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Punti chiave
- Per diminuire il numero di allergeni in alimenti come il grano e le arachidi, gli scienziati stanno modificando geneticamente il codice genetico che crea proteine allergeniche.
- Il processo prevede la rimozione delle proteine allergeniche come quelle che contengono il glutine nel grano.
- La tecnologia CRISPR consente agli scienziati di eliminare gli allergeni modificando il codice genetico della pianta.
Negli Stati Uniti un adulto su 10 e un bambino su 13 soffre di allergie alimentari e il numero è solo in aumento. Soprannominato "the Big Eight", un gruppo di piante che include grano, arachidi e soia causa il 90% delle allergie alimentari, secondo il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA).
Per alleviare il problema, gli scienziati stanno andando alla fonte modificando geneticamente le piante per produrre meno allergeni.Sachin Rustgi, PhD, assistente professore di allevamento molecolare presso la Clemson University in South Carolina, lavora per ridurre il contenuto di glutine del grano per renderlo più commestibile per le persone con celiachia e sensibilità al glutine. Ha presentato la ricerca del suo team all'incontro annuale 2020 ASA-CSSA-SSSA a novembre.
Cresciuto in India, Rustgi ricorda le persone nella sua comunità che soffrivano di "diarrea estiva" nei mesi più caldi, quando le persone spesso mangiano pane di grano piuttosto che pane a base di mais. Solo di recente gli esperti hanno iniziato ad attribuire il fenomeno alla celiachia diffusa e all'insensibilità al glutine. Spera che creando varietà di grano ipoallergeniche, le persone possano permettersi di consumare prodotti a base di grano senza la necessità di farmaci costosi.
"Se riusciamo a migliorare il cibo e questo aiuterà a ridurre una sorta di disturbo che è, penso, una soluzione facile piuttosto che effettivamente trovare medicine o qualcosa del genere, perché questo si aggiunge al costo della vita", dice Rustgi a Verywell .
Hortense Dodo, PhD, fondatore e chief scientist di IngateyGen, un'azienda di tecnologia alimentare con sede nel North Carolina, lavora da decenni alla progettazione di una nocciolina ipoallergenica. Dice di riconoscere che le persone con allergie alle arachidi vivono una "vita molto stressante" e spera che il suo lavoro possa alleviare alcune delle sfide associate alle allergie alimentari.
"Vogliamo essere sicuri di trovare soluzioni nuove di zecca per alleviare la tensione, la paura terribile e l'emozione per le famiglie quando hanno un bambino allergico alle noccioline", dice Dodo a Verywell.
Che cosa significa per te
I ricercatori hanno creato con successo diverse colture prive di allergeni che hanno dimostrato di essere sicure per il consumo. Tuttavia, queste colture devono passare attraverso lunghi processi di approvazione da parte delle agenzie di regolamentazione e dimostrarsi vitali nei mercati commerciali. Gli esperti dicono che quando gli alimenti privi di allergeni saranno disponibili in commercio, sarà importante che siano adeguatamente etichettati in modo che i consumatori possano capire il prodotto.
Progettare un impianto più sicuro
Quando qualcuno è intollerante al cibo come un'arachide, le persone spesso dicono di avere semplicemente una "allergia alle arachidi". Tuttavia, questa insensibilità, dice Dodo, può essere attribuita a una o più proteine allergeniche nella pianta. Le arachidi, ad esempio, hanno 16 proteine che hanno dimostrato di causare reazioni allergiche.
Nel suo tentativo di sviluppare una pianta di arachidi ipoallergenica, il team di ricerca di Dodo ha utilizzato una tecnica di modifica genetica per rimuovere i principali allergeni, anche se rimangono alcuni allergeni minori.
"Abbiamo iniziato il nostro lavoro concentrandoci sul principale allergene", dice Dodo. "Abbiamo la pianta di arachidi che è significativamente inferiore in termini di allergenicità complessiva."
I primi sforzi per modificare geneticamente le colture allergeniche utilizzavano una tecnologia chiamata RNA Interference (RNAi). Questa tecnica richiede agli scienziati di unire un pezzo estraneo di RNA, ad esempio da un'altra pianta, al codice genetico che stanno cercando di modificare. Rustgi dice che il suo team ha usato RNAi per mirare e rimuovere un gene che fungeva da "regolatore principale" per le proteine del glutine che causano reazioni allergiche.
