Information sur les aliments nouveaux : Maïs DP910521 résistant aux insectes et tolérant aux herbicides

Sur cette page

• Contexte
• Introduction
• Développement de la plante modifiée
• Caractérisation de la plante modifiée
• Informations sur le produit
• Exposition alimentaire
• Nutrition
• Chimie
• Toxicologie
• Allergenicity
• Conclusion

Contexte

Santé Canada a informé Pioneer Hi-Bred Canada Company (Pioneer) qu'il ne s'oppose pas à l'utilisation alimentaire du maïs DP910521 résistant aux insectes et tolérant aux herbicides (DP910521). Le ministère a procédé à une évaluation complète de cette variété de maïs conformément à ses Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux. Ces lignes directrices reposent sur des principes internationalement acceptés pour établir l'innocuité des aliments présentant des caractéristiques nouvelles.

Ce qui suit est un résumé de l'avis de Pioneer et de l'évaluation fait par Santé Canada. Ce document ne contient aucun renseignement commercial confidentiel.

Introduction

Pioneer a développé une nouvelle variété de maïs (Zea mays L.), DP910521, qui présente une résistance à la pression exercée par les lépidoptères ravageurs ainsi qu'une tolérance aux herbicides à base de glufosinate.

Le DP910521 a été développé par l'introduction de trois constructions d'expression génique pour l'expression d'une protéine Cry insecticide, Cry1B.34, d'une phosphinothricine N-acétyltyltransférase (PAT) et d'une phosophomannose isomérase (PMI). L'expression des protéines Cry1B.34 et PAT confère respectivement la résistance aux insectes et la tolérance à l'herbicide glufosinate. La protéine PMI a été utilisée comme marqueur de sélection pour faciliter la sélection des événements de transformation.

L'évaluation d'innocuité réalisée par les évaluateurs de la Direction des aliments et de la nutrition a été effectuée conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux de Santé Canada. Ces lignes directrices reposent sur des efforts d'harmonisation avec d'autres autorités réglementaires et reflètent les documents d'orientation internationaux dans ce domaine (par exemple, le Codex Alimentarius). L'évaluation a porté sur les points suivants : comment la variété DP910521 a été développée, comment la composition et l'innocuité nutritionnelle de cette variété ont été comparées à celles de son comparateur non modifié, et quel est le potentiel de cette variété à présenter un problème de toxicité ou d'allergie. Pioneer a fourni des données attestant que cette variété peut être utilisée sans danger comme aliment au Canada.

La Direction des aliments et de la nutrition est légalement responsable de l'évaluation préalable à la mise en marché des aliments nouveaux et des ingrédients alimentaires nouveaux, conformément au titre 28 de la partie B du Règlement sur les aliments et les drogues (aliments nouveaux). Les aliments dérivés de la variété DP910521 sont considérés comme des aliments nouveaux en vertu de la partie suivante de la définition des aliments nouveaux : "c) un aliment dérivé d'un végétal, d'un animal ou d'un micro-organisme qui, ayant été modifié génétiquement, selon le cas :

1. présente des caractères qui n'avaient pas été observés auparavant".

Développement de la plante modifiée

La variété DP910521 a été mise au point par intégration spécifique d'une séquence d'ADN codant pour les cassettes d'expression des nouvelles caractéristiques souhaitées. L'intégration spécifique au site a été réalisée en utilisant deux étapes de transformation séquentielles : (1) l'insertion d'une séquence " landing pad " à un endroit spécifique du génome de la plante, réalisée à l'aide de la biolistique et de l'insertion médiée par CRISPR-Cas9, et (2) l'insertion des cassettes d'expression prévues à partir du plasmide PHP79620 dans le landing pad de maïs précédemment intégré. Cette deuxième étape a été réalisée par co-bombardement de plusieurs plasmides à l'aide de microprojectiles.

Caractérisation de la plante modifiée

Le nombre d'insertions, l'intégrité des insertions et la présence/absence d'insertions non intentionnelles dans le génome de la variété DP910521 ont été déterminés à l'aide d'une forme de séquençage du génome entier (SGE) appelée Southern-by-Sequencing (SbS). L'approche SbS utilise des sondes de capture homologues aux plasmides de transformation pour isoler d'abord l'ADN génomique qui s'hybride aux séquences de la sonde. Cet ADN génomique capturé est ensuite séquencé à l'aide du SGE et les données de séquence résultantes sont analysées à l'aide de la bio-informatique.

