La biotecnología moderna ha aumentado dramáticamente nuestra capacidad para alterar las características agronómicas de las plantas. Entre los nuevos rasgos que la biotecnología ha puesto a disposición, un grupo importante incluye la resistencia a insectos derivada de Bacillus thuringiensis. Esta tecnología se ha aplicado a papas, algodón y maíz. Los beneficios de los cultivos Bt, y de la biotecnología en general, solo pueden obtenerse si los riesgos se evalúan y gestionan adecuadamente. El caso del maíz Starlink, una planta modificada con un gen que codifica la proteína Bt Cry9c, fue una dura prueba para las agencias reguladoras estadounidenses. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. había restringido su uso a la alimentación animal debido a la preocupación por el potencial de alergenicidad. Sin embargo, el maíz Starlink se encontró más tarde en todo el suministro de alimentos para humanos, lo que resultó en retiros de alimentos por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos y una interrupción significativa del suministro de alimentos. Aquí examinamos el historial regulatorio de Starlink, el marco de evaluación empleado por el gobierno de EE. UU., las suposiciones y las lagunas de información, y los elementos clave de los esfuerzos del gobierno para administrar el producto. Exploramos los impactos en las regulaciones, la ciencia y la sociedad y concluimos que solo los avances significativos en nuestra comprensión de las alergias alimentarias y las mejoras en el control y la aplicación evitarán eventos similares en el futuro. Específicamente, necesitamos desarrollar una base fundamental más sólida para predecir la sensibilización y las reacciones alérgicas si se van a introducir nuevas proteínas de esta manera. Se necesitan mecanismos para asegurar que se consideren los riesgos de aeroalérgenos para los trabajadores y la comunidad. Se necesitan requisitos para el desarrollo de ensayos válidos de modo que puedan llevarse a cabo las actividades de aplicación y vigilancia posteriores a la comercialización.

Modern biotechnology has dramatically increased our ability to alter the agronomic traits of plants. Among the novel traits that biotechnology has made available, an important group includes Bacillus thuringiensis-derived insect resistance. This technology has been applied to potatoes, cotton, and corn. Benefits of Bt crops, and biotechnology generally, can be realized only if risks are assessed and managed properly. The case of Starlink corn, a plant modified with a gene that encodes the Bt protein Cry9c, was a severe test of U.S. regulatory agencies. The U.S. Environmental Protection Agency had restricted its use to animal feed due to concern about the potential for allergenicity. However, Starlink corn was later found throughout the human food supply, resulting in food recalls by the Food and Drug Administration and significant disruption of the food supply. Here we examine the regulatory history of Starlink, the assessment framework employed by the U.S. government, assumptions and information gaps, and the key elements of government efforts to manage the product. We explore the impacts on regulations, science, and society and conclude that only significant advances in our understanding of food allergies and improvements in monitoring and enforcement will avoid similar events in the future. Specifically, we need to develop a stronger fundamental basis for predicting allergic sensitization and reactions if novel proteins are to be introduced in this fashion. Mechanisms are needed to assure that worker and community aeroallergen risks are considered. Requirements are needed for the development of valid assays so that enforcement and post market surveillance activities can be conducted.

Chrysoperla carnea es un importante insecto depredador en el maíz. Para evaluar los efectos ecológicos del maíz Bt, que expresa la proteína Cry1Ab, sobre las larvas de este depredador, se examinaron los siguientes factores: (1) el rendimiento de tres presas herbívoras (Rhopalosiphum padi, Tetranychus urticae y Spodoptera littoralis) en Bt transgénico y plantas de maíz no transgénicas; (2) la ingesta de la toxina Cry1Ab por los tres herbívoros; y (3) los efectos sobre C. carnea cuando se alimenta a cada una de las especies de presa. La tasa intrínseca de aumento natural (rm) se usó como una medida del rendimiento para R. padi y T. urticae. No se observó diferencia en este parámetro entre los herbívoros criados en plantas Bt o no transgénicas. En contraste, se observó una mayor tasa de mortalidad y un retraso en el desarrollo de las larvas de S. littoralis cuando se alimentaron con maíz Bt en comparación con las que se alimentaron con las plantas de maíz control. La ingestión de toxina Cry1Ab por los diferentes herbívoros se midió utilizando un ensayo inmunológico (ELISA). Se detectaron las mayores cantidades de toxina Cry1Ab en T. urticae, seguidas de S. littoralis, y solo se detectaron cantidades traza en R. padi. Alimentar a C. carnea con T. urticae, que mostró contener la toxina Cry1Ab, o con R. padi, que no ingirió la toxina, no afectó la supervivencia, el desarrollo o el peso de C. carnea. En contraste, se observó un aumento significativo en la mortalidad y un retraso en el desarrollo cuando los depredadores fueron alimentados con larvas de S. littoralis criadas en maíz Bt. Una interacción combinada de mala calidad de presa y toxina Cry1Ab puede explicar los efectos negativos observados en C. carnea cuando se alimenta con S. littoralis. Se discute la relevancia de estos hallazgos para los riesgos ecológicos del maíz Bt en C. carnea.

