Inovacoes Biotecnologicas na Genetica Veterinaria - Revisao e Aplicacoes

Normas para trabalho Curso Medicina Veterinária Disciplina Genética Básica Professora Keila Silva da Cunha Galvão Tema Tópicos Avançados em Genética inovações biotecnológicas Tópicos Avançados em Genética inovações biotecnológicas Nome do autor 1 Introdução A genética se trata de uma área de conhecimento extremamente importante ao passo que aborda a biologia molecular dos indivíduos bem como expressa as características individual dos mesmos Além disso a genética é responsável pela transmissão genes de uma geração a outra estes dos quais expressam características esperadas em uma prole A partir da associação da engenharia com a genética é possível desenvolver biotecnologias capazes de manipular o genoma de um indivíduo promovendo o melhoramento genético da população bem como a redução de características indesejáveis às próximas gerações As biotecnologias atualmente existentes estão majoritariamente relacionadas à reprodução visto que se trata de métodos eficientes de transferência das características Ressaltase que tais técnicas requerem altos níveis de conhecimento na genética do indivíduo para que não seja capaz de prejudicar o desenvolvimento e estado do indivíduo Neste trabalho em questão serão abordadas biotecnologias empregadas amplamente na medicina veterinária bem como na indústria farmacêutica através das seleções genéticas realizadas pelas tecnologias Abordase Biotécnicas tais quais a inseminação artificial transferência de embriões ovulação múltipla fertilização in vitro proteínas recombinantes sexagem de embriões produção de transgênicos e clonagem 2 Objetivo O presente trabalho tem como objetivo a abordagem acerca da utilização das inovações biotecnológicas aplicadas à genética bem como suas características e principais vantagens e desvantagens frente à sua utilização 3 Revisão de Literatura 31 Biotecnologia A biotecnologia corresponde a uma área na qual os conhecimentos científicos e tecnológicos se integram de forma a se completarem A biotecnologia pode se entendida como a utilização de agentes biológicos para desenvolver produtos de grande utilidade ou solucionar problemas estes utilizados juntamente à tecnologia Também pode ser entendida como a integração entre os conhecimentos biológicos imunologia microbiologia bioquímica genética e engenharia para desenvolver ou melhorar indivíduos como animais e microrganismos benéficos Office of Technology Assement 1984 Neste sentido ressaltase a atuação de diversos profissionais podendo ela ser empregada em inúmeros setores como o de energia meio ambiente agricultura saúde em geral alimentação e pecuária sendo este último setor tendo como produto ou serviços aqueles relacionados principalmente à genética veterinária como embriões desenvolvimento de animais com características desejadas vacinas e medicamentos MALAJOVICH 2012 Para que a biotecnologia de determinada necessidade científica seja realizada é necessário que se tenha o conhecimento prévio acerca da biologia molecular ao que diz respeito as suas unidades primordiais e seu funcionamento para que então possam ser manipulados de forma a se alcançar o objetivo desejado 32 Biologia Molecular Como é sabido todas as informações genéticas de determinado indivíduo estão contidas em seu DNA das quais se apresentam em códigos estes transcritos por molécula de RNA e traduzidos a RNA mensageiro As informações genéticas contidas são transmitidas ao decorrer das gerações celulares e são codificadas por sequencias de timinas T adeninas A citosinas C e guaninas G Ainda existem segmentos de DNA capazes de traduzir as mensagens genéticas em fenótipos segmentos estes denominados genes e complexos formados pelo DNA associado a histonas complexos estes conhecidos como cromatina A partir da condensação da cromatina no processo de divisão celular pode ser observado microscopicamente os cromossomos presentes geralmente em pares OTTO 2018 33 Inovações na Medicina Veterinária 331 Inseminação Artificial A Inseminação Artificial como prática reprodutiva é considerada a primeira biotecnologia utilizada sendo na medicina veterinária utilizada como método de melhoramento genético Tal prática permite a seleção de animais com características desejáveis como maior ganho de peso conversão alimentar e produção de leite A IA é realizada sobretudo em programas de melhoramento genético onde o tamanho populacional é suficiente para a implantação da prática visto que quando em baixa escala pode não ser economicamente viável Esta pratica biotecnológica possui vantagens ao que diz respeito também a diminuição dos endocruzamentos devido a possibilidade de escolha de animais nãoconsanguíneos NICHOLAS 2011 A técnica consiste em depositar o sêmen por meio de equipamentos específicos no aparelho genital feminino e tem como objetivo a maior difusão dos genes dos reprodutores para a sua prole Como toda técnica possui vantagens e limitações em sua utilização Como vantagens da IA é possível observar o maior ganho genético dos animais maior controle