L'analyse SbS de la variété DP910521 a révélé une copie unique et intacte de l'insert d'ADN prévu et aucun autre insert (par exemple, séquence du squelette plasmidique) n'est présent dans le génome de l'hôte.

Une analyse bioinformatique a été réalisée pour rechercher des cadres de lecture ouverts (ORF) à la fois dans l'insert d'ADN et dans ceux qui pourraient être générés à travers les jonctions insert-génome. Ces recherches ont porté sur des séquences codant pour des protéines d'au moins 8 acides aminés (AA) et présentant une similarité de séquence avec des toxines ou des allergènes connus. Neuf cent vingt-cinq (925) ORFs putatifs supérieurs ou égaux à 8 AA ont été identifiés pour DP910521. Dans l'ensemble, l'analyse de l'insert d'ADN au niveau des par les jonctions de bordures a démontré qu'il n'existe probablement aucune similitude de séquence d'acides aminés avec des allergènes ou toxines connus.

Une analyse par buvardage de type Southern a été réalisée sur cinq générations de la variété DP910521 afin de déterminer la stabilité génétique du l'insert ADN, qui comprend les cassettes de gènes cry1B.34, mo-pat et pmi. Les résultats de l'analyse ont démontré que les bandes spécifiques aux événements entre les générations avaient des régions de bordures génomiques cohérentes, comme le montrent les tailles de signal cohérentes entre les générations, et que l'insert d'ADN a donc été hérité de manière stable sur les 5 générations.

Pour évaluer le mode d'hérédité, 100 plantes de chacune des cinq générations de DP910521 ont été évaluées par génotypage et phénotypage. Une étude génotypique a utilisé la qPCR pour évaluer la présence/absence des gènes DP910521 cry1B.34, mo-pat et pmi. L'analyse phénotypique a utilisé des blessures visuelles dues à l'herbicide pour confirmer la présence ou l'absence de tolérance au glufosinate-ammonium dans chaque plante. Les résultats phénotypiques ont été comparés aux résultats génotypiques afin d'évaluer la co-ségrégation du génotype avec le phénotype. Aucune différence statistique n'a été observée entre les ratios de ségrégation observés et attendus pour chacune des générations en ségrégation. Par conséquent, on peut conclure avec certitude que les phénotypes s'associent à l'insert d'ADN et que l'insert d'ADN ségrége selon les règles de l'hérédité mendélienne.

Sur la base des données disponibles, le Bureau des dangers microbiens (BDM) n'a aucune préoccupation en matière d'innocuité concernant la variété DP910521 d'un point de vue moléculaire.

Informations sur le produit

La variété DP910521 diffère de son homologue conventionnel par l'expression d'une protéine insecticide Cry, Cry1B.34, d'une phosphinothricine N-acétyltyltransférase (PAT) et d'une phosophomannose isomérase (PMI).

La protéine Cry1B.34 est codée par le gène cry1B.34, un gène chimérique composé de séquences d'un gène de classe cry1B, du gène cry1Ca1 et du gène cry9Db1, tous dérivés de Bacillus thuringiensis. La protéine Cry1B.34 exprimée est efficace contre certains lépidoptères sensibles en perturbant l'épithélium de l'intestin moyen. La protéine Cry1B.34 se lie aux récepteurs de la membrane en brosse des parasites lépidoptères sensibles et provoque la mort cellulaire par la formation de pores conducteurs d'ions non spécifiques dans la membrane apicale des cellules épithéliales de l'intestin moyen.

La protéine PAT, codée par une version optimisée pour le maïs du gène de la phosphinothricine acétyltransférase (mo-pat) de Streptomyces viridochromogenes, confère une tolérance à la substance active de l'herbicide glufosinate-ammonium aux doses actuellement étiquetées en acétylant la phosphinothricine en une forme inactive. La protéine PAT présente dans le DP910521 est identique à la protéine correspondante trouvée dans un certain nombre d'événements approuvés dans plusieurs cultures différentes qui sont actuellement commercialisées et ont un historique d'utilisation sûre.

La protéine phosphomannose isomérase (PMI), codée par le gène pmi d'Escherichia coli, sert de marqueur de sélection dans les tissus végétaux lors de la transformation qui permet la croissance des tissus en utilisant le mannose comme source de carbone. La protéine PMI est présente dans plusieurs produits approuvés qui sont actuellement utilisés dans le commerce.

