Informations sur les aliments nouveaux : Coton résistant aux insectes – MON 89151

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

Contexte

Santé Canada a informé Bayer CropScience Inc. (Bayer) qu'il n'avait aucune objection à l'utilisation alimentaire du coton résistant aux insectes – MON 89151 (variété MON 89151).

Santé Canada a procédé à une évaluation exhaustive de cette variété de coton modifié conformément à ses Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux. Ces lignes directrices s'appuient sur des principes internationalement reconnus visant à établir l'innocuité des aliments présentant des caractéristiques nouvelles.

Vous trouverez ci-après un résumé de l'avis de Bayer et de l'évaluation réalisée par Santé Canada. Ce document ne contient aucune information commerciale confidentielle.

Introduction

Bayer a mis au point une nouvelle variété de coton (Gossypium hirsutum), MON 89151, qui présente une résistance aux ravageurs lépidoptères dans des pays comme les États-Unis, l'Australie et le Brésil.

La variété MON 89151 a été mise au point grâce à l'introduction de trois cassettes d'expression génétique permettant l'expression d'un gène Cry1Da_7 codant pour la protéine insecticide Cry1Da_7, d'un gène Cry1B.3 codant pour la protéine insecticide Cry1B.3 et d'un gène Vip3Cb1.1 codant pour la protéine insecticide Vip3Cb1.1. L'expression des protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 confère une résistance aux ravageurs lépidoptères. Ces trois protéines insecticides suivent le même mode d'action général : elles sont ingérées par l'organisme cible sous forme de protoxines avant d'être converties en leur forme toxique active dans l'intestin moyen de l'insecte par activation protéolytique. La forme active des protéines se lie à des récepteurs spécifiques dans l'intestin moyen de l'insecte, ce qui entraîne une oligomérisation au niveau de l'interface membranaire, conduisant à la formation de pores membranaires dans les cellules de l'intestin moyen, ce qui provoque la mort de l'insecte.

L'évaluation d'innocuité réalisée par les évaluateurs de la Direction des aliments et de la nutrition a été menée conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux de Santé canada. Ces lignes directrices s'appuient sur les efforts d'harmonisation menés 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 : la manière dont la variété MON 89151 a été mise au point, la composition et l'innocuité nutritionnelle de cette variété par rapport à sa variété de référence conventionnelle, ainsi que le risque potentiel que cette variété présente un danger toxique ou allergène. Bayer a fourni des données démontrant que cette variété peut être consommée en toute sécurité 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 nouveaux ingrédients alimentaires, conformément au Titre 28 de la partie B du Règlement sur les aliments et drogues (Aliments nouveaux). Les aliments dérivés de la variété MON 89151 sont considérées comme des aliments nouveaux en vertu de la partie suivante de la définition des aliments nouveaux: « c) aliment dérivé d'un végétal, d'un animal ou d'un microorganisme qui, ayant été modifié génétiquement, selon le cas

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

Développement de la plante modifiée

Le MON 89151 a été créé par transformation, à l'aide d'Agrobacterium, de tissus méristématiques issus de la variété de coton DP393 avec le plasmide PV-GHIR529967. La région T-ADN du plasmide a été intégrée dans le génome du coton et contenait trois cassettes d'expression génique (gènes Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1) qui confèrent au MON 89151 une résistance aux ravageurs lépidoptères.

Caractérisation de la plante modifiée

La caractérisation moléculaire de la variété MON 89151 a été réalisée à l'aide d'une combinaison de séquençage de nouvelle génération (NGS) et de séquençage direct afin de déterminer le nombre de copies de l'insert ainsi que la séquence de l'insert d'ADN-T et de l'ADN génomique flanquant adjacent.

L'ADN génomique de la variété MON 89151 et de la lignée parentale DP393 (témoin) ont été séquencés par NGS. Les séquences de lecture de la variété MON 89151 et de la variété DP393 ont été respectivement alignées sur deux séquences de référence : (1) un locus à copie unique du génome de la plante indigène G. hirsutum, région 70 825 501-70 828 501 (NC-053432.1), afin de déterminer la profondeur de séquençage, et (2) le plasmide de transformation PV-GHIR529967 pour caractériser l'insert d'ADN-T dans la variété MON 89151. Une profondeur de couverture supérieure à 75× a été confirmée pour chaque échantillon, assurant une couverture exhaustive et la détection de l'ensemble de l'ADN inséré. De plus, le niveau de sensibilité atteint par le séquençage de nouvelle génération (NGS) était suffisant pour détecter 100 % d'une séquence de plasmide ajoutée, qu'elle soit présente à raison d'un équivalent génomique ou d'un dixième de copie par équivalent génomique.