1. Chrysoperla carnea is an important predatory insect in maize. To assess the ecological effects of Bt-maize, expressing the Cry1Ab protein, on larvae of this predator, the following factors were examined: (1) the performance of three prey herbivores (Rhopalosiphum padi, Tetranychus urticae, and Spodoptera littoralis) on transgenic Bt and non-transgenic maize plants; (2) the intake of the Cry1Ab toxin by the three herbivores; and (3) the effects on C. carnea when fed each of the prey species.2. The intrinsic rate of natural increase (rm) was used as a measure of performance for R. padi and T. urticae. No difference in this parameter was observed between herbivores reared on Bt or non-transgenic plants. In contrast, a higher mortality rate and a delay in development were observed in S. littoralis larvae when fed Bt-maize compared with those fed the control maize plants.3. The ingestion of Cry1Ab toxin by the different herbivores was measured using an immunological assay (ELISA). Highest amounts of Cry1Ab toxin were detected in T. urticae, followed by S. littoralis, and only trace amounts detected in R. padi.4. Feeding C. carnea with T. urticae, which were shown to contain the Cry1Ab toxin, or with R. padi, which do not ingest the toxin, did not affect survival, development, or weight of C. carnea. In contrast, a significant increase in mortality and a delay in development were observed when predators were fed S. littoralis larvae reared on Bt-maize.5. A combined interaction of poor prey quality and Cry1Ab toxin may account for the negative effects observed on C. carnea when fed S. littoralis. The relevance of these findings to the ecological risks of Bt-maize on C. carnea is discussed

La siembra generalizada de maíz modificado genéticamente para producir endotoxinas de Bacillus thuringiensis ha llevado a la especulación de que el polen de estos campos podría afectar de manera adversa a los lepidópteros cercanos no blanco. Un estudio previo de maíz Bt diseñado con el evento 810 de Monsanto no pudo detectar un efecto de la exposición al polen en la mariposa cometa negra, Papilio polyxenes, ni en el campo ni en el laboratorio. Aquí, informamos los resultados de un estudio de campo que investiga el impacto de la exposición al polen de un híbrido de maíz Bt que contiene el evento 176 de Novartis en dos especies de lepidópteros, mariposa cometa negra y mariposa monarca, Danaus plexippus. Casi la mitad de las 600 larvas de monarca murieron en las primeras 24 h; ésta y la mortalidad posterior no se asociaron con la proximidad al maíz Bt y pueden deberse en parte a la depredación. La supervivencia de las mariposas cometa negra fue mucho mayor que la de las mariposas monarcas y también fue independiente de la proximidad al maíz transgénico. Sin embargo, a pesar de los cinco eventos de lluvia que eliminaron gran parte del polen de las hojas de sus plantas huésped durante el experimento, observamos una reducción significativa en las tasas de crecimiento de larvas de mariposa cometa negra que probablemente fueron causadas por la exposición al polen. Estos resultados sugieren que el evento 176 que incorpora el maíz Bt puede tener efectos subletales adversos en las mariposas cometa negra en el campo y resalta la importancia de la selección de eventos para reducir los impactos ambientales de las plantas transgénicas..