Des échantillons de tissus ont été récoltés sur six sites différents au cours de la saison de croissance 2020 entre les États-Unis (US) et le Canada. Les échantillons de tissus ont été prélevés pour les feuilles (phases de croissance V6, V9, R1 et R4), les racines (phases de croissance V9, R1 et R4), le pollen (phase de croissance R1), la tige (phase de croissance R1), le fourrage (phase de croissance R4) et le grain (phase de croissance R6). Les niveaux d'expression des protéines Cry1B.34, PAT et PMI ont été déterminés à l'aide d'un test immuno-enzymatique (ELISA).

Pour l'alimentation humaine, seul le grain de maïs devrait être utilisé. La protéine Cry1B.34 a été observée à 5,5 (+ 2,8) ng/mg de poids sec. La protéine PAT a été observée à 10 (+ 3,3) ng/mg de poids sec. La protéine PMI a été observée à 5,2 (+ 1,8) ng/mg de poids sec.

Exposition alimentaire

On s'attend à ce que la variété DP910521 soit utilisée dans des applications similaires à celles des variétés de maïs conventionnelles. Le requérant ne prévoit pas de changement significatif dans l'utilisation alimentaire du maïs avec l'introduction de la variété DP910521.

Nutrition

Le requérant a fourni des données de composition pour la variété DP910521, le maïs non génétiquement modifié de contrôle isogénique (contrôle) et quatre variétés de référence non génétiquement modifiées, recueillies lors de huit essais en plein champ aux États-Unis et au Canada au cours de la saison de croissance 2020. Dans chaque essai, quatre répétitions de chaque entrée ont été plantées dans un plan en blocs complets randomisés. Des pratiques de production agricole commerciales typiques ont été utilisées pour les essais sur le terrain.

Des échantillons de grains ont été récoltés et analysés selon des méthodes acceptables pour les métabolites et les fibres, les acides aminés, les acides gras, les vitamines, les minéraux et les anti-nutriments. Les données fournies concernaient tous les éléments nutritifs et antinutritionnels clés décrits dans le document de consensus de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) intitulé "Consensus Document on Compositional Considerations for New Varieties of Maize (Zea mays)" (Considérations sur la composition des nouvelles variétés de maïs) : Éléments nutritifs clés pour l'alimentation humaine et animale, éléments antinutritionnels et métabolites secondaires des plantes" (2002).

Lorsque des différences statistiquement significatives entre le contrôle conventionnel et la variété DP910521 ont été notées (P < 0,05), la pertinence nutritionnelle de ces différences a été examinée en détail en comparant les résultats aux intervalles attendus pour le maïs conventionnel tels que décrits dans le document de consensus de l'OCDE (2002), à l'intervalle de référence dans l'étude et à l'intervalle de tolérance qui était basé sur des données accumulées exclusives provenant d'études de terrain menées entre 2003 et 2019 et consistant en un total de 184 lignées de maïs commercial de référence non génétiquement modifié et 185 environnements uniques représentatifs des régions de culture commerciale du maïs aux États-Unis, au Canada, au Chili, au Brésil et en Argentine.

Des différences statistiquement significatives par rapport au témoin ont été observées pour les composants suivants (témoin vs DP910521) : acide phytique (0,972 vs 0,927 % poids sec), et humidité (20,4 vs 21,1 %). Dans les deux cas, la composition de la variété DP910521 se situait dans les intervalles de référence fournis par le requérant et dans l'intervalle attendu pour le maïs conventionnel. Il n'y a pas eu de différences dans la teneur en fibres, en acides gras, en acides aminés, en vitamines, en minéraux ou en métabolites secondaires entre la variété DP910521 et le maïs témoin.

Le Bureau des sciences de la nutrition (BSN) n'a pas identifié de problèmes nutritionnels liés à l'utilisation proposée de la variété DP910521.

Chimie

Aucune donnée sur les résidus de contaminants chimiques n'a été fournie, et aucune considération unique de contaminant n'a été identifiée en ce qui concerne la variété DP910521. En outre, il n'existe pas de limites maximales pour les contaminants spécifiques à cet aliment dans la Liste des contaminants et autres substances adultérantes dans les aliments ou dans la Liste des concentration maximales à l'égard de divers contaminants chimiques dans des aliments particuliers vendus au Canada de Santé Canada.

