABA no Japão serviu como um guia para outros países que consideram a comercialização de culturas geneticamente editadas.

   “Nossa empresa leva em consideração os casos do GABA japonês para facilitar as discussões com o público em geral e as principais agências governamentais, incluindo MOTIE, Ministério da Agricultura, Alimentos e Assuntos Rurais (MAFRA), Ministério da Segurança Alimentar e Medicamentosa (MFDS), Ministério da Marinha Assuntos e Pescas (MOMAF) e o Ministério do Meio Ambiente (MOE)”, disse Choe ao GEN. Aproveitando a experiência e os regulamentos em torno dos tomates com alto teor de GABA, pretendemos navegar no caminho de aprovação para futuros tomates editados por genes”.

   Quanto ao dimensionamento, Choe diz que sua equipe está preparando sementes comerciais ativamente enquanto aguarda a resolução dos desafios regulatórios na Coréia. Simultaneamente, os pesquisadores estão explorando colaborações com empresas globais de sementes. Sementes e tecnologias também estão prontamente disponíveis para licenciamento. O objetivo de Choe é liberar essas frutas geneticamente modificadas para venda a partir de 2026, assim que os obstáculos regulatórios na Coréia e em outros lugares forem resolvidos.

   Quando questionado sobre a percepção pública da fruta CRISP na Coréia, Choe foi encorajado. “Embora existam fortes vozes de ativistas anti-OGM na Coréia, é importante observar que também há uma demanda crescente por qualidade premium e tomates funcionais entre o público em geral”, disse Choe. “Os consumidores coreanos estão cada vez mais cientes do fato de que a Coréia é o único país no nordeste da Ásia onde o status regulatório das plantas cultivadas editadas pelo CRISPR não é claramente definido como Organismo Vivo Modificado (LMO) ou Não-LMO”.

   Choe diz que os legisladores da Coreia estão ativamente engajados nas discussões sobre esse tópico, indicando uma disposição de explorar e potencialmente relaxar os regulamentos em torno das safras editadas pelo CRISPR nos próximos anos. Ao mesmo tempo, Choe enfatiza a importância do envolvimento público contínuo, educação e comunicação transparente para garantir um processo de tomada de decisão informado e inclusivo.

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