Proxecto H2020 CHIC: Achicoria como cultivo multiusos para fibra dietética e terpenos medicinais
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2022
- Orzamento asignado 6.999.596,25 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto CHIC
A achicoria é un cultivo relativamente pouco estudado, polo que houbo que desenvolver protocolos de edición xenética case desde cero. Desenvolvéronse variantes dos métodos CRISPR que difieren no alcance e na forma en que se utiliza o ADN para entregar o sistema CRISPR que xera as edicións do xenoma. Estes métodos foron avaliados sistematicamente pola súa eficacia e seguridade, estudando en cada caso posibles edicións fóra do obxectivo. Non se detectaron mutacións fóra do obxectivo causadas polo sistema CRISPR en ningún dos métodos empregados nin en ningunha das liñas analizadas. Cando se utilizou o ADN para entregar o sistema CRISPR mediante unha transformación estable, observáronse diferentes edicións nalgunhas plantas dentro da mesma planta. Ao parecer, o complexo CRISPR integrado de forma estable segue a facer edicións nos sitios de destino restantes a medida que se desenvolve a planta. Cando o ADN foi inxectado transitoriamente co sistema CRISPR, ademais das edicións previstas, algunhas plantas tamén atoparon fragmentos de ADN CRISPR integrados sen querer no xenoma.
En ambos os casos, estas plantas poden ser recoñecidas e descartadas. Cando o sistema CRISPR foi entregado como un complexo proteico en lugar de a través do ADN, as modificacións producíronse só nos sitios obxectivo previstos. Isto fai que este método sexa moi interesante para aplicacións comerciais. Implementáronse os métodos para xerar multitude de variedades de achicoria: variedades con inulina saudable de maior calidade, xa que se evita a súa degradación no outono, así como variedades con contido reducido en terpenos amargos, que facilitan moito a extracción de inulina. Ademais, creáronse variedades que acumulan terpenos específicos con potencial interese para uso medicinal. Este último guiouse por bioensaios que identificaron terpenos da raíz de achicoria cunha actividade antiinflamatoria e antimicrobiana moi interesante. Finalmente, rompeuse a autoincompatibilidade da chicoria, simplificando o cruzamento e permitindo unha reprodución máis eficiente. A través destes experimentos xerouse coñecemento científico sobre a bioloxía da achicoria e, en particular, sobre os seus compostos bioactivos, a súa biosíntese e almacenamento.
Un grupo consultivo de partes interesadas, formado por representantes da industria, a academia, a agricultura e os usuarios finais, interactuou co consorcio CHIC durante todo o período do proxecto. Ademais, as consultas con un abano máis amplo de partes interesadas que abarcan toda a cadea de valor agrícola e alimentaria, así como con lexisladores e axencias reguladoras, axudaron a aclarar os factores que dificultan e facilitan a innovación nas plantas modificadas xenéticamente en xeral e na raíz da achicoria en particular. Avaliáronse escenarios que difiren en aspectos como se a achicoria editada por CRISPR está regulada como transxénica ou non, e que tipos de produtos están illados dela, en función dos seus impactos socioeconómicos e ambientais en toda a cadea de valor. Estes resultados demostran que a produción de inulina e/ou terpenos a partir das novas variedades de achicoria xera máis emprego, maior valor engadido e reduce as emisións de gases de efecto invernadoiro e a demanda de enerxía primaria en comparación co proceso actual. Fíxose especial fincapé na comunicación sobre o proxecto CHIC e os seus obxectivos.
Creouse un sitio web con acceso a folletos, boletíns e vídeos explicativos, así como a canles de redes sociais. Os artistas visitaron laboratorios e crearon obras de arte que permitían un tipo diferente de interacción co público en xeral. Desenvolveuse un xogo educativo (MyChicFarm) e os socios de CHIC visitaron escolas e organizaron mesas redondas especialmente dirixidas aos mozos. CHIC tamén supervisou a normativa global sobre a edición do xenoma. No caso da UE, o Tribunal de Xustiza da Unión Europea determinou que todas as plantas modificadas xeneticamente están reguladas como transxénicos. O ámbito normativo está a cambiar actualmente rapidamente, con diferenzas significativas entre continentes e países. O proxecto demostra claramente que as empresas da UE só realizarán solicitudes de alimentos prometedoras se se modifica o estado normativo de certas plantas modificadas xenéticamente.
CHIC, o Chicory Innovation Consortium, foi un proxecto altamente multidisciplinar cuxo obxectivo era desenvolver a edición do xenoma (CRISPR) para transformar a achicoria nun cultivo do que se puidesen extraer múltiples produtos beneficiosos para a saúde humana. Ao mesmo tempo, buscouse o compromiso cos distintos grupos de interese para recoller as súas opinións sobre as vías de innovación desenvolvidas.
