OGM et Alimentation

La détection d'OGM est possible à certaines conditions dans les produits végétaux, qu'ils aient subi une transformation ou non. Les méthodes développées sont déjà utiles pour contrôler les importations de ces produits. Elles le seront aussi dans l'avenir pour permettre le suivi du maïs transgénique dont la culture est désormais autorisée en France.

Yvette Dattée, David Zhang, Stéphane Fouilloux, Joël Guiard, Pierre-Louis Lefort
GEVES/La Minière

Rémi Alary, Karine Lacotte, Marie-Françoise Gautier, Philippe Joudrier
Unité de Biochimie et Biologie Moléculaire des Céréales, INRA Montpellier

Un organisme génétiquement modifié (OGM), une plante génétiquement modifiée en l'occurrence, peut être recherché dans un lot de semences destinées à la production agricole. Il peut aussi être recherché dans des graines issues d'une plante ou d'une variété transgénique et destinées à la consommation, ou bien dans des graines produites par pollinisation par un pollen transgénique.

Détecter un OGM dans des semences a un sens : la semence contient en effet tous les éléments pour produire un organisme entier. En revanche, dans les produits de la transformation, si l'on exclut d'éventuelles recherches bactériologiques qui ne font pas l'objet de cet article, il ne peut plus être question de détection d'OGM mais de recherche d'un ou de plusieurs transgènes ayant été intégrés à l'adn de la variété d'origine. Il est clair, en effet, que si un produit est transformé à partir d'une matière première génétiquement modifiée, celle-ci subira les mêmes modifications que toute autre matière première d'origine végétale. Le transgène intégré à l'adn sera donc soumis aux mêmes transformations que tout l'adn du végétal.

Nécessité d'une détection

Des variétés végétales issues du génie génétique sont aujourd'hui cultivées en Amérique et en Chine notamment. Le ministre de l'Agriculture a annoncé sa décision d'autoriser la culture de maïs transgénique en France en novembre 1997. Les produits de récolte sont soumis aux voies normales de la filière agro-alimentaire pour la consommation en frais et la transformation, tant pour la consommation humaine que pour la consommation animale. Or, selon la réglementation sur les aliments nouveaux, ces produits devront être étiquetés, du moins tant qu'il ne pourra pas être admis que la transformation aboutit à un produit pur et exempt d'ADN.

Ces mêmes variétés, pour la culture en Europe, seront soumises à la réglementation sur les semences et à la certification des lots de production issus des champs de multiplication.

Enfin, en culture, la plupart des espèces présentent une phase de floraison au cours de laquelle le pollen des variétés transgéniques est émis et peut polliniser les cultures avoisinantes, conduisant ainsi à des récoltes de grains ayant intégré un stock chromosomique portant le ou les transgènes, même si la culture de production provient d'une variété non transgénique.

Ces trois raisons : transformation des récoltes de variétés OGM, certification de semences de variétés OGM, pollinisation de cultures par du pollen OGM, conduisent à rechercher des méthodes permettant de détecter la présence d'OGM ou de transgènes dans les semences et les produits dérivés.

Ces méthodes doivent aboutir à informer les consommateurs et les utilisateurs des produits. Pour atteindre ce but, il existe plusieurs conditions préalables. En premier lieu, l'échantillon sur lequel l'analyse sera faite doit être représentatif du lot de production. Cette question d'échantillonnage est cruciale car très généralement les quantités analysées sont très petites par rapport aux quantités produites. En second lieu, la réflexion doit être poursuivie sur la définition du seuil de détection. S'il s'agit d'affirmer l'absence totale de transgène, seule la traçabilité complète depuis la mise en culture jusqu'au produit transformé, en passant par la surveillance des cultures avoisinantes, peut permettre de répondre à cette exigence. En troisième lieu, il convient de définir à partir de quel niveau d'intégrité le transgène doit être considéré comme présent dans le produit à consommer.

Les deux derniers points posent des questions nécessitant des décisions d'ordre politique et réglementaire. En effet, les problèmes ne sont pas ici d'ordre technique car tous les outils nécessaires à l'analyse sont disponibles.

Comment rechercher un OGM ou un transgène?

* Sur les graines et les produits frais, la détection d'OGM ou de transgène est relativement simple au plan technique, elle est basée sur l'utilisation de la PCR (Polymerase chain reaction), technique permettant d'amplifier un très grand nombre de fois une séquence d'adn présente en très faible quantité. Généralement, l'extraction d'adn de ces produits est relativement simple.