he widespread planting of corn genetically modified to produce Bacillus thuringiensis endotoxin has led to speculation that pollen from these fields might adversely affect nearby nontarget lepidopterans. A previous study of Bt corn engineered with Monsanto event 810 failed to detect an effect of pollen exposure on the black swallowtail, Papilio polyxenes, in either the field or the laboratory. Here, we report results of a field study investigating the impact of exposure to pollen from a Bt corn hybrid containing Novartis event 176 on two species of Lepidoptera, black swallowtails and monarch butterflies, Danaus plexippus. Nearly half of the 600 monarch larvae died within the first 24 h; this and subsequent mortality was not associated with proximity to Bt corn and may have been due in part to predation. Survivorship of black swallowtails was much higher than that of the monarchs and was also independent of proximity to the transgenic corn. However, despite five rainfall events that removed much of the pollen from the leaves of their host plants during the experiment, we observed a significant reduction in growth rates of black swallowtail larvae that was likely caused by pollen exposure. These results suggest that Bt corn incorporating event 176 can have adverse sublethal effects on black swallowtails in the field and underscore the importance of event selection in reducing environmental impacts of transgenic plants.

Las plantas modificadas genéticamente se cultivan principalmente en América del Norte y, en menor medida, en Australia, Argentina y China, pero se espera que sus regiones de producción se extiendan pronto más allá de estas áreas limitadas, llegando también a Europa, donde persiste una gran controversia sobre la aplicación de la tecnología genética en la agricultura. Actualmente, varios cultivares de ocho siembras principales están disponibles comercialmente, incluyendo la canola, el maíz, el algodón, la papa, la soja, la remolacha azucarera, el tabaco y el tomate, pero muchas más plantas con rasgos múltiples nuevos y combinados están cerca de ser registradas. Si bien los rasgos agronómicos actuales (resistencia a herbicidas, resistencia a insectos) dominan, los rasgos que confieren características de "calidad" (composiciones de aceite alterado, contenido de proteínas y almidón) comenzarán a dominar en los próximos años. Sin embargo, el futuro más prometedor económicamente radica en el desarrollo y la comercialización de plantas de cultivo que expresan productos farmacéuticos o "nutracéuticos" (alimentos funcionales), y plantas que expresan una serie de genes diferentes. A partir de esto, queda claro que los ecosistemas agrícolas futuros y, en última instancia, también los naturales se verán amenazados por la introducción a gran escala de genes y productos génicos completamente nuevos en nuevas combinaciones a altas frecuencias, todo lo cual tendrá impactos desconocidos en su complejo asociado de organismos no objetivo, es decir, todos los organismos que no son objetivo de la proteína insecticida. En tiempos de severa disminución global de la biodiversidad, es necesario tomar precauciones proactivas y es obligatorio considerar cuidadosamente los posibles efectos esperados de las plantas transgénicas en la biodiversidad de las plantas y los insectos.

Genetically modified plants are widely grown predominantly in North America and to a lesser extent in Australia, Argentina and China but their regions of production are expected to spread soon beyond these limited areas also reaching Europe where great controversy over the application of gene technology in agriculture persists. Currently, several cultivars of eight major crop plants are commercially available including canola, corn, cotton, potato, soybean, sugar beet, tobacco and tomato, but many more plants with new and combined multiple traits are close to registration. While currently agronomic traits (herbicide resistance, insect resistance) dominate, traits conferring “quality” traits (altered oil compositions, protein and starch contents) will begin to dominate within the next years. However, economically the most promising future lies in the development and marketing of crop plants expressing pharmaceutical or “nutraceuticals” (functional foods), and plants that express a number of different genes. From this it is clear that future agricultural and, ultimately, also natural ecosystems will be challenged by the large-scale introduction of entirely novel genes and gene products in new combinations at high frequencies all of which will have unknown impacts on their associated complex of non-target organisms, i.e. all organisms that are not targeted by the insecticidal protein. In times of severe global decline of biodiversity, pro-active precaution is necessary and careful consideration of the likely expected effects of transgenic plants on biodiversity of plants and insects is mandatory.