Comme pour tout aliment ou ingrédient alimentaire vendu au Canada, il incombe au fabricant de l'aliment de s'assurer que son utilisation n'entraîne pas une violation de l'article 4(1)(a) et (d) de la Loi sur les aliments et drogues, qui stipule qu'il est interdit de vendre un aliment qui contient une substance toxique ou délétère ou qui est falsifié. Si une concentration élevée d'un contaminant chimique est trouvée dans un type d'aliment, y compris le maïs, le Bureau d'innocuité des produits aliments (BIPC) peut procéder à une évaluation des risques pour la santé humaine afin de déterminer s'il existe un problème potentiel d'innocuité et si des mesures de gestion des risques sont nécessaires.

Toxicologie

Le Bureau d'innocuité des produits chimiques (BIPC) a évalué l'innocuité de la variété DP910521 en évaluant la toxicité potentielle des protéines Cry1B.34, PAT et PMI.

L'analyse bioinformatique menée par le requérant a confirmé l'absence de similarité significative entre la nouvelle protéine Cry1B.34 et des toxines connues et nocives pour l'homme.

Des données expérimentales utilisant une protéine de substitution produite dans un système d'expression bactérien fourni par le requérant suggèrent que la protéine Cry1B.34 est thermosensible à des températures ≥ 75°C et que la protéine devrait être sensible aux processus digestifs in vivo, comme d'autres protéines alimentaires.

Une étude de toxicité aiguë par voie orale chez la souris a été réalisée conformément aux lignes directrices de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) et aux bonnes pratiques de laboratoire (BPL). Aucune mortalité ou observation clinique liée à la substance d'essai n'a été observée à la dose limite de 5000 mg/kg de poids corporel (pc).

Le BDM a confirmé que la protéine PAT exprimée par la variété DP910521 est identique à la protéine PAT exprimée par le maïs DP-915635 ^{Footnote 1}, précédemment approuvée par Santé Canada. Le requérant a fourni des analyses bioinformatiques actualisées confirmant l'absence de similarité significative de la protéine PAT avec des toxines connues et nocives pour l'homme.

Pour étayer l'innocuité de la protéine PAT, le requérant a utilisé une approche fondée sur le poids de la preuve, basée sur son équivalence avec les protéines PAT étudiées dans la littérature scientifique publiée et évaluée par des pairs. Hérouet et al. (2005) ^{Footnote 2} ont rapporté que l'activité enzymatique est inactivée après 10 minutes à des températures ≥ 55°C et que la protéine est digérée rapidement (moins de 0,5 minute) dans un essai de simulation de liquide gastrique, similaire à d'autres protéines alimentaires. Aucune toxicité aiguë n'a été observée lors de l'administration intraveineuse de 1 ou 10 mg de PAT/kg p.c. à des souris OF1 femelles (5/groupe), qui ont ensuite été observées pendant 15 jours pour détecter des signes cliniques et des changements de poids corporel. Santé Canada a signalé une faible toxicité aiguë par voie orale pour la protéine PAT (DL50 5000 mg/kg p.c.) dans les lignées de maïs approuvées pour l'alimentation ^{Footnote 3Footnote 4}.

Le BDM a confirmé que la protéine PMI exprimée par la variété DP910521 est identique à la protéine PMI exprimée par le maïs DP-915635, précédemment approuvée par Santé Canada. Le requérant a fourni des analyses bioinformatiques actualisées confirmant l'absence de similarité significative de la protéine PMI avec des toxines connues et nocives pour l'homme.

Le requérant a fourni des preuves que la protéine PMI est rapidement dégradée dans le liquide gastrique simulé et le liquide intestinal simulé (Reed et al., 2001) ^{Footnote 5}, de sorte que la protéine devrait être sensible aux processus digestifs in vivo, comme d'autres protéines alimentaires. La protéine PMI s'est avérée avoir une faible étude de toxicité aiguë par voie orale. Aucun signe clinique de toxicité ou d'effets sur le gain de poids corporel n'a été identifié, et aucune anomalie flagrante n'a été observée lors de l'autopsie, lorsque la protéine a été testée à 3030 mg/kg p.c. chez des souris (Reed et al., 2001).

