Detectie, identificatie en kwantificatie van GGO's in het milieu en voeding

Naast haar expertiseactiviteiten heeft de Dienst Bioveiligheid en Biotechnologie (SBB) van Sciensano steeds wetenschappelijk onderzoek uitgevoerd, alsook detectie van GGO's.

Op deze pagina

 

Inleiding

Een van de hoofdopdrachten van het laboratorium van de SBB, bekrachtigd in het samenwerkingsakkoord inzake bioveiligheid, bestaat uit het ondersteunen van de inspectiediensten in het kader van het toezicht op de doelbewuste of toevallige introductie van genetisch gemodificeerde organismen in het leefmilieu of van de commercialisatie van GGO's, met name voor voedingsdoeleinden.

Deze toezichtsopdracht vloeit voort uit diverse bepalingen vastgelegd in de Europese Richtlijnen 2009/41/EG en 2001/18/EG en hun omzetting in de Belgische wetgeving, alsook in de Europese Verordeningen (EG) 1829/2003 en (EG) 1830/2003. Die wetteksten vereisen met name dat genetisch gemodificeerde organismen en producten die verkregen worden op basis van GGO's, in de hele voedselketen traceerbaar en geëtiketteerd zijn. De Europese regelgeving voorziet in een verplichte etikettering van producten die bestemd zijn voor levensmiddelen of diervoeders, als die per ingrediënt meer dan 0,9% GGO's bevatten. De lidstaten moeten verzekeren dat de maatregelen voor inspectie en controle van de producten worden toegepast, inclusief controle via bemonstering en kwaliteits- en kwantiteitsanalyses van de voedingsmiddelen.

gm_oil_0.jpg

 

Huidige aanpak van de GGO-detectie

De analyseactiviteiten van de SBB hebben recentelijk geleid tot het op punt stellen en patenteren van een originele methode voor het detecteren van GGO's. Dankzij die geïntegreerde methode, genaamd COSYPS, die operationeel is sinds 2005, kunnen de identificatie en de kwantificering worden vereenvoudigd. Ze bestaat uit drie fasen waarin stalen worden geanalyseerd, telkens op basis van de real-time PCR-technologie. Het technologie baseert zich op het detecteren en kwantificeren van een fluorescerende reporter waarvan de emissie rechtstreeks in verhouding staat tot het aantal DNA-fragmenten dat tijdens de polymerasekettingreactie wordt gegenereerd. Het volledige proces verloopt van begin tot einde geautomatiseerd.

  • In een eerste fase wordt op generische wijze onderzocht of er eventueel GGO's voorkomen in het staal. Daartoe heeft de SBB een origineel hulpmiddel ontwikkeld, namelijk COSYPS (dit staat voor "Combinatory SYBR®Green PCR Screening"), dat bestaat uit een platform voor GGO-detectie via PCR waarbij gebruik wordt gemaakt van een combinatie van verschillende primers, gekoppeld aan een wiskundig model dat de identificatie van eventuele GGO's in een staal mogelijk maakt door toepassing van een origineel algoritme. Dit unieke systeem is gepatenteerd (Van den Bulcke et al., 2008​) en de methodologische principes ervan zijn gepubliceerd (Van den Bulcke et al., 2010).
  • Tijdens de tweede fase wordt specifiek geïdentificeerd welk(e) GGO('s) in het geanalyseerde product voorkomt (voorkomen). Dat gebeurt aan de hand van de methodes die de kennisgevers aanbrengen in het kader van hun aanvraag van een vergunning tot commercialisatie. Die methodes zijn voorafgaand gevalideerd door het EURL-GMFF en worden ook intern nogmaals door de SBB gevalideerd.
  • Tot slot wordt in de derde fase het aantal aanwezige GGO's gekwantificeerd in die gevallen waarin het noodzakelijk blijkt om de bepalingen inzake etikettering te controleren.

Tegenwoordig kunnen alle GGO's die binnen het toepassingsgebied van de Europese Verordening (EG) 1829/2003 vallen, geïdentificeerd worden via het detectieplatform dat door de SBB werd ontwikkeld.