Se realizaron pruebas de laboratorio para establecer la toxicidad relativa de las toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) y el polen del maíz Bt a las larvas de la mariposa monarca. Las toxinas analizadas incluyeron Cry1Ab, Cry1Ac, Cry9C y Cry1F. Se utilizaron tres métodos: (i) toxinas purificadas incorporadas en la dieta artificial, (ii) polen recolectado de híbridos de maíz Bt aplicados directamente a los discos de hojas de algodoncillo, y (iii) polen de Bt contaminado conborla de maíz aplicado directamente a los discos de hojas de algodoncillo. Los bioensayos de toxinas Bt purificadas indican que las proteínas Cry9C y Cry1F son relativamente no tóxicas para los primeros estadios de la mariposa monarca, mientras que los primeros estadios son sensibles a las proteínas Cry1Ab y Cry1Ac. Los estadios más antiguos fueron 12 a 23 veces menos susceptibles a la toxina Cry1Ab en comparación con los primeros estadios. Los bioensayos de polen sugieren que los contaminantes de polen, un artefacto del procesamiento del polen, pueden influir dramáticamente en la supervivencia y aumento de peso de las larvas, y producir resultados no concluyentes. El único polen de maíz transgénico que afectó consistentemente las larvas de la mariposa monarca fue el de los híbridos Cry1Ab evento 176, que es actualmente <2% de maíz plantado y para los cuales no se ha vuelto a registrar. Los resultados de los otros tipos de maíz Bt sugieren que el polen de Cry1Ab (eventos Bt11 y Mon810), Cry1F, y los híbridos Cry9C experimentales, no tendrán efectos agudos en las larvas de la mariposa monarca en la configuración de campo.

Laboratory tests were conducted to establish the relative toxicity of Bacillus thuringiensis (Bt) toxins and pollen from Bt corn to monarch larvae. Toxins tested included Cry1Ab, Cry1Ac, Cry9C, and Cry1F. Three methods were used: (i) purified toxins incorporated into artificial diet, (ii) pollen collected from Bt corn hybrids applied directly to milkweed leaf discs, and (iii) Bt pollen contaminated with corn tassel material applied directly to milkweed leaf discs. Bioassays of purified Bt toxins indicate that Cry9C and Cry1F proteins are relatively nontoxic to monarch first instars, whereas first instars are sensitive to Cry1Ab and Cry1Ac proteins. Older instars were 12 to 23 times less susceptible to Cry1Ab toxin compared with first instars. Pollen bioassays suggest that pollen contaminants, an artifact of pollen processing, can dramatically influence larval survival and weight gains and produce spurious results. The only transgenic corn pollen that consistently affected monarch larvae was from Cry1Ab event 176 hybrids, currently <2% corn planted and for which re-registration has not been applied. Results from the other types of Bt corn suggest that pollen from the Cry1Ab (events Bt11 and Mon810) and Cry1F, and experimental Cry9C hybrids, will have no acute effects on monarch butterfly larvae in field settings.

La toxina insecticida codificada por el gen Cry1Ab de Bacillus thuringiensis se liberó en los exudados de la raíz del maíz Bt transgénico durante 40 días de crecimiento en el suelo modificado a 0, 3, 6, 9 o 12% (v/v) con montmorillonita o caolinita en una sala de crecimiento de plantas y de plantas cultivadas hasta la madurez en campo. La presencia de la toxina en el suelo de la rizosfera se determinó mediante ensayos inmunológicos y larvicidas. No se detectó toxina en ningún suelo de maíz isogénico no Bt o sin plantas. La persistencia de la toxina fue aparentemente el resultado de su unión a partículas tensoactivas en los suelos, lo que redujo la biodegradación de la toxina. La liberación de la toxina podría mejorar el control de las plagas de insectos o constituir un peligro para los organismos no blanco, incluida la microbiota del suelo, y aumentar la selección de insectos diana resistentes a las toxinas.

The insecticidal toxin encoded by the cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis was released in root exudates from transgenic Bt corn during 40 days of growth in soil amended to 0, 3, 6, 9, or 12% (v/v) with montmorillonite or kaolinite in a plant growth room and from plants grown to maturity in the field. The presence of the toxin in rhizosphere soil was determined by immunological and larvicidal assays. No toxin was detected in any soils from isogenic non-Bt corn or without plants. Persistence of the toxin was apparently the result of its binding on surface-active particles in the soils, which reduced the biodegradation of the toxin. The release of the toxin could enhance the control of insect pests or constitute a hazard to nontarget organisms, including the microbiota of soil, and increase the selection of toxin-resistant target insects.