La protéine PMI a été utilisée comme marqueur de sélection dans plusieurs cultures différentes autorisées par Santé Canada pour un usage alimentaire (par exemple, MIR162, Golden Rice, MIR604 maïs, 5307, maïs, 3272 maïs).

Les expositions alimentaires aux protéines Cry1B.34, PAT et PMI devraient être faibles et sont probablement surestimées parce que l'on suppose que tous les produits à base de maïs consommés proviennent de cette variété et que l'on n'a pas tenu compte des réductions dues à la transformation des aliments.

Sur la base des données de toxicité disponibles, le BIPC n'a identifié aucun problème d'innocuité toxicologique des aliments lié à l'utilisation de la variété DP910521 tel qu'il est proposé.

Allergénicité

Les séquences d'acides aminés des nouvelles protéines ont été comparées aux séquences d'allergènes connus ou suspectés dans la base de données COMPARE (Comprehensive Protein Allergen Resource) de la Health and Environmental Sciences Institute (HESI). Les recherches comprenaient une fenêtre glissante de 80 acides aminés pour identifier les alignements supérieurs à 35 % d'identité et une correspondance exacte de 8 acides aminés.

Aucune correspondance homologique significative n'a été identifiée pour la protéine Cry1B.34, ce qui suggère qu'il est peu probable que la protéine réagisse de manière croisée avec des allergènes connus. La nouvelle protéine Cry1B.34 est sensible à la chaleur à des températures ≥ 75°C, ce qui laisse penser que la protéine serait dénaturée au cours de la transformation de certains produits à base de maïs. Les données expérimentales ont démontré que la protéine Cry1B.34 devrait être sensible aux processus digestifs in vivo, comme d'autres protéines alimentaires.

Aucune correspondance d'homologie significative n'a été identifiée pour la protéine PAT. Ceci est cohérent avec l'analyse bioinformatique précédente (Hérouet et al., 2005). La protéine PAT est inactivée à des températures élevées (10 minutes à ≥ 55°C) et la protéine est digérée rapidement dans un liquide gastrique simulé, comme d'autres protéines alimentaires.

Aucune similarité de séquence supérieure à 35 % sur 80 acides aminés n'a été identifiée pour la protéine PMI. Une correspondance contiguë de 8 acides aminés a été identifiée pour l'allergène de grenouille CAC83047.1 alpha-parvalbumine. Une justification scientifique acceptable a été fournie pour cette correspondance en tant que faux positif. Dans un événement de maïs précédemment évalué contenant la protéine PMI identique, une correspondance exacte de 8 acides aminés contigus pour l'alpha-parvalbumine de grenouille a également été identifiée. La fixation des immunoglobulines E (IgE) dans le sérum de la seule personne connue à souffrir de cette allergie s'est révélée négative en termes de réactivité croisée, ce qui indique que les IgE sériques ne reconnaissent aucune partie de la protéine PMI en tant qu'épitope allergène. En outre, le requérant a présenté des preuves que la protéine PMI est susceptible d'être digérée in vivo, comme d'autres protéines alimentaires.

Sur la base des informations fournies, le BIPC n'a pas identifié de problèmes allergéniques liés à l'utilisation de la variété DP910521 tel qu'il est proposé.

Conclusion

L'examen par Santé Canada des informations présentées à l'appui de l'utilisation de la variété DP910521 ne soulève pas de préoccupations liées à l'innocuité des aliments.

L'avis de Santé Canada ne porte que sur l'utilisation alimentaire de la variété DP910521. Les questions relatives à son utilisation en tant qu'aliment pour animaux ont été traitées séparément dans le cadre des processus réglementaires existants au sein de l'Agence canadienne d'inspection des aliments.

Ce document d'Information sur les nouveaux aliments a été préparé pour résumer l'avis concernant le produit en question fourni par la Direction des aliments et de la nutrition, Direction générale des produits de santé et des aliments, Santé Canada. Cet avis est fondé sur l'examen approfondi des informations soumises par le requérant conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux.

Pour plus d'informations, veuillez contacter

Section des aliments nouveaux
Direction des aliments et de la nutrition
Direction générale des produits de santé et des aliments
Santé Canada, PL2204A1
251, Promenade Sir Frederick Banting
Ottawa, Ontario K1A 0K9
bmh-bdm@hc-sc.gc.ca