Sinds juni 2010 en de reorganisatie van de diensten zijn de activiteiten inzake analyse en laboratoriumonderzoek van GGO's geïntegreerd in een recentelijk gecreëerd "Platform biotechnologie en bioinformatica". Het GGO-laboratorium maakt dus niet langer deel uit van de SBB. Maar ondanks die functionele scheiding is het duidelijk dat de laboratoriumactiviteiten en de expertiseactiviteiten op het vlak van GGO's ook in de toekomst actief met elkaar verweven zullen zijn. Die twee aspecten zijn immers complementair en delen dezelfde doelstelling, met name het ondersteunen van de bevoegde instanties op het vlak van bioveiligheid.

lab3_0.jpg

 

Vroegere projecten

Van in het begin van de jaren 90 werden onderzoeksprojecten opgestart (met name in het kader van een Europees project BRIDGE) met betrekking tot de toepassing van PCR (polymerasekettingreactie) als middel voor detectie en identificatie van pathogene of biotechnologisch interessante schimmels (Streptomyces, Trichoderma, Aspergillus, gist). Die onderzoeken zetten het laboratorium van de SBB ertoe aan om zich te specialiseren in de ontwikkeling en de toepassing van methodes voor de detectie en identificatie van genen in voedings- en milieustructuren. Deze methodes zijn voornamelijk gebaseerd op het gebruik van PCR.

In de daaropvolgende jaren nam de SBB deel aan diverse projecten die gefinancieerd werden door Belgische (Sciensano, Federaal Wetenschapsbeleid, Ministerie van Volksgezondheid, Ministerie van Landbouw) of Europese fondsen (met name via het 5e Kaderprogramma van de Europese Commissie) en diverse thema's betroffen, zoals :

  • de typering van natuurlijke reservoirs van antibioticaresistentiegenen en van de genenstromen tussen die reservoirs als gevolg van activiteiten door de mens;
  • het effect van het gebruik van antibiotica in de veeteelt op het ontstaan van resistente bacteriestammen;
  • de detectie van antibiotica en antibioticaresistente kiemen in vlees;
  • de beoordeling van de normen van het CEN met betrekking tot de detectie en identificatie van in het leefmilieu verspreide genetisch gemodificeerde micro-organismen;
  • de ontwikkeling van normatieve methodes ter ondersteuning van de veiligheid van de voedselketen met betrekking tot detectie, identificatie en kwantificering van GGO's in GGO-houdende voedingsmiddelen.

Van 2005 tot 2009 heeft het laboratorium van de SBB deelgenomen aan het Europese project Co-Extra (gefinancierd door het 6e Kaderprogramma van de Europese Commissie) dat zich bezighoudt met de co-existentie en de traceerbaarheid van GGO's met als doel de co-existentie te verzekeren van productieketens die gebruik maken van GGO-houdende producten, conventionele producten en afgeleide producten uit de biologische landbouw. De onderzoeken die de SBB voor dit project uitvoert, hebben meer in het bijzonder te maken met de verbetering van de prestaties en de vermindering van de kostprijs van methodes voor het detecteren en kwantificeren van GGO's met behulp van PCR.

 

Belgische en Europese samenwerkingen

Die diverse projecten hebben geleid tot het ontstaan van terugkerende samenwerkingsverbanden met andere Belgische en Europese laboratoria die zich eveneens bezighouden met detectie en identificatie van GGO's, in het bijzonder het Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO) uit Melle en het Waalse Centrum voor landbouwkundig onderzoek (Centre wallon de Recherches agronomiques, CRA-W) uit Gembloux.

We moeten echter ook opmerken dat de SBB niet heeft gewacht op de implementering van het samenwerkingsakkoord of van de bovenvermelde Europese wetteksten om zowel de Belgische als de Europese overheden te wijzen op het belang om de noodzakelijke moleculaire-geneticatechnieken te ontwikkelen en te beheersen met het oog op de detectie en identificatie van GGO's. Die detectie en identificatie zijn immers precies wat de bevoegde instanties nodig hebben om hun taken op het vlak van marktcontrole en verificatie van de geldende bepalingen inzake toezicht, traceerbaarheid en etikettering te vervullen.