Recientemente demostramos que la protoxina Cry1Ac recombinante de Bacillus thuringiensis es un potente inmunógeno sistémico y mucoso. En este estudio comparamos los efectos adyuvantes de Cry1Ac y la toxina del cólera (CT) para el antígeno de superficie de la hepatitis B (HBsAg) y la albúmina sérica bovina (BSA). Las respuestas de anticuerpos de secreciones intestinales y suero se determinaron por ELISA en ratones Balb/c inmunizados por vía intragástrica (IG) o intraperitoneal (IP). Cuando se administró HBsAg a través de IG, la respuesta intestinal anti-HBsAg no mejoró ni con Cry1Ac ni con CT, mientras que a través de IP Cry1Ac aumentó la respuesta de inmunoglobulina (Ig)G intestinal anti-HBsAg y CT aumentó las respuestas intestinales de IgA e IgM. Los anticuerpos séricos anti-BSA aumentaron cuando se coadministró BSA con CT o Cry1Ac por ambas vías. La toxina del cólera y Cry1Ac coadministrados por vía IP aumentaron la respuesta de IgG anti-BSA en el líquido del intestino grueso y la CT también aumentó ligeramente las respuestas de IgA e IgM. Cuando se coadministraron vía IP, CT y Cry1Ac no afectaron significativamente la respuesta IgG anti-BSA del intestino delgado. Concluimos que Cry1Ac es un adyuvante mucoso y sistémico tan potente como CT que mejora principalmente las respuestas de anticuerpos IgG séricos e intestinales, especialmente en el intestino grueso, y sus efectos dependen de la vía y el antígeno utilizado. Estas características hacen que Cry1Ac tenga un uso potencial como vehículo y/o adyuvante en vacunas mucosales y parenterales.

Recently we demonstrated that recombinant Cry1Ac protoxin from Bacillus thuringiensis is a potent systemic and mucosal immunogen. In this study we compared the adjuvant effects of Cry1Ac and cholera toxin (CT) for the hepatitis B surface antigen (HBsAg) and bovine serum albumin (BSA). The antibody responses of intestinal secretions and serum were determined by ELISA in Balb/c mice immunized through the intragastric (IG) or intraperitoneal (IP) routes. When HBsAg was administered via IG, the anti-HBsAg intestinal response was not enhanced by either Cry1Ac or CT, whereas via IP Cry1Ac increased the anti-HBsAg intestinal immunoglobulin (Ig)G response and CT increased the intestinal IgA and IgM responses. Serum anti-BSA antibodies increased when BSA was co-administered with CT or Cry1Ac by both routes. Cholera toxin and Cry1Ac co-administered via IP increased the IgG anti-BSA response in fluid of the large intestine and CT also increased the IgA and IgM responses slightly. When co-administered via IP, CT and Cry1Ac did not affect the IgG anti-BSA response of the small intestine significantly. We conclude that Cry1Ac is a mucosal and systemic adjuvant as potent as CT which enhances mostly serum and intestinal IgG antibody responses, especially at the large intestine, and its effects depend on the route and antigen used. These features make Cry1Ac of potential use as carrier and/or adjuvant in mucosal and parenteral vaccines.

Se realizaron experimentos de alimentación en el laboratorio con diversos órdenes de insectos herbívoros (Lepidóptera, Coleóptera, Homóptera) utilizando endotoxinas de Bacillus thuringiensis, CryIA (c) y CryIIA. Los datos de mortalidad obtenidos indican susceptibilidad específica de especies de los insectos a las toxinas, por lo que los hábitos alimenticios del animal parecen jugar un papel insignificante. Se estableció por primera vez un efecto inesperado y severamente dañino de CryIIIA en las orugas. Al calcular diversos índices de desarrollo y nutrición, se pudo demostrar que el crecimiento retardado de los insectos analizados no solo se debe a una alimentación reducida, sino también a una menor utilización de alimentos que contienen una endotoxina. Parece ser que el sitio de operación y almacenamiento o degradación completa de las endotoxinas es el intestino del insecto ya que ni las toxinas y ni sus productos de degradación pueden ser detectados por medio de electroforesis en gel, hasta ahora, en heces, hemolinfa ni en el cuerpo graso respectivamente. Un efecto de alteración de las toxinas en el patrón de la microbiota intestinal se indica desde los primeros exámenes pero este confirmarse. Finalmente, se discute la aplicabilidad de estos ensayos en los exámenes correspondientes de plantas transgénicas que producen la toxina de B. thuringiensis.