Les résultats du séquençage et de l'analyse ont indiqué qu'une seule copie de l'insert d'ADN-T prévu s'était intégrée dans le génome de la variété MON 89151 à un locus spécifique sur le chromosome D4. L'insertion d'ADN-T ne perturbe aucun gène endogène du génome du coton. Les trois cassettes d'expression de l'insert T-ADN présentent la séquence et l'organisation prévues, à l'exception de petites délétions dans les séquences des bordures droite (RB) et gauche (LB) de l'insert T-ADN. Aucune séquence du squelette du plasmide de transformation n'est présente dans le génome de la variété MON 89151.

Des analyses bioinformatiques ont été réalisées afin de s'assurer qu'aucun des peptides putatifs codés par les séquences de jonction 5′ et 3′ insérées dans l'insert T-ADN de la variété MON 89151 ne présente de similitude avec des protéines allergènes, toxiques ou potentiellement biologiquement actives connues pour provoquer des effets néfastes sur la santé. Les séquences peptidiques couvrant les séquences de jonction 5′ et 3′ ont été traduites à partir d'un codon stop à un autre codon stop dans les six cadres de lecture. Ces séquences peptidiques putatives ont été utilisées comme requêtes pour des recherches FASTA et par fenêtre glissante dans la base de données AD_2024, ainsi que pour des recherches FASTA dans les bases de données TOX_2024 et PRT_2024. Aucune similitude de séquence biologiquement pertinente n'a été observée entre les séquences de jonction putatives traduites et les allergènes, toxines ou protéines biologiquement actives associés à des effets néfastes pour la santé humaine ou animale.

La stabilité génétique de l'insert d'ADN-T dans la variété MON 89151 a été évaluée par séquençage de nouvelle génération (NGS). L'ADN génomique provenant de cinq générations de la variété MON 89151 (R2, R3, R4, R5 et R6) a été utilisé. L'ADN génomique de la variété parentale a servi de contrôle négatif, tandis que l'ADN génomique de contrôle contenant le plasmide PV-GHIR529967 a servi de contrôle positif. Les résultats ont montré que la copie unique de l'insert d'ADN-T est maintenue de manière stable sur plusieurs générations de la variété MON 89151.

Le modèle d'hérédité de l'insert d'ADN-T dans la variété MON 89151 a été démontré par une analyse de ségrégation portant sur trois générations (R2F2, R2F3 et R2F4). Une analyse du chi carré de Pearson (χ²) a été utilisée pour comparer les ratios de ségrégation observés de l'insert d'ADN-T de la variété MON 89151 aux ratios attendus pour trois générations de ségrégation. La valeur de χ² pour les générations R2F2, R2F3 et R2F4 n'a révélé aucune différence statistiquement significative entre les ratios de ségrégation observés et attendus de l'ADN-T de la variété MON 89151. Ces résultats corroborent la conclusion selon laquelle l'insert d'ADN-T de la variété MON 89151 se trouve sur un seul locus au sein du génome du coton et est transmis selon les principes mendéliens de l'hérédité.

Sur la base des données disponibles fournies, le Bureau de la salubrité alimentaire microbiologique et toxicologique n'a aucune inquiétude concernant la variété MON 89151 d'un point de vue moléculaire.

Informations sur le produit

La variété MON 89151 se distingue de son homologue conventionnel par l'expression de trois protéines insecticides : Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1.

La protéine Cry1Da_7, encodée par le gène Cry1Da_7 est une protéine Cry1Da modifiée dérivée de la bactérie du sol Bacillus thuringiensis. La protéine Cry1B.3 encodée par le gène Cry1B.3 est une protéine chimérique composée des domaines I et II de Cry1Be, du domaine III de Cry1Ka2 et d'un domaine protoxique de Cry1Be, tous issus de B. thuringiensis. La protéine Vip3Cb1.1 encodée par le gène Vip3Cb1.1 est issue d'une bactérie du genre Paenibacillus appartenant au clade comprenant Paenibacillus popilliae.

