Elena Rice, Mark Cigan e Mandy Schmidt para Progressive Dairy, EUA. 🇺🇸
A maioria dos humanos considera o cuidado dos animais como uma responsabilidade moral. Mas para os fazendeiros, é mais do que isso. O propósito fundamental de um fazendeiro é alimentar e proteger os animais. Seu sustento depende de ser sensível com qualquer criatura viva. Um animal saudável, é um animal produtivo.
A produtividade de um rebanho de vacas leiteiras é uma consequência da capacidade genética e da influência do meio ambiente, para o bem e para o mal. Por exemplo, as doenças que se espalham entre os bezerros não discriminam o potencial genético. Um bezerro de US$200 em Mérito Líquido (NM$) pode ser afetado da mesma maneira que uma futura doadora de elite de 1.000 em NM$.
A doença respiratória bovina (DRB) é uma das doenças mais comuns e gera mais despesas que afetam as indústrias de leite e corte. Até mesmo os criadores mais rigorosos de bezerros podem ser vítimas dos sintomas fatais da DRB: falta de ar extrema, febre alta e coriza e/ou corrimento ocular.
Apesar dos nossos melhores esforços como criadores de animais com a medicina moderna, a DRB continua aumentando a mortalidade do bezerros. As perdas econômicas também são causadas por diminuição do ganho de peso diário, aumento dos custos de tratamento e custos de mão-de-obra, além da queda de produção.
No entanto, há um grande otimismo em que as tecnologias avançadas de reprodução, como a edição de genes, possam ajudar a aumentar a resistência dos animais à doenças como DRB e, eventualmente, a doenças similares. A edição genética é a forma mais limpa e saudável de reduzir o sofrimento dos animais pelas doenças. Como resultado, a administração de vacinas e antibióticos para os animais pode ser drasticamente reduzida. Os animais poderiam ter uma melhor qualidade de vida com menos doenças e sofrimento desnecessário. eles também terão um desempenho melhor com menos desafios ambientais para limitar o potencial genético. Nunca na história da criação de animais houve uma oportunidade maior de ajudar os bovinos a se desenvolverem de forma natural.
A Toda-Poderosa herança Mendeliana
As pessoas domesticam animais para a produção de alimentos há milhares de anos. Mesmo antes da década de 1860, quando Gregor Mendel introduziu o conceito de herança genética, os produtores acasalavam, sem saber, de maneira seletiva as características genéticas mais desejáveis. Os pais mais saudáveis e produtivos criaram a fonte mais confiável de alimentos em seus filhos.
A tecnologia moderna com provas genômicas permite a correlação do desempenho visível com as localizações no ácido desoxirribonucleico (DNA) de um animal. Por exemplo, genes que aumentam a produção de leite e afetam negativamente a fertilidade foram identificados. Programas modernos de criação podem ser estratégicos para decidir quais genes devem ser introduzidos em um rebanho.
Indiscutivelmente, a ferramenta mais influente para a evolução genética de bovinos leiteiros tem sido a boa e velha inseminação artificial (IA). Os touros são selecionados intensivamente por suas características específicas. Somente os “portadores de características genéticas” mais desejáveis criam a próxima geração. A edição genética não é um conceito revolucionário comparado ao impacto que a IA e a seleção genômica tiveram. É simplesmente uma revolução que os produtores já estão fazendo: se esforçando para alimentar o mundo com segurança e eficiência.
“Ajustes genéticos” precisos
A edição genética é um método avançado de reprodução no qual os cientistas fazem bons ajustes nos códigos genéticos. O objetivo está em acelerar o desenvolvimento de novas variedades de animais e plantas. Essas variedades, na maioria dos casos, já existem na natureza. No entanto, levaria muito tempo para introduzi-los no germoplasma atualmente disponível.
Utilizando uma analogia para um ponto de vista simplificado, a edição de genes pode ser considerada como a função “buscar e substituir” utilizada nos computadores para corrigir erros de ortografia nos documentos do Word. As cadeias genéticas tem linhas de código “escritas” no DNA que dizem à célula como agir. Em vez de alterar as letras em um documento do Word, a edição genética procura e modifica nucleotídeos específicos que compõem o DNA.
A funcionalidade dos genes, que às vezes pode ser afetada por mutações genéticas naturais, pode ser melhorada com a edição dos genes. As revisões podem ajudar a desativar genes prejudiciais e corrigir mutações responsáveis pelo desenvolvimento da doença.
Extrair um pedaço de DNA responsável pela interação com um vírus e permitir que o vírus se mova ou se replique pode, em última análise, permitir que as células estejam livres de vírus. Nas situações em que a modificação desejada é a remoção de uma seção do código genético, o processo de autocura celular repara automaticamente as quebras do DNA.
