รูปภาพ Andy Sacks / Getty
ประเด็นที่สำคัญ
- เพื่อลดจำนวนสารก่อภูมิแพ้ในอาหารเช่นข้าวสาลีและถั่วลิสงนักวิทยาศาสตร์กำลังปรับเปลี่ยนรหัสพันธุกรรมที่สร้างโปรตีนที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้
- กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการลอกโปรตีนที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้เช่นเดียวกับที่ประกอบด้วยกลูเตนในข้าวสาลี
- เทคโนโลยี CRISPR ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำจัดสารก่อภูมิแพ้ได้โดยการเปลี่ยนรหัสพันธุกรรมของพืช
ในสหรัฐอเมริกาผู้ใหญ่ 1 ใน 10 คนและเด็ก 1 ใน 13 คนมีอาการแพ้อาหารและตัวเลขดังกล่าวก็เพิ่มขึ้นเท่านั้นโดยขนานนามว่า "The Big Eight" กลุ่มของพืชเช่นข้าวสาลีถั่วลิสงและถั่วเหลืองเป็นสาเหตุของการแพ้อาหารถึง 90% อ้างอิงจากกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา (USDA)
เพื่อบรรเทาปัญหานี้นักวิทยาศาสตร์กำลังไปที่แหล่งที่มาโดยการดัดแปลงพันธุกรรมพืชเพื่อผลิตสารก่อภูมิแพ้น้อยลง Sachin Rustgi, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการปรับปรุงพันธุ์โมเลกุลที่ Clemson University ในเซาท์แคโรไลนาทำงานเพื่อลดปริมาณกลูเตนของข้าวสาลีเพื่อให้กินได้มากขึ้นสำหรับผู้ที่เป็นโรค celiac และความไวต่อกลูเตน เขานำเสนองานวิจัยของทีมในการประชุมประจำปี 2020 ASA-CSSA-SSSA ในเดือนพฤศจิกายน
เมื่อเติบโตในอินเดีย Rustgi เล่าถึงผู้คนในชุมชนของเขาที่ประสบปัญหา“ ท้องเสียในช่วงฤดูร้อน” ในช่วงเดือนที่อากาศอบอุ่นซึ่งผู้คนมักกินขนมปังข้าวสาลีมากกว่าขนมปังที่ทำจากข้าวโพด เมื่อไม่นานมานี้ผู้เชี่ยวชาญเริ่มระบุว่าปรากฏการณ์นี้เป็นโรค celiac ที่แพร่หลายและไม่รู้สึกไวต่อกลูเตน เขาหวังว่าการสร้างพันธุ์ข้าวสาลีที่ไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้จะทำให้ผู้คนสามารถบริโภคผลิตภัณฑ์จากข้าวสาลีได้โดยไม่ต้องใช้ยาราคาแพง
“ ถ้าเราสามารถปรับปรุงอาหารได้และนั่นจะช่วยลดความเจ็บป่วยบางอย่างนั่นคือฉันคิดว่าการแก้ไขที่ง่ายมากกว่าการหายาหรืออะไรทำนองนั้นเพราะมันจะเพิ่มค่าครองชีพด้วย” Rustgi บอก Verywell .