Ces trois protéines suivent le même mode d'action général : elles sont ingérées par l'organisme cible sous forme de protoxines avant d'être converties en leur forme toxique active dans l'intestin moyen de l'insecte par activation protéolytique. La forme active des protéines se lie à des récepteurs spécifiques dans l'intestin moyen de l'insecte, ce qui entraîne une oligomérisation au niveau de l'interface membranaire, conduisant à la formation de pores membranaires dans les cellules de l'intestin moyen, ce qui provoque la mort de l'insecte. Ces nouveaux produits d'expression n'ont pas encore fait l'objet d'une évaluation par Santé Canada.

L'expression des protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 dans la variété MON 89151 a été analysée dans divers tissus, notamment les feuilles [feuilles de saison (OSL) 1 et OSL 4], les bourgeons, le pollen, les racines (OSR3), les capsules et les graines. Les plantes ont été cultivées sur cinq sites aux États-Unis au cours de la saison de culture 2023. Les niveaux d'expression de chaque protéine ont été déterminés par un test immuno-enzymatique (ELISA) validé.

Le niveau moyen de protéine Cry1Da_7 dans la variété MON 89151, tous sites confondus, était le plus élevé dans les feuilles OSL1, à 180 µg/g de poids sec, et le plus faible dans les capsules, où il était inférieur à la limite de quantification (<LOQ). Le niveau moyen de protéine Cry1Da_7 dans les graines de la variété MON 89151 était de 17 µg/g de poids sec.

La teneur moyenne en protéine Cry1B.3 dans la variété MON 89151, tous sites confondus, était la plus élevée sur le site OSL1, à 510 µg/g de poids sec, et la plus faible dans la capsule et la racine, à une valeur inférieure à la limite de quantification (<LOQ). La teneur moyenne en protéine Cry1B.3 des graines de la variété MON 89151 était de 35 µg/g de poids sec.

La teneur moyenne en protéine Vip3Cb1.1 dans la variété MON 89151, tous sites confondus, était la plus élevée sur le site OSL1 (30 µg/g de poids sec) et la plus faible dans les capsules (inférieure à la limite de quantification). La teneur moyenne en protéine Vip3Cb1.1 dans les graines de la variété MON 89151 était de 0,85 µg/g de poids sec.

Exposition alimentaire

La variété MON 89151 devrait être utilisée dans des applications similaires à celles des variétés de coton conventionnelles. Le requérant ne prévoit pas de changement significatif dans l'utilisation alimentaire du coton suite à l'introduction de la variété MON 89151.

Nutrition

Le requérant a fourni des données sur la composition de la variété MON 89151 et du témoin conventionnel génétiquement similaire DP393, obtenues à partir d'échantillons de coton récoltés lors de cinq essais en champ menés aux États-Unis au cours de la saison de culture 2023. Chaque essai en champ comprenait quatre répétitions de chaque variété de coton, génétiquement modifiée et conventionnelle, selon un plan en blocs complets randomisés.

Les échantillons ont été analysés à l'aide de méthodes acceptables pour déterminer les métabolites, les acides aminés, les acides gras, les carbohydrates par calcul, les fibres, les minéraux, la vitamine E et les antinutriments. Les données fournies concernaient tous les nutriments et antinutriments clés, tels que décrits dans le « Document de consensus sur les considérations relatives à la composition des nouvelles variétés de coton (Gossypium hirsutum et Gossypium barbadense) : principaux nutriments et facteurs antinutriments pour l'alimentation humaine et animale » (Format PDF, en anglais seulement) (2009) de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE).

Lorsqu'une différence statistiquement significative (valeur p < 0,05) a été identifiée entre le coton modifié et son témoin conventionnel, la pertinence nutritionnelle de cette différence a été déterminée par comparaison avec l'intervalle de valeurs (valeur maximale moins valeur minimale) du témoin conventionnel et la variabilité naturelle définie par l'intervalle de valeurs observées dans la littérature et rapportées dans la base de données sur la composition des cultures de l'Agriculture and Food Systems Institute pour le coton.

Aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre le coton MON 89151 et le témoin conventionnel pour 30 des 40 composants analysés. Pour les dix composants (protéines, tryptophane, acide myristique, acide palmitique, acide palmitoleique, acide oléique, carbohydrates calculés, acide malvalique, acide stérculique et acide dihydrostérculique) qui ont présenté des différences statistiquement significatives dans les moyennes entre la variété MON 89151 et le témoin conventionnel, ces différences étaient inférieures aux valeurs correspondantes à l'intervalle du témoin, ce qui suggère que la modification génétique n'a pas d'impact sur les teneurs de ces composants supérieur à la variation naturelle observée au sein du témoin conventionnel cultivé sur plusieurs sites.

