Senato della Repubblica, 30 giugno 2015 Il futuro della Ricerca e applicazione degli OGM in agricoltura Rischi/benefici derivanti dall’impiego degli OGM in alimentazione animale Federico Infascelli e Raffaella Tudisco Dipartimento di Medicina Veterinaria e Produzioni animali Università di Napoli Federico II

Problemi connessi con l’utilizzazione di OGM Corrispondenza tra OGM e relativi organismi non modificati per quanto concerne la valutazione nutrizionale e fisiologica Destino di frammenti di DNA endogeno e transgenico ingeriti dagli animali Influenza degli OGM sulla salute animale e sulla qualità dei prodotti

Costrutto genico nptII P-35S pat nos 3’ GUS P-nos EPSPS T-35S Cry Gene Marker o Reporter Promotore Gene Strutturale Terminatore nptII P-35S pat nos 3’ GUS P-nos EPSPS T-35S Cry

Ricerca geni a singola copia specifici della soia f.e. transgenica: Promotore 35S CP4 epsps in latte di capre alimentate con un mangime contenente soia f.e. transgenica (T)

Ricerca frammenti transgenici: in capretti alimentati con il solo latte di capre, che ricevevano un mangime contenente soia f.e. convenzionale (a) e transgenica (b) Inoltre oltre al p-35s nei campioni dei capretti è stato possibile ricercare anche il gene cp4 epsps entrambi specifici della soia GM presenti in % minore rispetto alla lectina solo nel gruppo B Nessun frammento è stato rilevato nel gruppo a

Aumento significativo dell’attività enzimatica Rene: GGT e LDH Cuore: LDH Muscolo LDH Isoenzimi: Cuore, rene e fegato: LDH1 Muscolo: LDH1 e LDH2

Composizione chimica del Mais convenzionali vs Mais Mon810 (% s.s.) Proteine Grassi Ceneri NDF ADF ADL Mais conv. 8.4 4.1 1.6 12.5 3.8 1.2 Mais GM 4.0 12.4 NDF: fibra neutro detersa; ADF: fibra acido detersa; ADL: lignina acido detersa Per la prova sono stati impiegati granelle intere di mais GM e non-GM. Il mais GM (Mon810, Monsanto Company) era stato modificato per resistenza a Ostrinia nubilalis (piralide) introducendo, attraverso metodo biolistico, il gene Cry 1Ab, da Bacillus thurigiensis. La proteina transgenica ha attività insetticida producendo la lisi dell’epitelio intestinale delle larve di lepidotteri. Tudisco et al. (2004) 2nd Int. Meeting on Veterinary morpho-functional Biotechnologies

La GPT prevede l’impiego di: alimenti, medium e liquido ruminale La GPT prevede l’impiego di: alimenti, medium e liquido ruminale. A substrati prepesati e sospesi nel medium in una bottiglia, viene aggiunto, come inoculo, una quota di liquido ruminale.Tutte le operazioni sono condotte in modo da mantenere l’anaerobiosi e al termine le bottiglie, chiuse ermeticamente con tappo di gomma e ghiere di alluminio, vengono incubate a 39°C. Dall’inizio dell’incubazione, utilizzando un trasduttore di pressione, viene registrata, ad intervalli regolari di tempo (2-24 h), il volume di gas prodotto durante la fermentazione; il profilo cumulativo del gas ottenuto alla fine del processo fermentativo (120 h) ci permette di ottenere la cinetica del processo.