Hortense Dodo, PhD, ผู้ก่อตั้งและหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ IngateyGen ซึ่งเป็น บริษัท เทคโนโลยีด้านอาหารในนอร์ทแคโรไลนาทำงานมานานหลายทศวรรษเพื่อออกแบบถั่วลิสงที่ไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้ เธอบอกว่าเธอตระหนักดีว่าผู้ที่เป็นโรคภูมิแพ้ถั่วลิสงใช้ชีวิตแบบ“ เครียดมาก” และหวังว่างานของเธอจะช่วยบรรเทาความท้าทายบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการแพ้อาหารได้
“ เราต้องการให้แน่ใจว่าเราได้คิดค้นโซลูชันใหม่ ๆ เพื่อบรรเทาความตึงเครียดความกลัวและอารมณ์ที่น่ากลัวสำหรับครอบครัวเมื่อพวกเขามีลูกที่แพ้ถั่วลิสง” Dodo กล่าวกับ Verywell
สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับคุณ
นักวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างพืชที่ปลอดสารก่อภูมิแพ้หลายชนิดซึ่งมีหลักฐานว่าปลอดภัยสำหรับการบริโภค อย่างไรก็ตามพืชเหล่านี้ต้องผ่านกระบวนการอนุมัติที่ยาวนานโดยหน่วยงานกำกับดูแลและพิสูจน์ตัวเองว่าสามารถใช้งานได้ในตลาดการค้า ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเมื่ออาหารปลอดสารก่อภูมิแพ้มีวางจำหน่ายตามท้องตลาดสิ่งสำคัญคือต้องมีฉลากที่เหมาะสมเพื่อให้ผู้บริโภคเข้าใจผลิตภัณฑ์
วิศวกรรมโรงงานที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น
เมื่อมีคนแพ้อาหารเช่นถั่วลิสงคนมักจะพูดว่าพวกเขามีอาการ“ แพ้ถั่วลิสง” อย่างไรก็ตาม Dodo กล่าวว่าความไม่ไวต่อความรู้สึกนี้อาจเกิดจากโปรตีนที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้หนึ่งหรือหลายตัวในพืช ตัวอย่างเช่นถั่วลิสงมีโปรตีน 16 ชนิดที่แสดงว่าก่อให้เกิดอาการแพ้
ในความพยายามที่จะพัฒนาพืชถั่วลิสงที่ไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้ทีมวิจัยของ Dodo ได้ใช้เทคนิคการแก้ไขยีนเพื่อกำจัดสารก่อภูมิแพ้ที่สำคัญแม้ว่าจะยังคงมีสารก่อภูมิแพ้เล็กน้อยอยู่บ้างก็ตาม
“ เราเริ่มงานโดยมุ่งเน้นไปที่สารก่อภูมิแพ้ที่สำคัญ” Dodo กล่าว “ เรามีพืชถั่วลิสงที่มีความสามารถในการก่อภูมิแพ้โดยรวมต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด”
ความพยายามในการดัดแปลงพันธุกรรมพืชที่เป็นภูมิแพ้ในช่วงแรกใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า RNA Interference (RNAi) เทคนิคนี้ต้องการให้นักวิทยาศาสตร์ต่อชิ้นส่วน RNA ที่แปลกปลอมจากพืชอื่นเข้ากับรหัสพันธุกรรมที่พวกเขากำลังพยายามแก้ไข Rustgi กล่าวว่าทีมของเขาใช้ RNAi เพื่อกำหนดเป้าหมายและกำจัดยีนที่ทำหน้าที่เป็น "ตัวควบคุมหลัก" สำหรับโปรตีนกลูเตนที่ก่อให้เกิดอาการแพ้
จากนั้นในปี 2012 นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าเครื่องมือที่เรียกว่า CRISPR-Cas9 หรือที่เรียกว่า CRISPR สามารถใช้เพื่อตัดส่วนของ DNA และเปลี่ยนรหัสในส่วนนั้น CRISPR ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุได้อย่างชัดเจนว่าส่วนใดของรหัสพันธุกรรม พวกเขาต้องการเปลี่ยนแปลงและสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ RNA จากสิ่งแปลกปลอม
“ CRISPR เปิดตัวยีนทางเลือกเพื่อให้คุณสามารถสร้างการกลายพันธุ์ของจุดได้” Rustgi กล่าว “ นั่นหมายความว่าคุณไม่ได้แนะนำคุณแค่เปลี่ยนสิ่งที่มีอยู่ตามธรรมชาติ”
พืชที่ได้รับการแก้ไขโดยใช้ CRISPR อาจได้รับการอนุมัติเร็วกว่าพืชที่ใช้เทคโนโลยี RNAi รุ่นเก่า “ [CRISPR] เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้น” Dodo กล่าว“ ในแง่ของกฎข้อบังคับการส่งผลิตภัณฑ์ของคุณสู่ตลาดในสหรัฐฯนั้นง่ายกว่ามาก”
ดึงดูดผู้บริโภค