sanitário ao que diz respeito às doenças sexualmente transmissíveis e utilização de animais incapacitados para a monta natural Além disso possibilita a utilização de reprodutores de alto padrão ainda após a sua morte OTTO 2018 Como limitações temse a necessidade de treinamento mãodeobra e observações diárias do animal bem como utilização de equipamentos auxiliares para o monitoramento do cio MARTINS et al 2009 Figura 1 Procedimento de IA Deposição do sêmen no aparelho genital feminino Fonte MARTINS etal 2009 Diversos avanços na tecnologia utilizada para a técnica puderam ser observados ao decorrer os anos como novas técnicas por fixação da cérvice pelo reto novos diluentes adição de glicerol no process de congelamento do sêmen uso de antibióticos e palhetas universais além da criação de tanques criogênicos de alto suporte e eficiência A IA pode ser realizada em sincronia com outras biotecnologias como a sincronização da ovulação transferência de embriões fertilização in vitro e sêmen sexado BARBOSA MACHADO 2008 332 Transferência de Embriões e Ovulação múltipla MOET A técnica em questão tem como característica o aumento do potencial reprodutivo da fêmea além de possibilitar o menor intervalo entre gerações de fêmeas A utilização do MOET em programas de melhoramento genético é relativamente fácil ao que diz respeito principalmente sobre o manejo visto que pode ser executada em rebanhos sob supervisão de pouca mãodeobra NICHOLAS 2011 A MOET possui vantagens quanto ao potencial aumento da taxa de endocruzamento Porém não é tão efetiva em animais naturalmente polítocos logo são indicados para animais como bovinos caprinos e ovinos Embora a técnica de Transferência de embriões seja consolidada como biotecnologia reprodutiva algumas outras tecnologias surgem de forma a auxiliar os programas de melhoramento genético e reprodutivo sobretudo referentes a animais pouco férteis como a Transferência de Oócito e Intracitoplasmática de Gametas A transferência de embriões é realizada de forma que uma vaca doadora de características desejadas é inseminada artificialmente com sêmen de alta qualidade de touro com características também desejadas onde os embriões são extraídos e posteriormente transferidos à vacas receptoras aptas a gestação Devido a biotecnologia se fez viável a obtenção de mais embriões em uma mesma estação de monta por exemplo através da indução de múltiplas ovulações Na técnica de indução de múltiplas ovulações há maior taxa de recuperação embrionária e desenvolvimento folicular quando realizada de forma adequada SÁ etal 2016 Figura 2 Técnica de Transferência de Embriões em bovina Fonte JIMENEZ et al 2013 Tal técnica é recomenda quando se deseja características de uma fêmea com pouca ou nenhuma capacidade de manter a gestação até o parto ou até mesmo para aumentar a população de animais em riscos de extinção OTTO 2018 333 Fertilização in vitro A técnica consiste na obtenção de um indivíduo a partir da junção de espermatozoide e óvulo em laboratório que após a formação do embrião este é transferido para o útero da fêmea a prosseguir com a gestação A técnica é capaz de promover alta taxa de produção de descendentes visto de diminui o intervalo entre gerações MARTINS 2007 Ainda a fertilização in vitro permite que uma única amostra de sêmen se fertilize em diversas doadoras sem que haja então a utilização de hormônios para a ovulação múltipla RODRIGUES etal 2009 bem como a obtenção de óvulos de fêmeas mais jovens do que aquelas utilizadas para outras biotecnologias e também baixas taxas de endocruzamentos NICHOLAS 2011 334 Utilização de proteínas recombinantes A técnica de utilização de proteínas recombinantes tem como o objetivo a produção de proteínas originadas de uma espécie em outra e é mediada por meio da engenharia genética Tal técnica é utilizada geralmente para a criação de vacinas e utilidades farmacêuticas No entanto a técnica não é considerada muito viável economicamente visto que são necessárias diversas etapas para que a recombinação no DNA seja realizada 335 Sexagem de embriões A sexagem de embriões consiste da identificação do sexo do embrião a ser gestado de forma que possam ser elaborados programas de controle populacional de machos ou fêmeas de acordo com o objetivo específico a que se deseja alcançar A técnica é realizada por meio de PCR e sonda BRY 4a onde esta é marcada por fluoresceína ou gel de agarose onde a partir de um pequeno segmento de DNA do embrião se multiplica partes de regiões do braço longo do cromossomo Y Quando o marcador gel apresenta bandas sabese que o embrião é macho e quando ausentes fêmea NICHOLAS 2011 A sexagem é amplamente utilizada com interesses comerciais como exemplo em rebanhos de gado de corte onde a predileção é por nascimentos do sexo masculino visto que os machos são os destinados ao abate ao passo que em rebanhos leiteiros o interesse é que nasçam animais fêmeas para a maior produção do rebanho É importante ressaltar que a sexagem de embriões não impacta diretamente o melhoramento genético da população ou indivíduo visto que