Uma das técnicas de edição é o CRISPR-Cas9 (repetições palindrômicas curtas e regularmente espaçadas e agrupadas, e a CRISPR 9 associada a proteína 9). Essa técnica é adaptada de um sistema de edição de genes que ocorre naturalmente, encontrado em microrganismos. É uma combinação da proteína Cas9, que corta o DNA e o ácido ribonucleico programável (RNA), chamado “RNA guia”. Esses RNAs podem ser projetados para encontrar porções exatas do genoma.
Os editores de DNA podem estar contidos em células da linha germinativa, como espermatozoides ou embriões. As mudanças feitas nos genes seriam transmitidas aos filhos. As gerações futuras herdariam o código genético superior reescrito através da reprodução natural.
Criar edições ou mutações desejáveis com o CRISPR pode ser muito semelhante às mutações de DNA que já correm na natureza. A edição genética está prejudicando a biologia a fazer o que acontece normalmente, porém um pouco mais rápido.
Sucesso na pecuária
Nos últimos anos, importantes avanços foram feitos com a pesquisa da edição genética na pecuária. A tecnologia tornou-se avançada o suficiente para ser realizada com sucesso em animais vivos.
Durante décadas, os produtores de carne suína lutam como Vírus da Síndrome Reprodutiva e Respiratória Porcina (PRRSv). Os suínos que contraem a doença têm extrema dificuldade de reprodução, baixa taxa de ganho de peso e altas taxas de mortalidade. Milhões de suínos morrem a cada ano com esta doença ou seus efeitos colaterais, custando à indústria de suinocultura dos EUA centenas de milhões de dólares por ano. As vacinas não têm sido eficazes na prevenção ou cura do PRRSv.
Em 2015, uma equipe de pesquisadores da Genus plc e da Universidade do Missouri colaboraram para dar à indústria um alívio dessa terrível doença. Eles descobriram uma proteína em suínos chamada CD163, em que o vírus precisa para sobreviver dentro dos animais. Usando o CRISPR-Cas9, eles editaram com sucesso o gene que faz com que a proteína CD163 exista em uma ninhada de porcos. Quando expuseram a ninhada ao PRRSv, todos permaneceram saudáveis.
Enquanto o progresso continua a ser feito na esperança de disponibilizar genes resistentes ao PRRSv para salvar suínos em todo o mundo, a prioridade da Genus é a segurança e a saúde humana, e a empresa está comprometida em garantir que a edição genética cria a característica desejada e não crie nenhuma característica inesperada.
A Genus está buscando a aprovação do FDA e cumprirá todos os testes e requisitos de segurança do FDA, bem como os requisitos de outros órgãos reguladores nos mercados ao redor do mundo. Se atingir a comercialização de suínos resistentes a doenças a partir da edição de genes, eles implementarão um sistema de monitoramento contínuo dos animais editados por genes.
Potencial para a indústria leiteira
As aplicações no setor leiteiro se concentram na redução do impacto de doenças mortais. A DRB é uma doença bovina complexa, mas comum e de alto custo para tratamento. Inclui vários sintomas, desde doenças respiratórias crônicas até fatalidades.
Estresses na vida de um bezerro jovem, como desmame ou transporte, podem predispor a interação entre seus mecanismos de defesa e agentes infecciosos. Um patógeno inicial, como um vírus, pode alterar o sistema imunológico e não imunológico do bezerro para permitir o estabelecimento de uma toxina bacteriana no trato respiratório.
O último projeto da Genus em desenvolvimento é para editar o gene que permite a interação com uma das toxinas associadas a DRB. Embora esse projeto ainda esteja em fase de pesquisa, medidas significativas para a eliminação da DRB trariam enormes benefícios para o bem-estar animal na indústria leiteira e para a sustentabilidade econômica.
Existe um enorme potencial para compreender e melhorar a resistência a muitas enfermidades dos animais nas fazendas. Uma inovação desta escala requer trabalho em equipe de todos os aspectos do setor. No nível da fazenda, a coleta de dados precisos sobre os eventos de desempenho e saúde é fundamental para correlacionar características genéticas. Entender o que os produtores veem do lado da vaca em um formato consistente no software de gerenciamento de rebanho ajuda a encontrar traços genéticos. Cuidados nos bezerreiros e manejo no pré e pós parto, podem influenciar muito o próximo avanço na biotecnologia.
Os produtores querem que o mundo tenha animais mais saudáveis. Eles também querem que a crescente população humana se alimente com um suprimento de alimentos seguros e sustentáveis, apesar da diminuição dos recursos. A edição genética apoia ambas as ideias. É uma inovação da pecuária com benefícios mútuos para os consumidores em todo o mundo.
Elena Rice é a Diretora Científica e Chefe de I+D da Genus plc.
Publicado originalmente no portal Progressive Dairy
(34) 3319-5400