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านพืชความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) ที่ใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมที่นำเข้าและยีนที่มีอยู่มีการเปลี่ยนแปลงนั้นมีความสำคัญต่อการโน้มน้าวผู้บริโภคว่าอาหารดัดแปลงนั้นปลอดภัย จากการสำรวจของ Pew Research Center ในปี 2016 ผู้ตอบแบบสอบถาม 39% กล่าวว่าอาหารดัดแปลงพันธุกรรมนั้นแย่ต่อสุขภาพของคน ๆ หนึ่งและมีเพียง 10% เท่านั้นที่บอกว่าอาหารดังกล่าวดีต่อสุขภาพของคนเรา
Rustgi กล่าวว่าแม้ว่าจะมีคนจำนวนมากที่มีความไวต่อกลูเตนในสหรัฐอเมริกาที่เต็มใจที่จะลองข้าวสาลีจีเอ็มโอ แต่ผู้บริโภคในหลายประเทศทั่วโลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีอัตราการรู้หนังสือต่ำกว่าอาจสงสัยในอาหารดัดแปลงพันธุกรรม เนื่องจากข้าวสาลีที่ปลูกในอเมริกาถูกส่งออกเป็นจำนวนมาก Rustgi กล่าวว่าข้าวสาลีต่อต้านสารก่อภูมิแพ้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์
“ เราไม่ต้องการที่จะสร้างความเสียหายให้กับการส่งออกของเราด้วยการมีบางสิ่งบางอย่างที่คนที่นำเข้าจากเราไม่ต้องการเห็น” Rustgi กล่าว “ ในขณะที่เราจะเห็นคนอ่านหนังสือมากขึ้นในประเทศที่เราส่งออกไปเราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงนี้”
ยังไม่มีผลิตภัณฑ์ข้าวสาลีดัดแปลงพันธุกรรมในตลาด การได้รับการอนุมัติจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) และ USDA อาจเป็นกระบวนการที่ยาวนานและมีราคาแพงและผู้บริโภคบางรายอาจมีความเข้าใจผิดว่าข้าวสาลีจีเอ็มโอช่วยเพิ่มความไวของกลูเตนได้จริง
วิธีการวัดผลพืชที่ไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้
การวิจัยชี้ให้เห็นว่าแหล่งที่มาของเส้นใยอาหารมีความสำคัญต่อการสร้างและรักษาไมโครไบโอมในลำไส้ให้แข็งแรง แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์และสายพันธุ์อื่น ๆ ในลำไส้ดูดกินพรีไบโอติกเช่นเส้นใยในข้าวสาลี
Rustgi กล่าวว่าการลอกกลูเตนออกจากข้าวสาลีทำให้พืชสูญเสียคุณค่าทางโภชนาการเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย อย่างไรก็ตามกลูเตนมีความสำคัญต่อการสร้างโครงสร้างและลักษณะความเหนียวของขนมอบหลายชนิด
กลูเตนประกอบด้วยโปรตีนที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้สามชนิด สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับการอบเรียกว่ากลูเตนินโมเลกุลสูงโดยทั่วไปคิดว่าปลอดภัยสำหรับผู้ที่มีความไวต่อ celiac และ gluten การกำจัดสารก่อภูมิแพ้ที่สำคัญออกไป แต่ยังคงรักษา glutenins ที่มีโมเลกุลสูงไว้ในแป้งทีมงานของ Rustgi พบว่าไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้ แป้งให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันกับแป้งสาลีที่ไม่ผ่านการดัดแปลง
“ มันสามารถอบเป็นขนมปังที่มีคุณภาพพอสมควร - ดีกว่าของที่ผลิตจากข้าว” เขากล่าว
หลังจากการทดสอบภาคสนามเป็นเวลาสามปี Dodo กล่าวว่าถั่วลิสงที่ลดสารก่อภูมิแพ้ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในรสชาติหรือการเจริญเติบโตเมื่อเทียบกับถั่วลิสงเชิงพาณิชย์
Rustgi และ Dodo เน้นย้ำว่าเมื่อผลิตภัณฑ์อาหารต่อต้านสารก่อภูมิแพ้เข้าสู่ตลาดผู้บริโภคการติดฉลากที่ชัดเจนจะมีความสำคัญ แทนที่จะอ้างว่าข้าวสาลีหรือถั่วลิสงหลายชนิดปราศจากสารก่อภูมิแพ้จะทำให้เข้าใจผิด Rustgi กล่าวเนื่องจากผู้คนจำเป็นต้องรู้ว่าโปรตีนชนิดใดที่มีอยู่ในอาหารและที่ขาดหายไป
นักวิจัยทั้งสองกล่าวว่าพวกเขาหวังว่าจะพัฒนาพืชที่ใกล้เคียงกับสารก่อภูมิแพ้ให้มากที่สุด
“ กลุ่มต่างๆหรือห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกันใช้เครื่องมือหรือเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน” Dodo กล่าว“ แต่ฉันคิดว่าโดยรวมแล้วทุกคนมีความกังวลเกี่ยวกับการนำวิธีแก้ปัญหาโรคภูมิแพ้มาใช้”