Tasso di fermentazione il confronto mais/soia effettuato non tenendo conto dell’effetto ”modificazione genetica”, ha fatto registrare differenze significative per tutti gli altri parametri presi in esame, a causa delle differenti composizioni chimiche dei due alimenti. In particolare, la produzione di gas è risultata significativamente superiore per il mais rispetto alla soia (Y, ml/g 285 vs 179; P<0.001) in funzione della maggiore quantità di sostanza organica fermentescibile presente nel primo alimento. Da sottolineare, inoltre, l’elevato valore del parametro tRM ottenuto per il mais, ovvero del tempo impiegato per raggiungere la velocità massima di fermentazione (h 4.6 vs 22.9, rispettivamente per la soia e il mais; P<0.001). Tale risultato viene meglio evidenziato nel grafico 1 dove, per completezza di informazione è stato riportato l’andamento della velocità di fermentazione separatamente per i 4 alimenti testati. L’esame del grafico consente di rilevare che, malgrado la velocità massima relativa (RM) del mais risulti leggermente superiore rispetto a quella della soia, notevolmente ritardato è il tempo in cui per il primo alimento tale velocità viene raggiunta (tRM).

Risultati Composizione chimica (%) e concentrazione delle IgG (mg/ml ± ds) nel colostro Proteine Grasso IgG A 18.7 ± 1.4 A 7.2 ± 0.3 A 28.2 ± 3.2 A B 6.1 ± 0.9 B 4.6 ± 0.9 B 10.3 ± 2.5 B A, B: P < 0.01

Il caso del latte nobile Dal disciplinare: Gli animali devono essere alimentati con una razione giornaliera con un minimo di 70% di foraggi; I foraggi devono essere costituiti da un numero di essenze botaniche non inferiore a 4; Sono vietati i foraggi con rischi di contaminazione da germi butirrici (es. insilati, rotoballe fasciate, ecc.) I concentrati, miscele di materie prime, non devono contenere: sottoprodotti e panelli oleosi, alimenti OGM (certificata) ….. Campione Alta qualità Nobile* SFA, % 64.64 63.58 MUFA, % 28.68 28.85 PUFA, % 0.734 0.80 n3, % 0.124 0.22 n6, % 0.622 0.59 n6/n3 5.005 2.65 PUFA/SFA 0.011 0.013 LA/ALA 7.744 0.78 AA/EPA 0.313 6.338 SFA = acidi grassi saturi MUFA = acidi grassi monoinsaturi PUFA = acidi grassi polinsaturi n3 = acidi grassi polinsaturi, serie omega 3 n6 = acidi grassi polinsaturi, serie omega 6 LA/ALA = Ac. linoleico/Ac. alfa-linoleico AA/EPA = Ac. arachidonico/ Ac. eicosapentaenoico *acquistato in tetrapack

OBIETTIVO Valutare e confrontare eventuali cambiamenti nella regolazione del bilancio energetico, del metabolismo glucidico e lipidico, dello stato infiammatorio, delle difese antiossidanti in ratti alimentati con supplemento di latte bovino, latte Nobile

Controllo CM (cow milk) Il periodo di trattamento è durato 4 settimane Ratti maschi di 60 giorni Controllo Dieta standard (60,4% carboidrati; 29% proteine; 10,6% lipidi; 15,88 kJ/g) NM Dieta standard + Latte Nobile (22 ml/giorno-3,343kJ/ml) CM (cow milk) Dieta standard + Latte di vacca (21 ml/giorno -3,46 kJ/ml) Il periodo di trattamento è durato 4 settimane

Body composition N CM NM Body water (%) 68±0.7a 58.1±1.8 b 59.1±0.7 b   N CM NM Body water (%) 68±0.7a 58.1±1.8 b 59.1±0.7 b Body lipid (%) 11.7±0.25 a 17.9±0. 77 b 16.5±0.2 b Body protein (%) 13.3±0.3 a 12.8 ±0.1 a 12.7±0.5 a Body energy (KJ/g) 7.7±0.12 a 10.5±0.33 b 9.4±0.10 b Data are means ± SE for 7 different rats in each experimental group.