neste caso não é selecionada características desejáveis apenas o sexo 336 Animais Transgênicos A obtenção de animais transgênicos foi possível através da tecnologia de DNA recombinante sendo então possível a transferência de genes de um indivíduo para outro de forma controlada A técnica consiste da inserção de DNA clonado via microinjeção no núcleo de um óvulo fecundado fazendo com que tal DNA se incorpore aos cromossomos da célula posteriormente transmitidos a todas as célulasfilhas OTTO 2018 No entanto a técnica possui inconvenientes ao passo que os genes introduzidos podem se alojar em regiões distantes de onde se encontra o gene a ser mutado o que faz com que haja a possibilidade de o gene defeituoso e o introduzido se expressem de maneira independente Acreditase que a utilização de animais transgênicos será realizada principalmente a partir da inserção de polipeptídios humanos de interesse farmacêutico sendo possível que pouca quantidade de animais seja necessária para produzir as quantidades suficientes de proteínas objetivadas pela indústria farmacêutica Porém a produção de animais transgênicos enfrenta questões éticas e legais a serem discutidas bem como de bemestar dos animais NICHOLAS 2011 337 Clonagem Animal A clonagem consiste na obtenção de indivíduos geneticamente idênticos e pode ser realizado através da introdução do núcleo celular de um indivíduo em um ovócito do qual gestará a cópia Na natureza existem clones naturalmente como o caso de gêmeos idênticos e diversas tentativas de clonagem foram realizadas em animais Porém a taxa de sucesso é baixa visto que a maior parte das células clonadas se desenvolvem de forma atípica e anormal OTTO 2018 Esta técnica assim como a produção de animais transgênicos enfrente controvérsias acerca de suas questões éticas visto que não é considerada a individualidade de cada animal já que se objetiva produzir indivíduos idênticos e que em quase a totalidade tem seu nascimento e estado de saúde comprometido geralmente entrando em óbito rapidamente 4 Material e Métodos A metodologia utilizada para a elaboração do trabalho consiste em uma revisão de literatura acerca das biotecnologias encontradas atualmente no âmbito genético sobretudo na medicina veterinária A revisão foi realizada a partir da busca de termos como biotecnologia e veterinária genética e biotecnologia bem como através da leitura de livros de genética básica utilizados para o ensinamento da disciplina nos cursos de medicina veterinária 5 Conclusão A partir do exposto é possível concluir que a biotecnologia está presente nas mais diversas práticas principalmente reprodutivas cujo objetivo principal é a obtenção de indivíduos superiores aos seus progenitores ou que nasçam com determinadas características de interesse sendo estas responsáveis pelo melhoramento genético de rebanhos por exemplo Além disso tais técnicas permitem que um indivíduo repasse suas características genéticas adiante ainda que não seja capaz de gerar a sua prole sendo os embriões então recebidos por outra de maior aptidão materna estado nutritivo e capacidade de gerar a prole da forma adequada A biologia aliada à engenharia ainda permite a recuperação de populações extintas ou em risco de extinção o que pode ser capaz de promover a devolução do equilíbrio de determinados ecossistemas No entanto é importante ressaltar que a biotecnologia não deve ser utilizada indiscriminadamente e por profissionais sem qualificação para tais práticas além da necessidade de serem realizadas com boas práticas higiênicosanitárias para que não haja a disseminação de doenças contagiosas como o caso da brucelose onde a bactéria causadora é capaz de sobreviver ainda sob congelamento o que faz com que o animal e sêmen de uma Inseminação Artificial sejam muito bem avaliados A utilização das biotecnologias disponíveis deve ser feita com responsabilidade e de forma que não prejudiquem as demais características do indivíduo mantendo o seu bemestar e estado de saúde respeitando a sua limitação 6 Referências BARBOSA RT MACHADO R Panorama da inseminação artificial em bovinos EMPRAPA Pecuária Sudeste Documentos São Carlos SP 2008 JIMENEZ CR TRIANA ELC FLHO JMP SALINAS JAP Curso Biotécnicas reprodutivas na fêmea bovina 84ª Semana do Fazendeiro Campus UFV Viçosa 2013 MARTINS CEL Fertilização in vitro 2007 Disponível em httpwwwinvitrodulcombrartigosver9 Acesso em 26 de outubro de 2022 MARTINS CF SIQUEIRA LGB DE OLIVEIRA CTSAM SCHWARZ DGG DE OLIVEIRA FASAM Inseminação Artificial Uma tecnologia para o grande e o pequeno produtor EMBRAPA Cerrados Planaltina DF 2009 NICHOLAS FW Introdução à genética veterinária 3ª ed Artmed 2011 OTTO PG Genética Básica para Veterinária 5ª ed Gen Grupo Editorial Nacional São Paulo 2018 RODRGUES CALS SANTOS V AZZOLNI CR BORTOT DC SACCO SR Fertilização in vitro FIV Revisão de Literatura Rev Científica eletrônica de medicina veterinária Ano VII n 12 jan 2009 SÁ MAF LIMA TFG JACOB JCF Indução de múltiplas ovulações em éguas revisão de literatura R Científica UBM Barra Mansa RJ ano XXI v18 n 341 Sem 2016 p 184202