Feeding experiments using the Bacillus thuringiensis δ‐endotoxins, CryIA(c) and CryIIIA, were conducted with herbivorous insects from various orders (Lepidoptera, Coleoptera, Homoptera) in the laboratory. The mortality data obtained indicate a species‐specific susceptibility of the insects to the toxins whereby the feeding habits of the given animal seem to play a negligible part. An unexpected, severely damaging effect of CryIIIA on caterpillars was established, for the first time. By computing various development and nutritional indices it could be shown that retarded growth of the insects tested may not only be traced back to reduced feeding but also to a decreased utilization of food containing an endotoxin. The insect gut seems to be the site of operation and of storage or complete degradation of the endotoxins because neither in the faeces nor in the haemolymph and fat body, could the toxins and their degradation products, respectively, be detected hitherto by means of gel electrophoreses. An altering effect of the toxins on the gut‐microflora pattern is indicated from the first examinations but has to be further confirmed. Finally the applicability of these trials in corresponding examinations of transgenic plants producing B. thuringiensis toxin is dicussed.

Aunque los riesgos para la salud de los plaguicidas que contienen Bacillus thuringiensis (Bt) han sido mínimos, no se ha evaluado la posible alergenicidad de estos organismos. Por lo tanto, se realizó una encuesta de salud en trabajadores agrícolas antes y después de la exposición a pesticidas Bt. Se evaluó a trabajadores agrícolas que recogieron vegetales que requerían rociado con pesticidas Bt antes de la operación de rociado inicial (n = 48) y 1 y 4 meses después (n = 32 y 20, respectivamente). También se evaluaron dos grupos de trabajadores con exposición baja (n = 44) y media (n = 34) no expuestos directamente a la fumigación con Bt. La investigación incluyó cuestionarios, lavados nasales/bucales, evaluación de la función ventilatoria y pruebas cutáneas para aeroalérgenos autóctonos y para una variedad de preparaciones vegetativas y de esporas de Bt. Para autenticar la exposición al organismo presente en la preparación comercial, se analizaron aislados de muestras de lavado para genes Bt mediante hibridación ADN-ADN. Se ensayaron las respuestas de anticuerpos humorales de inmunoglobulina G (IgG) e inmunoglobulina E (IgE) a extractos de esporas y Bt vegetativo. No hubo evidencia de síntomas respiratorios relacionados con el trabajo. Las pruebas de punción cutánea positivas a varios extractos de esporas se observaron principalmente en trabajadores expuestos. En particular, hubo un aumento significativo (p < 0,05) en el número de pruebas cutáneas positivas para extractos de esporas 1 y 4 meses después de la exposición al aerosol Bt. El número de respuestas positivas a las pruebas cutáneas también fue significativamente mayor en los trabajadores de exposición alta (p < 0,05) que en los de exposición baja o media. La mayoría de los cultivos de lavado nasal de los trabajadores expuestos dieron positivo para el organismo comercial Bt, como lo demostraron las pruebas genéticas moleculares específicas. Los anticuerpos IgE específicos estaban presentes en más trabajadores de alta exposición (p < 0,05) que en los grupos de baja y media. Los anticuerpos IgG específicos ocurrieron más en el grupo de exposición alta (p < 0.05) que en el de exposición baja. Los anticuerpos IgG e IgE específicos contra organismos vegetativos estaban presentes en todos los grupos de trabajadores. La exposición a los aerosoles de Bt puede provocar una sensibilización alérgica de la piel y la inducción de anticuerpos IgE e IgG, o ambos.