Energy balance and partitioning of metabolisable energy intake   Diet N CM LN Initial body weight, g 325.4±3.9a 324±6.9 a 325.7±3.9 a Final body weight, g 467,4±3.1 a 497.3±5.9 b 493.2±3.9 a Body weight gain, g 142±2.5 a 173.3±2.9 b 167.5±1.3 a Gross intake, kJ 12432±146 a 12064±249 a 12180±213 a Milk intake, kJ ± 2007±12 a 2008±11 a Total intake, kJ 14071±249 a 14188±218 a ME intake (KJ) 8812±258 a 10267±195 b 10290±239 b Energy expenditure KJ) 7940±261 a 8318±261 a 8432±246 a Body weight gain (KJ) 871.4±58 a 1949±99 b 1858±31 b Gross efficiency % 0.10±0.01 a 0.19±0.002 b 0.18±0.004 b Protein gain, kJ 424±35.8 a 516±32 b 525±34 b Lipid gain, kJ 745±41 a 1805±86 b 1785±21.5 b Data are means ± SE for 7 different rats in each experimental group. ME intake = metabolisable energy intake

Immunomodulatory markers   Control CM NM Glucose mg/dl 135±1.51 a 131.1±4.8 a 128.1±1.9 a Insulin μg/l 0.268±0.02 a 0.271±0.015 a 0.265±0.02 a HOMA index 2.08±0.12 a 2.04±0.13 a 1.95±0.12 a Triglycerides, mg/dl 116±8.9 a 135±11 a 127±8.7 a Tot. Cholesterol, mg/dl 60±2.5 a 61±2.4 a 59±1.8 a ALT, U/l 65±2.0 a 68±3.2 a 67±2.5 a TNFα, ng/ml 0.092±0.004 a 0.094±0.005 a 0.075±0.005 b IL1, pg/ml 55±3.1 a 63.0±2.8 a 50±2.9 b IL10, ng/ml 0.060±0.004 a 0.128±0.007 b 0.158±0.009 c Abbreviations: TNF-α: tumour necrosis factor-α; IL1: interleukin-1; IL10: interleukin-10; s. Data are the means ± SE. Data with different superscripted letters are significantly different (p<0.05).

Mitochondrial respiration and fatty acid oxidation ng atoms oxygen/min/mg Control CM NM Succinate   State 3 130±5.8a 150±5.2 b 155±±7.6 b State 4 17±1.2 a 21±1.0 b 22±1 b RCR 7.6±0.2 a 7.1±0.3 a 7.0±0.5 a Palmitol-CoA 71.1±2.1 a 91.2±7.2 b 99.0±4.8 b 11.2±0.5 a 13.2±1.2 a 16.2±0.8 b 6.3±0.1 a 6.9±0.8 a 6.1±0.5 a CPT, nmol/min x mg protein 8.79±0.544a 8.613±0.739 a 11.77±0.549 b Data are means ± SE for 7 different rats in each experimental group. CPT Palmitoyl Carnite Transferase

Mitochondrial respiration and fatty acid oxidation ng atoms oxygen/min/mg Control CM NM Succinate   State 3 130±5.8a 150±5.2 b 155±±7.6 b State 4 17±1.2 a 21±1.0 b 22±1 b RCR 7.6±0.2 a 7.1±0.3 a 7.0±0.5 a Palmitol-CoA 71.1±2.1 a 91.2±7.2 b 99.0±4.8 b 11.2±0.5 a 13.2±1.2 a 16.2±0.8 b 6.3±0.1 a 6.9±0.8 a 6.1±0.5 a CPT, nmol/min x mg protein 8.79±0.544a 8.613±0.739 a 11.77±0.549 b Data are means ± SE for 7 different rats in each experimental group. CPT Palmitoyl Carnite Transferase

Mitochondrial efficiency

REDOX STATES

CONCLUSIONI Latte Nobile Ossidazione mitocondriale degli acidi grassi lipidi epatici Difese antiossidanti Stato infiammatorio

Mitochondri del muscolo scheletrico Epigenetica Apprendimento