Le Bureau des sciences de la nutrition n'a identifié aucun risque nutritionnel lié à l'utilisation alimentaire de la variété de coton MON 89151.

Chimie

La teneur en gossypol total et libre a été prise en compte dans l'évaluation comparative de la composition de la variété MON 89151 et a été examinée dans le cadre de l'étude menée par le Bureau des sciences de la nutrition. Par ailleurs, aucune donnée relative aux résidus de contaminants chimiques n'a été fournie, et aucune considération particulière concernant des contaminants n'a été identifiée en ce qui concerne la variété MON 89151. La farine de graines de coton vendue au Canada doit respecter la teneur maximale (TM) de 450 ppm en gossypol libre fixée par Santé Canada, qui figure dans la partie 2 de la Liste des contaminants et autres substances adultérantes dans les aliments.

Comme pour tout aliment ou ingrédient alimentaire vendu au Canada, il incombe au fabricant de s'assurer que son utilisation n'entraîne pas une infraction aux Titre 4(1)a) et d) de la Loi sur les aliments et drogues, qui stipulent que nul ne peut vendre un aliment contenant ou recouvert d'une substance toxique ou délètère, ou qui est falsifié. Si une concentration élevée d'un contaminant chimique quelconque est détectée dans un aliment, quel qu'en soit le type, le Bureau d'innocuité des produits chimiques peut mener 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

La Section d'évaluation toxicologique préalable à la mise en marché a réalisé une évaluation de l'innocuité de la variété MON 89151, une variété de coton exprimant les protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1. Le demandeur a présenté des études visant à étayer l'innocuité de chacune de ces protéines. Ces études ont été menées conformément aux bonnes pratiques de laboratoire (BPL) et ont été jugées acceptables aux fins de la présente évaluation d'innocuité.

Des protéines de substitution produites dans des systèmes d'expression bactériens distincts ont été utilisées pour mener les études d'innocuité à l'appui (stabilité thermique, digestion in vitro et essais de toxicité aiguë) concernant les trois protéines. Les protéines Cry1Da_7 et Cry1B.3 évaluées dans ces études d'innocuité ont été produites à partir d'un système d'expression de B. thuringiensis (Bt), tandis que la protéine Vip3Cb1.1 a été produite à partir d'un système d'expression d'E. coli. Le requérant a fourni des informations visant à confirmer l'équivalence entre les protéines d'origine microbienne et les nouvelles protéines présentes dans le coton. Ces informations comprenaient une comparaison du poids moléculaire, de l'immunoréactivité, de l'absence de glycosylation, de la séquence d'acides aminés et de l'activité fonctionnelle.

Aucune toxicité orale aiguë des protéines Cry1Da_7 et Cry1B.1 produites par Bt, ni de la protéine Vip3Cb1.1 dérivée d'E. coli, n'a été observée dans les études sur les souris présentées. Dans chaque étude, des souris (7 à 10 par sexe et par groupe) ont été exposées par gavage à une dose de 0 ou 5 000 mg/kg de poids corporel (pc) de protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 ou Vip3Cb1.1. La dose sans effet nocif observé (DSENO) était ≥ 5 000 mg/kg pc dans les trois études.

Les résultats des essais de digestion in vitro (liquide gastrique simulé avec de la pepsine et liquide intestinal simulé avec de la pancréatine) ont démontré que les protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1, dans leur intégralité, sont rapidement digérées par la pepsine ou la pancréatine seules, ou par la pepsine suivie de la pancréatine. Sur la base de ces résultats, il est hautement improbable que les protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 exercent un effet toxique systémique sur la santé humaine.

Les résultats des essais de stabilité thermique ont montré qu'un traitement thermique à 55 °C pendant 15 ou 30 minutes inactivait la fonction biologique de la protéine Vip3Cb1.1, tandis qu'un traitement thermique à 75 °C pendant 15 minutes inactivait la fonction biologique des protéines Cry1Da_7 et Cry1B.3. Ces données suggèrent que ces nouvelles protéines seraient inactivées lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées lors de la transformation de l'huile raffinée, blanchie et désodorisée (RBD) ou lors de la cuisson ultérieure. Ces résultats indiquent que les consommateurs ne seraient exposés à aucune protéine active.

