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Aplicação da biotecnologia no desenvolvimento de aditivos para elevar a produção de ruminantes
31 de outubro de 2018 AGROemDIA 0 comentários aditivos, artigo, biotecnologia, ruminantes
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Luis Eduardo Ferreira*
A criação de ruminantes é considerada como um dos principais setores produtivos que movimentam grande parte da economia nacional. Tal importância exige, tanto do setor público quanto do privado, a realização de grandes investimentos em pesquisa para o desenvolvimento de novos produtos e soluções que contribuam para a obtenção de resultados cada vez mais sustentáveis no campo. Na prática, todo conhecimento é pautado em pesquisas validadas, que tem como propósito gerar inovações e tecnologias que possam contribuir para a melhoria do manejo do rebanho, tornando assim o sistema produtivo, rentável e sustentável para o pecuarista.
Nos últimos anos, diferentes linhas de pesquisa dentro da pecuária têm dado origem a vários avanços tecnológicos, que oferecem ao criador modernos processos de manejo e a oferta de novos produtos para o mercado. Em especial, a área de nutrição animal possui diversas linhas de pesquisa que utilizam importantes métodos zootécnicos fundamentados em avaliar os efeitos biológicos das diferentes substâncias testadas, como aditivos, sobre o metabolismo da fermentação ruminal e, principalmente, o monitoramento dos índices de desempenho sobre o metabolismo dos animais, ganhos de peso, qualidade da carne, entre outros.
Do ponto de vista fisiológico, a principal fonte de energia dos ruminantes é proveniente da fermentação de todo o conteúdo da dieta consumida. Esse processo é realizado graças a presença de diferentes espécies de microrganismos que se relacionam simbioticamente no rúmen desses animais, cujo resultado desse complexo metabolismo consiste na produção de diferentes metabólitos, classificados como ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), sendo o acetato, propionato e o butirato os principais. Nesse contexto, os aditivos agem como antibióticos, modulando a flora microbiana em favorecimento das espécies mais importantes para o ecossistema ruminal, garantindo a melhor condição da fermentação. Por essa razão, a presença dos aditivos na alimentação dos ruminantes faz melhorar a eficiência e o aproveitamento da dieta, aumentando os índices de produtividade do rebanho e tornando a prática mais sustentável, através da redução da liberação de gases de origem animal, que são responsáveis pelo agravamento do efeito estufa.
Pesquisas nas áreas de biotecnologia, quando aplicadas na pecuária, têm acrescentado modernas metodologias que contribuem para o avanço no desenvolvimento de novas classes de aditivos para ruminantes e, inclusive, a validação dos efeitos biológicos de produtos já existentes no mercado. Tendo em vista a necessidade do desenvolvimento de novas classes de aditivos, dando preferência para aqueles de origem orgânica ou natural, diferentes linhas de estudos dentro da biotecnologia têm auxiliado na avaliação do desempenho de novas substâncias ativas, através de ensaios biológicos in vitro, in situ e in vivo e, inclusive, biomoleculares.
Na prática, a biotecnologia agrega diferentes conhecimentos como biologia, química e física, podendo oferecer amplas linhas de estudos que exploram a vasta biodiversidade da natureza, em busca de novas moléculas de interesse zootécnico e que possam ser avaliadas como aditivos para ruminantes. Dessa forma, a fitoquímica utiliza modernas técnicas, como Cromatografia em coluna clássica, Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massa (CG-EM) e a Ressonância Magnética Molecular (RMN), que podem extrair, isolar e identificar biomoléculas ativas de diferentes classes de metabólitos secundários, como alcaloides, flavonoides, óleos essenciais, compostos fenólicos, saponinas, óleos vegetais, entre outros.
A utilização de plantas como forma alternativa aos aditivos classificados como antibióticos ou ionóforos pode ser compreendida como uma opção favorável, segura e vantajosa para ser aplicada no campo, pois tende a oferecer menores riscos ao meio ambiente. Também disponibilizam rápida biodegradabilidade e, quando associadas às boas práticas de manejo, tendem a reduzir as chances de evolução de resistência microbiana. Sendo assim, um produto desenvolvido nessas condições tecnológicas pode ser utilizado sem restrições, aumentando as margens de rentabilidade e sustentabilidade ao pecuarista.
Considerando que todo metabolismo fermentativo envolve ainda uma complexa e dinâmica interação de competição e interdependência entre cada uma das espécies microbianas presentes no ecossistema ruminal, a biotecnologia disponibiliza avançadas técnicas de biologia molecular que são capazes de extrair e manipular o material genético de amostras do conteúdo ruminal para identificar e quantificar as espécies microbiana envolvidas na fermentação ruminal.
A técnica chamada de PCR em tempo real (Polymerase Chain Reaction in Real Time) permite gerar clones in vitro de fragmentos de genes de interesse biotecnológico presentes no DNA extraído de amostras biológicas coletadas e processadas. A reação ocorre a partir do pareamento (ligação combinada) de primers em regiões específicas do fragmento de DNA, que irão dar início à reação de PCR. Tal condição possibilitará que, em seguida, uma enzima chamada de “TAQ polimerase”, incluída durante o preparo nas diluições da reação, construa várias cópias em cadeia do fragmento genético de interesse chamada de amplificação genética.
Softwares de bioinformática, como BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), são utilizados para acessar bancos de informações genômicas que farão diversas avaliações e combinações gênicas para determinar a sequência de nucleotídeos utilizados para construir o primer. Considerando que cada espécie possui um código genético diferente, a sequência dos primers será específica para cada espécie bacteriana, e a presença ou não do DNA na amostra de líquido ruminal coletada será indicada através da amplificação ou não do gene de interesse.
Neste caso, o gene de interesse no estudo é chamado 16S ribossomal, que é responsável por conferir as principais características ligadas a filogenia bacteriana. Com a aplicação das técnicas de biologia molecular, foi possível identificar muitas outras espécies de microrganismos presentes no ecossistema ruminal, avaliar in situ o desempenho de substâncias bioativas como aditivos sobre a modulação da dinâmica da população de microrganismos durante a fermentação no rúmen e gerar novas perspectivas de trabalhos e projetos científicos mais avançados para o setor pecuário em geral. Além disso, a sensibilidade e a especificidade genética da técnica excluem a necessidade da utilização das técnicas clássicas de microbiologia para isolar, identificar e cultivar in vitro espécies microbianas fastidiosas de difícil manipulação em ambientes aeróbicos.
Capacitada em utilizar todas as tecnologias acima citadas, a Premix, uma das principais empresas de nutrição animal para bovinos e equinos do País, possui um amplo centro de pesquisa, localizado em Patrocínio Paulista (SP), que é capaz de realizar diversos estudos científicos em nutrição moderna de ruminantes e equinos. Investindo continuamente na capacitação de seus pesquisadores, com parcerias junto a instituições de pesquisas nas áreas de Zootecnia, Veterinária, Agronomia, Biotecnologia e Química; aplica o máximo da tecnologia disponível no segmento. Na prática, trabalha continuamente para conectar as ciências zootécnicas com as novas tendências biotecnológicas aplicadas, para aumentar qualidade e a produtividade no campo.
*Luis Eduardo Ferreira é biomédico, doutor em Biotecnologia e analista de Pesquisa e Desenvolvimento na Premix
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