Cependant, pour mettre cette technique en oeuvre, il convient de disposer d'amorces spécifiques de la séquence à amplifier, c'est-à-dire du transgène introduit dans la plante. Ceci revient à dire qu'il est aujourd'hui quasiment impossible de répondre à la question : cette plante est-elle transgénique ? La question bien posée reste : cette plante a-t-elle intégré tel ou tel gène, bien spécifié, connu et identifié ?

Quelques présomptions de transgenèse peuvent être acquises, basées sur l'utilisation fréquente chez les végétaux d'un promoteur constitutif ou encore, pour les transformations réalisées avec Agrobacterium tumefasciens, sur la recherche des bordures droite et gauche du segment excisé du plasmide de la bactérie.

De telles recherches ne donnent pas de certitude. Si un signal positif est obtenu dans de bonnes conditions expérimentales, la probabilité est élevée que le végétal ou son produit directement dérivé contienne un gène étranger. Si le signal est négatif, aucune conclusion ne peut être apportée.

La seule démarche permettant aujourd'hui de faire des tests avec sécurité consiste à utiliser des amorces correspondant au(x) transgène(s) recherché(s). Par conséquent, les autorisations de commercialisation, de culture et d'importation doivent être accompagnées d'un dépôt obligatoire soit des amorces adaptées à la détection de la séquence introduite dans le végétal, soit de la séquence elle-même permettant de synthétiser les amorces adéquates. Il subsiste la question de la déclaration de l'origine transgénique d'un produit puisque peu d'élé-ments permettent de repérer les fraudes éventuelles.

* Pour les produits transformés, le principe de l'analyse reste le même : possibilité d'amplifier le transgène présent dans le produit transformé en utilisant des amorces connues, mais une difficulté supplémentaire entre en ligne de compte.

Si, de manière générale, il n'y a pas de difficulté majeure pour extraire de l'ADN d'une qualité satisfaisante, non dégradé ou du moins présentant des fragments d'une taille supérieure à celle du transgène à identifier, à partir des matières premières végétales "fraîches", il n'en est pas de même pour l'extraire à partir de produits transformés. Ceux-ci ont pu subir de nombreux traitements physiques : élévation de température, broyage, hydratation, compression..., chimiques : modification de pH, addition de substances diverses... et/ou biologiques : maturation, fermentation, addition d'enzymes..., qui sont susceptibles de rendre l'adn soit inextractible car lié de manière très forte à certaines molécules ce qui ne permet plus ensuite son amplification, soit dégradé de manière irréversible, par exemple hydrolyse. 

Il est donc important d'avoir une idée assez précise des transformations diverses qu'a subies le produit à analyser. Pour chaque type de produit, il sera donc nécessaire d'adapter le protocole d'extraction afin d'éliminer des substances indésirables, certains inhibiteurs notamment, et faire des traitements spécifiques pour se débarasser de molécules ne permettant pas d'obtenir l'ADN d'un niveau de pureté satisfaisant. Après contrôle de la présence de cet adn, il sera possible de dire s'il est amplifiable ou non.

D'autres types d'analyse sont éventuellement possibles et seront peut-être nécessaires dans certains cas en allant rechercher le produit du gène, c'est-à-dire la protéine ou l'enzyme codée par ce gène. Il faudra que ce gène soit exprimé en quantité suffisante pour être détectable par des méthodes immunochimiques par exemple et qu'il ne soit pas dégradé.

 État des méthodes de détection

Plusieurs événements récents se sont succédés depuis la fin de l'année 1996 à propos de la détection et de l'étiquetage des OGM : le premier en date, novembre 1996, concerne l'arrivée sur le marché français de cargaisons de Corn Gluten Feed en provenance des USA; le deuxième concerne la recommandation parue au Journal Officiel du 2 février 1997 pour l'étiquetage de produits contenant des OGM; le troisième concerne le règlement européen "Novel Food" en vigueur depuis le 15 mai 1997.

Ces événements sont à l'origine d'une demande du ministère de l'agriculture de mettre au point, dès que possible, une méthode de détection de la présence d'OGM dans les produits transformés de maïs, en l'occurrence le Corn Gluten Feed (CGF), arrivés dans des ports français. Le CGF, destiné à l'alimentation animale, est un co-produit de l'industrie amidonnière, obtenu après divers traitements hydrothermiques des enveloppes de grains de maïs auxquelles sont ajoutées des brisures.