Quindi, nel 2012, i ricercatori hanno dimostrato che uno strumento chiamato CRISPR-Cas9, noto come CRISPR, potrebbe essere utilizzato per tagliare una sezione di DNA e modificare il codice in quella sezione. CRISPR consente agli scienziati di individuare esattamente quali parti del codice genetico desiderano cambiare e possono farlo senza introdurre RNA da un corpo estraneo.
"CRISPR ha introdotto versioni alternative dei geni in modo da poter effettivamente creare una mutazione puntiforme", afferma Rustgi. "Ciò significa che non stai introducendo, stai solo cambiando ciò che è naturalmente esistente."
Le piante che vengono modificate utilizzando CRISPR possono anche essere approvate più rapidamente di quelle che utilizzano la vecchia tecnologia RNAi. "[CRISPR] è una tecnologia più potente e precisa", afferma Dodo. "In termini di regolamentazione, è molto più facile portare il tuo prodotto sul mercato negli Stati Uniti"
Appello al consumatore
Per gli scienziati delle colture, la distinzione tra organismi geneticamente modificati (OGM) che utilizzano informazioni genetiche importate e quelli in cui i geni esistenti vengono modificati è importante per convincere i consumatori che gli alimenti modificati sono sicuri. Secondo un sondaggio del Pew Research Center del 2016, il 39% degli intervistati ha affermato che gli alimenti geneticamente modificati sono peggio per la propria salute e solo il 10% afferma che tali alimenti sono migliori per la propria salute.
Rustgi afferma che sebbene ci siano molte persone con sensibilità al glutine negli Stati Uniti che sono disposte a provare il grano OGM, i consumatori in molti paesi in tutto il mondo, specialmente quelli con tassi di alfabetizzazione inferiori, potrebbero essere scettici nei confronti degli alimenti geneticamente modificati. Poiché viene esportato così tanto grano coltivato in America, Rustgi afferma che il grano anti-allergene non ha ancora dimostrato di essere commercialmente redditizio.
"Non vogliamo mettere a repentaglio la nostra esportazione avendo effettivamente qualcosa che le persone che importano da noi non amano vedere", dice Rustgi. "Man mano che vedremo più persone che imparano a leggere nei paesi in cui esportiamo, vedremo questo cambiamento".
Non ci sono ancora prodotti di grano geneticamente modificati sul mercato. Ottenere l'approvazione dalla Food and Drug Administration (FDA) e dall'USDA può essere un processo lungo e costoso e alcuni consumatori potrebbero avere l'idea sbagliata che il grano OGM aumenti effettivamente la sensibilità al glutine.
Come misurano le colture ipoallergeniche
La ricerca indica che le fonti di fibra alimentare sono importanti per costruire e mantenere un forte microbioma intestinale. I batteri benefici e altre specie nell'intestino si nutrono di prebiotici come la fibra del grano.
Rustgi dice che rimuovendo il glutine dal grano, la pianta perde poco o nessun valore nutritivo. Il glutine, invece, è fondamentale per creare la struttura e la masticabilità caratteristica di molti prodotti da forno.
Il glutine è composto da tre tipi di proteine allergeniche. Quello più importante per la cottura, chiamato glutenina ad alto peso molecolare, è ritenuto generalmente sicuro per le persone con sensibilità al glutine e celiachia. Rimuovendo i principali allergeni ma mantenendo le glutenine ad alto peso molecolare nella farina, il team di Rustgi ha scoperto che ipoallergenico la farina ha prodotto risultati simili alla farina di frumento non modificata.
"Può cuocere in un pane di qualità ragionevole, meglio di qualcosa che viene prodotto dal riso", dice.
Dopo tre anni di test sul campo, Dodo afferma che le arachidi a ridotto contenuto di allergeni non hanno mostrato differenze significative nel gusto o nella crescita rispetto alle arachidi commerciali.
Rustgi e Dodo sottolineano che quando i prodotti alimentari anti-allergeni arriveranno ai mercati di consumo, un'etichettatura chiara sarà fondamentale. Piuttosto che affermare semplicemente che una varietà di grano o arachidi è priva di allergeni sarebbe fuorviante, dice Rustgi, poiché le persone hanno bisogno di sapere esattamente quali proteine contengono gli alimenti e quali mancano.
Entrambi i ricercatori affermano di sperare di continuare a sviluppare piante il più vicino possibile prive di allergeni.
"Diversi gruppi o diversi laboratori stanno utilizzando diversi strumenti o diverse tecnologie", dice Dodo. "Ma penso che nel complesso tutti siano preoccupati di portare la soluzione al problema delle allergie".