In december 1996 werd de SBB door de Belgische autoriteiten belast met de controle op de invoer in Europa via België van transgene maïs door de Zwitserse firma Ciba-Geigy (het huidige Syngenta); maïs die op dat ogenblik niet toegelaten was in de Europese Unie. De analyses van de genetische kaart werden op twee weken tijd uitgevoerd (in samenwerking met het Berlijnse Robert Koch Instituut) en bevestigden de aanwezigheid van niet toegelaten transgene maïs. Bovenop de polemiek die rond deze eerste invoer van GGO's in Europa werd gevoerd, toonden die analyses vooral aan dat het mogelijk was om snel specifieke GGO's op te sporen met een gevoeligheid van minder dan 1 transgene korrel tussen 1000 andere.

Europees partnerschap in GGO-detectie

Na die eerste analyses die bedoeld waren om GGO's op te sporen en te identificeren, werd in 1999 in Ispra (Italië) in het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek van de Europese Commissie (het JRC, "Joint Research Centre") het idee geopperd om een Europees netwerk van GGO-laboratoria te creëren. Dat netwerk werd in december 2002 plechtig ingehuldigd door de Europese Commissaris voor Onderzoek, de Belg Philippe Busquin. Sciensano kreeg de eer toebedeeld om de inhuldigingstoespraak te houden in aanwezigheid van de directeurs van zowat 50 wetenschappelijke instellingen en de internationale pers.

Het "European Network of GMO Laboratories" (ENGL) telt tegenwoordig meer dan 100 laboratoria onder zijn leden die zijn aangeduid door de bevoegde instanties van de 28 lidstaten, alsook Turkije, Noorwegen en Zwitserland. De hoofdtaken van het ENGL bestaan uit de ontwikkeling, aanpassing en normalisering van de methodes voor bemonstering, detectie, identificatie en kwantificering van GGO's of afgeleide producten in een groot aantal structuren waaronder zaden, graangewassen,  levensmiddelen, diervoeders en milieustalen. In juni 2008 organiseerden het JRC en het ENGL hun eerste wereldcongres over GGO-analyses.

​Dit initiatief heeft er bovendien toe geleid dat er ook in Azië, in de Verenigde Staten en in de Maghreb-landen gelijkaardige netwerken zijn opgericht.
Activiteiten met betrekking tot de bemonstering, detectie en identificatie van GGO's worden ook uitgevoerd in het kader van het Protocol van Cartagena inzake bioveiligheid. In 2010 werd een elektronisch netwerk van laboratoria die betrokken zijn bij de detectie en identificatie van GGO's opgezet, die als een virtueel platform fungeert waar deskundigen kunnen communiceren en ervaringen kunnen uitwisselen over het gebruik en de ontwikkeling van GGO-bemonstering en detectietechnieken.

Het Belgische onderdeel van het ENGL, met name het nationale referentielaboratorium voor genetisch gemodificeerde organismen (NRL-GGO), werd in 2006 geïnstitutionaliseerd. Het omvat Sciensano, het federale laboratorium voor de detectie van GGO's, en het ILVO en CRA-W die beiden de regionale laboratoria voor GGO-detectie huisvesten. Het NRL-GGO wordt gecoördineerd door Sciensano en ondersteunt het Federaal Agentschap voor de Veiligheid van de Voedselketen (FAVV) in het kader van de implementering van de Europese Verordening (EG) 1830/2003. Het heeft onder andere de taak om de toepassing en ontwikkeling van nieuwe methodes voor detectie, identificatie en kwantificering van GGO's in voedingsstructuren te bevorderen.

Het Europese consortium ENGL, inclusief het Belgische NRL-GGO, ondersteunt het Europese referentielaboratorium voor genetisch gemodificeerde voedingsmiddelen ("European Union Reference Laboratory for GM Food and Feed - EU-RL-GMFF, voorheen het "Community Reference Laboratory") dat werd opgericht conform de bepalingen van de Europese Verordening (EG) 1829/2003. Het EURL-GMFF heeft als hoofdopdracht het wetenschappelijk beoordelen en valideren van de detectiemethodes via markers in het kader van de aanvragen tot commercialisatie van GGO's voor levensmiddelen.

Dat de inspanningen voor detectie en identificatie van GGO's op het niveau van de Europese Unie worden gebundeld, lijkt tegenwoordig nog meer gerechtvaardigd gezien de sterke stijging van het aantal GGO's voor levensmiddelen die wereldwijd worden geteeld en gecommercialiseerd, alsook de toenemende diversiteit ervan.