Suite à la demande du ministère, deux laboratoires, l'un de l'INRA, l'autre du GEVES, ont entrepris de manière conjointe des expérimentations en décembre 1996. Il s'agit de l'unité de Biochimie et Biologie moléculaire des céréales de Montpellier pour l'INRA et du laboratoire BioGeves du Magneraud pour le GEVES.

Le moyen le plus rapide et le plus sensible pour répondre à la question posée consiste à amplifier l'ADN du transgène contenu dans le matériel à analyser par la technique de réaction de polymérisation en chaîne (PCR).

Cependant, deux problèmes subsistaient :

- d'une part, être capable d'extraire et de purifier de l'ADN à partir de ces produits transformés et de s'assurer que l'ADN obtenu ait une taille suffisante pour que le transgène puisse être amplifiable,

- d'autre part, avoir les informations nécessaires pour pouvoir amplifier le transgène.

La société Novartis a accepté de participer à l'étude en mettant à disposition les séquences des gènes impliqués dans le maïs transgénique susceptible d'avoir été utilisé pour la préparation du cgf importé en France. Cette société a également fourni des échantillons de maïs transgénique et non transgénique.

Au début du mois de février 1997, l'INRA a diffusé un communiqué de presse indiquant que les deux laboratoires concernés avaient développé un nouveau protocole de détection d'OGM sur le CGF. Il porte notamment sur une amélioration de la façon d'extraire l'ADN. Depuis, le laboratoire de la répression des fraudes de Strasbourg a rejoint ces laboratoires pour continuer à améliorer les résultats obtenus qui se résument ainsi :

- mise au point d'une méthode d'extraction de l'ADN à partir de grains de maïs ;

- mise au point des conditions expérimentales d'amplification des transgènes avec les amorces spécifiques utilisées ;

- mise au point d'un témoin positif interne, c'est-à-dire amplification d'un gène présent naturelle-ment dans le maïs ;

- estimation d'un seuil de détection en incorporant du maïs transgénique à du maïs non transgé-nique dans des proportions déterminées.

À ce jour, la technique permet de détecter dans un mélange la présence d'un gramme dans un kilogramme (soit 0,1 %). Il ne fait pas de doute que l'on pourrait encore abaisser ce seuil de détection mais ceci aurait pour conséquence d'augmenter le coût de l'analyse.

Pour ce qui concerne le Corn Gluten Feed, de nombreuses expérimentations, modifications et améliorations des protocoles ont été nécessaires pour arriver à isoler de l'ADN dans des conditions satisfaisantes par rapport aux procédés efficaces sur des végétaux n'ayant pas subi de transformation industrielle. Néanmoins, il est possible aujourd'hui d'amplifier le gène correspondant au témoin positif sur une qualité donnée de cCGF: le cgf light color. Avec l'échantillon de CGF qualité regular, il a été possible de purifier de l'adn, mais celui-ci est dégradé en trop petits fragments pour pouvoir réaliser une amplification par la suite.

Perspectives

Les travaux de recherche et de mise au point dans les deux laboratoires INRA et GEVES se poursuivent avec des orientations spécifiques. Au GEVES, les travaux se concentreront sur la détection de produits non transformés, c'est-à-dire les semences ainsi que les grains et graines, les fruits et légumes destinés à la consommation. L'unité BBMC de Montpellier s'attachera à mettre au point des techniques de détection d'OGM sur différents types de produits transformés. Des résultats préliminaires mais encourageants ont déjà été obtenus sur certains produits issus du maïs.

Il est important de souligner à nouveau que la mise au point de ces techniques, qui participent à la traçabilité des produits issus de plantes transgéniques, ne peut se faire qu'avec une connaissance minimale de la séquence nucléotidique des transgènes à détecter, d'où une nécessaire coopération avec les industries semencières. Les approches qui permettraient de s'affranchir de cette connaissance demanderont vraisemblablement quelques années de recherches pour pouvoir être utilisées en routine, ce qui renforce l'importance d'un suivi depuis la production jusqu'au consommateur : la traçabilité.

- Les plantes transgéniques en agriculture - Dix ans d'expériences de la Commission du génie biomoléculaire. Sous la direction d'Axel Kahn - John Libbey Eurotext - 1996.

- Compte-rendus de l'Académie d'Agriculture - 11.06.97.

- Bio - Lettre du département des Sciences de la vie du CNRS - N° 70 avril 1997.

- Compte-rendu de la journée IRTAC du 23.10.97.