A achicoria cultívase nunha área relativamente pequena, principalmente no sur dos Países Baixos, Bélxica e o norte de Francia. Das súas raíces extráese a fibra dietética inulina, que se usa como ingrediente en produtos como iogures e barras para estimular a saúde intestinal e servir como edulcorante non calórico. As raíces de achicoria tamén acumulan terpenos, pero estes descártanse como residuos da extracción de inulina debido ao seu sabor amargo. Dado que os terpenos doutras plantas teñen propiedades para a saúde moi interesantes, investigouse o potencial da edición do xenoma para converter a achicoria nun cultivo multiusos do que se poden extraer inulina mellorada e terpenos beneficiosos. O desenvolvemento de novas variedades de achicoria mediante o cultivo de plantas convencional pode levar facilmente unha ou dúas décadas.
Ademais, a chicoria é autoincompatible, o que dificulta o cruzamento nos programas de mellora de plantas. Polo tanto, a edición do xenoma pode marcar a diferenza. Nos debates públicos, a edición do xenoma adoita xerar grandes expectativas, así como fortes preocupacións. Polo tanto, CHIC pretendía involucrar a unha ampla gama de partes interesadas clave para concienciar e discutir cuestións relacionadas tanto coas variedades de achicoria desenvolvidas no proxecto como coa edición do xenoma en xeral. CHIC avaliou varios métodos de edición do xenoma en canto á eficiencia e seguridade, e investigou posibles escenarios de uso comercial para estas liñas de chicoria editadas, tendo en conta o seu impacto global ambiental, regulamentario, socioeconómico e social. CHIC esforzouse por comunicarse abertamente mediante a implementación de métodos de comunicación innovadores. Por exemplo, os artistas familiarizáronse coas técnicas de edición do xenoma e expresaron as súas opinións e opinións en obras de arte para estimular un debate público máis amplo.
CHIC é o Chicory Innovation Consortium.
O seu obxectivo é:
- Implantar Novas Técnicas de Mellora Vexetal (NPBT) na achicoria para consolidala como un cultivo multiusos para a produción de produtos relacionados coa saúde con claros beneficios para os consumidores.
Desenvolver vías de co-innovación coas partes interesadas para tecnoloxías innovadoras, como os NPBT.
CHIC desenvolverá catro NPBT diferentes. Utilizaranse para dirixir bioprocesos na achicoria e mobilizar o seu potencial pouco explorado para producir prebióticos inmunomoduladores e terpenos medicinais.
Avaliaranse conceptualmente diferentes NPBT con respecto ao potencial tecnolóxico, os riscos, o marco normativo e os seus impactos socioeconómicos. Isto farase en estreita consulta cun Grupo Asesor de Partes Interesadas (SAG) composto por partes interesadas relevantes da industria e da sociedade. As actividades e os resultados do proxecto en curso serán discutidos coas partes interesadas e comunicados ao público interesado mediante métodos innovadores, incluíndo a comunicación cultural e a vinculación da arte e a ciencia.
Neste contexto, CHIC desenvolverá dous casos de negocio en diferentes áreas de aplicación: a inulina como ingrediente alimentario saudable e os terpenos como compostos medicinais. Este esforzo require un enfoque altamente interdisciplinar con experiencia en ciencias moleculares, economía, artes, ciencias sociais e humanidades e dereito. A asociación inclúe tres pemes e un usuario final de achicoria, e establécese unha colaboración internacional a través dun instituto de investigación en Nova Zelanda. O SAG desempeña un papel crucial na consulta en todas as fases e actividades do proxecto. A través deste enfoque de co-innovación, pretendemos contribuír ao liderado na innovación investigadora responsable e promover unha mellor comprensión da biotecnoloxía vexetal. Potenciarase a achicoria como un cultivo robusto, polivalente, tolerante a condicións ambientais adversas, do que se poden extraer compostos bioactivos, contribuíndo a unha agricultura sostible e unha bioeconomía.
Actualmente a achicoria cultívase polos seus probióticos naturais, pero os científicos están a investigar a gran variedade de compostos medicinais que se poden obter da planta. Os humanos apreciamos as variedades de chicoria durante séculos, desfrutándoas polo seu característico sabor amargo (por exemplo, a endivia) e tamén polas súas flores azuis. Cultívase a raíz de achicoria para obter inulina, un probiótico natural que estimula o sistema inmunitario. Non obstante, esta planta ten un potencial moito maior.