Les séquences d'acides aminés des protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 ont été évaluées à l'aide de recherches d'alignement bioinformatiques FASTA réalisées sur 7 338 séquences issues de la base de données TOX_2024 (dernière mise à jour en 2024); il s'agit d'un sous-ensemble de séquences issues de la base de données Swiss-Prot, sélectionnées selon des critères d'exclusion spécifiques par mots-clés afin de ne retenir que les toxines pertinentes. Aucune similitude pertinente n'a été constatée entre les protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 ou Vip3Cb1.1 et des toxines connues nocives pour l'homme.

L'exposition alimentaire aux graines de coton se limite principalement à l'huile raffinée, blanchie et désodorisée (RBD) et aux linters de graines de coton utilisés comme source de cellulose de qualité alimentaire. Ces deux produits sont hautement transformés et devraient contenir de très faibles quantités de protéines. Les résultats des essais d'expression en champ fournis par le requérant ont montré que les graines de coton contiennent les concentrations les plus faibles de ces nouvelles protéines (Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1) par rapport aux autres parties de la plante de coton. Par conséquent, l'exposition alimentaire aux protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 issues de la variété MON 89151 a été jugée négligeable.

Sur la base des informations disponibles, la Section d'évaluation toxicologique préalable à la mise en marché n'a identifié aucun risque toxicologique lié à l'utilisation alimentaire proposée de la variété MON 89151.

Allergénicité

La variété MON 89151 produit trois nouvelles protéines insecticides, Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1, qui protègent contre les dégâts causés par l'alimentation de ravageurs lépidoptères ciblés.

Les organismes donneurs, B. thuringiensis et Paenibacillus sp. (appartenant au clade contenant Paenibacillus popilliae), sont largement répandus dans l'environnement et n'ont pas été signalés comme source d'allergènes connus.

Les graines de coton et la farine de graines de coton sont utilisées depuis longtemps en toute sécurité dans l'alimentation au Canada et ne soulèvent aucune préoccupation allergénique. De plus, l'exposition alimentaire humaine aux graines de coton se limite à l'huile de graines de coton et aux linters de coton, qui contiennent une quantité négligeable de protéines.

Afin d'évaluer l'inocuité allergénique des protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1, leurs séquences d'acides aminés ont été comparées à celles d'allergènes connus, de gliadines et de gluténines, figurant dans la base de données COMprehensive Protein Allergen Resource (COMPARE). La recherche dans la base de données a été effectuée en utilisant un critère de correspondance de ≥ 35 % sur une fenêtre glissante de 80 acides aminés, ainsi qu'un critère de correspondance de 100 % sur 8 acides aminés, ces deux critères étant conformes aux recommandations de l'OMS/FAO.

Sur la base de ces critères de recherche, aucune correspondance n'a été identifiée. Aucune homologie significative n'a été mise en évidence entre les protéines insecticides de la variété MON 89151 et des allergènes alimentaires connus ou présumés, selon les critères internationaux (Codex Alimentarius).

Des études de stabilité thermique et de digestion portant sur les protéines Cry1Da_7, Cry1B.3 et Vip3Cb1.1 ont démontré que ces protéines devraient être rapidement digérées par la pepsine et la pancréatine, et dégradées à des températures inférieures à celles utilisées pour la fabrication de l'huile de graines de coton et des linters de coton.

Sur la base des informations disponibles, la Section d'évaluation toxicologique préalable à la mise en marché n'a identifié aucun risque lié à l'innocuité alimentaire en matière d'allergies alimentaires concernant l'utilisation proposée de la variété MON 89151.

Conclusion

L'examen effectué par Santé Canada des informations présentés à l'appui de l'utilisation de la variété MON 89151 ne soulève aucune préoccupation en matière d'innocuité alimentaire.

L'avis de Santé Canada ne porte que sur l'utilisation alimentaire de la variété MON 89151. Les questions liées à son utilisation comme aliment pour animaux ont été traitées séparément dans le cadre des processus réglementaires existants de l'Agence canadienne d'inspection des aliments.

Le présent document d'information sur les aliments nouveaux a été préparé afin de résumer l'avis concernant le produit en question, émis par la Direction des aliments et de la nutrition de la Direction générale des produits de santé et des aliments de Santé Canada. Cet avis repose sur l'examen approfondi des renseignements soumis 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 Frederick Banting
Ottawa (Ontario) K1A 0K9
bmtfs.inquiries-requetes.bsamt@hc-sc.gc.ca