Although health risks to pesticides containing Bacillus thuringiensis (Bt) have been minimal, the potential allergenicity of these organisms has not been evaluated. Therefore, a health survey was conducted in farm workers before and after exposure to Bt pesticides. Farm workers who picked vegetables that required Bt pesticide spraying were evaluated before the initial spraying operation (n = 48) and 1 and 4 months after (n = 32 and 20, respectively). Two groups of low- (n = 44) and medium- (n = 34) exposure workers not directly exposed to Bt spraying were also assessed. The investigation included questionnaires, nasal/mouth lavages, ventilatory function assessment, and skin tests to indigenous aeroallergens and to a variety of Bt spore and vegetative preparations. To authenticate exposure to the organism present in the commercial preparation, isolates from lavage specimens were tested for Bt genes by DNA-DNA hybridization. Humoral immunoglobulin G (IgG) and immunoglobulin E (IgE) antibody responses to spore and vegetative Bt extracts were assayed. There was no evidence of occupationally related respiratory symptoms. Positive skin-prick tests to several spore extracts were seen chiefly in exposed workers. In particular, there was a significant (p < 0.05) increase in the number of positive skin tests to spore extracts 1 and 4 months after exposure to Bt spray. The number of positive skin test responses was also significantly higher in high (p < 0.05) than in low- or medium-exposure workers. The majority of nasal lavage cultures from exposed workers was positive for the commercial Bt organism, as demonstrated by specific molecular genetic probes. Specific IgE antibodies were present in more high-exposure workers (p < 0.05) than in the low and medium groups. Specific IgG antibodies occurred more in the high (p < 0.05) than in the low-exposure group. Specific IgG and IgE antibodies to vegetative organisms were present in all groups of workers. Exposure to Bt sprays may lead to allergic skin sensitization and induction of IgE and IgG antibodies, or both.

La bacteria del suelo formadora de esporas Bacillus thuringiensis produce cuerpos de inclusión paraesporales compuestos por δ-endotoxinas también conocidas como proteínas Cry, cuya resistencia a la proteólisis, estabilidad en pH altamente alcalino e inocuidad para los vertebrados las convierten en un candidato interesante para transportar epítopos relevantes en vacunas. El propósito de este estudio fue determinar la inmunogenicidad mucosal y sistémica en ratones de la protoxina Cry1Ac de B. thuringiensis HD73. Las formas cristalinas y solubles de la protoxina se administraron por vía intraperitoneal o intragástrica y se determinaron los anticuerpos anti-Cry1Ac de los principales isotipos en suero y fluidos intestinales. Las dos formas de protoxina Cry1Ac administradas por vía intraperitoneal indujeron una alta respuesta de anticuerpos sistémicos, sin embargo, solo la Cry1Ac soluble indujo una respuesta mucosa por vía intragástrica. Los niveles de anticuerpos séricos fueron más altos que los inducidos por la toxina del cólera. Las respuestas inmunitarias sistémicas se lograron con dosis de Cry1Ac soluble que oscilaban entre 0,1 y 100 μg por ambas vías, y el efecto máximo se obtuvo con las dosis más altas. Se detectaron niveles elevados de anticuerpos IgG anti-Cry1Ac en los fluidos del intestino delgado y grueso de ratones que recibieron el antígeno por vía IP. Estos datos indican que Cry1Ac es un potente inmunógeno sistémico y mucoso.

The spore-forming soil bacterium Bacillus thuringiensis produces parasporal inclusion bodies composed by δ-endotoxins also known as Cry proteins, whose resistance to proteolysis, stability in highly alkaline pH and innocuity to vertebrates make them an interesting candidate to carrier of relevant epitopes in vaccines. The purpose of this study was to determine the mucosal and systemic immunogenicity in mice of Cry1Ac protoxin from B. thuringiensis HD73. Crystalline and soluble forms of the protoxin were administered by intraperitoneal or intragastric route and anti-Cry1Ac antibodies of the major isotypes were determined in serum and intestinal fluids. The two forms of Cry1Ac protoxin administered by intraperitoneal route induced a high systemic antibody response, however, only soluble Cry1Ac induced a mucosal response via intragastric. Serum antibody levels were higher than those induced by cholera toxin. Systemic immune responses were attained with doses of soluble Cry1Ac ranging from 0.1 to 100 μg by both routes, and the maximal effect was obtained with the highest doses. High anti-Cry1Ac IgG antibody levels were detected in the large and small intestine fluids from mice receiving the antigen via IP. These data indicate that Cry1Ac is a potent systemic and mucosal immunogen.