A achicoria acumula de forma natural grandes cantidades de terpenos, compostos naturais que utilizan as plantas para defenderse dos herbívoros ou atraer polinizadores. Os terpenos tamén posúen unha ampla gama de propiedades medicinais, polo que son unha fonte prometedora de novos medicamentos. O proxecto CHIC financiado pola UE investigou o potencial das técnicas avanzadas de edición do xenoma para axudar a achicoria a alcanzar todo o seu potencial. O consorcio CHIC traballou para mellorar a calidade da achicoria e adaptala para producir tanto inulina máis saudable como cantidades suficientes de terpenos medicinais. "Aínda que moitos terpenos doutras plantas teñen propiedades medicinais, as propiedades medicinais dos terpenos de achicoria eran en gran parte descoñecidas", di Dirk Bosch, líder do grupo de sistemas metabólicos aplicados da Universidade e Investigación de Wageningen e coordinador do proxecto CHIC.
O proxecto CHIC demostrou que a chicoria pode producir de forma eficiente non só fibras dietéticas saudables, senón tamén terpenos con usos medicinais. "É probable que tamén poida producir terpenos para outras aplicacións, como cosméticos, produtos fitosanitarios naturais e mesmo para a fabricación de reloxos de biopolímero", explica Bosch. "Unha fábrica de base biolóxica e ecolóxica", engade. A chicoria cumpre con CRISPR Desenvolver unha nova variedade vexetal mediante o cultivo de plantas convencional pode levar décadas. CHIC buscou desenvolver novas variedades nun período de tempo máis curto, utilizando a edición do xenoma para transformar a achicoria nun cultivo multiusos capaz de producir inulina dietética e terpenos bioactivos. A través do proxecto, o consorcio CHIC avaliou técnicas de edición do xenoma, como diferentes variacións de CRISPR Cas, que funciona como tesoiras moleculares para facer pequenos cambios no xenoma dun organismo.
O proxecto baseouse en tres piares: o desenvolvemento e implantación de protocolos CRISPR para achicoria; investigación sobre a seguridade e o impacto socioeconómico e ambiental das novas variedades; e, por último, a comunicación coas partes interesadas e o público en xeral. Avanzando no coñecemento da achicoria Debido ao tempo limitado do proxecto, o equipo non puido cultivar suficientes variedades editadas polo xenoma a unha escala suficientemente grande para permitir experimentos biomédicos extensos. Non obstante, a análise do material dispoñible confirmou a acumulación de produtos con propiedades saudables, xa coñecidos ou recentemente descubertos a través do proxecto. "Os experimentos preliminares con compostos vexetais bioactivos ao final do proxecto parecían moi prometedores", sinala Bosch.
O proxecto CHIC obtivo varios resultados satisfactorios. O equipo descubriu novas bioactividades medicinais prometedoras de compostos de achicoria e desenvolveu variedades de achicoria que producen inulina e terpenos medicinais máis saudables. O traballo tamén ampliou os nosos coñecementos sobre a bioloxía da achicoria, revelando, por exemplo, como e en que tecidos se producen estes compostos. A idea da edición xenética en cultivos aínda é controvertida, polo que CHIC organizou varios debates públicos e obradoiros con artistas para fomentar o debate e, xunto cos científicos do proxecto, conectar co público en xeral e as escolas. Os científicos sociais de CHIC organizaron debates e simposios específicos coas partes interesadas, tanto a nivel local como europeo. Durante a pandemia de COVID-19, o equipo tamén organizou eventos en liña. "Estas actividades interactivas foron verdadeiramente inspiradoras, e durante as discusións, cada un dos diferentes públicos expresou reaccións diversas", di Bosch.
O proxecto CHIC demostrou claramente a contribución da edición do xenoma a un cultivo de nicho como a chicoria. Ao comezo do proxecto, había relativamente poucas ferramentas xenéticas e de reprodución dispoñibles, e non existían métodos de edición do xenoma para a chicoria. Cinco anos despois, desenvolvéronse múltiples variedades melloradas con potenciais beneficios para os consumidores (inulina e terpenos saudables), produtores de ingredientes (procesamento máis eficiente e uso de residuos), agricultores (diversificación agrícola e flexibilidade durante a colleita), reprodutores (métodos de edición do xenoma e liñas autocompatibles), medio ambiente (reducida demanda de enerxía primaria, redución de valor engadido e emisión de emprego e emisións de GEI) creación).
CHIC centrouse principalmente nos trazos con beneficios para a saúde dos consumidores. Usando a base de coñecemento establecida por CHIC, tamén se poderían introducir outros trazos na achicoria en períodos de tempo relativamente curtos. Desde unha perspectiva máis ampla, CHIC demostrou que a edición do xenoma pode ser unha poderosa ferramenta para axudar a impulsar a biodiversidade agrícola en Europa mellorando os cultivos de nicho, que teñen baixo potencial de investimento. En sinerxía con outros métodos de cultivo e reprodución, isto é moi relevante para manter a seguridade alimentaria e mellorar a produción sostible, ao tempo que se abordan os retos do cambio climático.
- STICHTING WAGENINGEN RESEARCH (WR)
Proxectos relacionados
