Biotecnologia aplicada à Pequenos Animais

Universidade Federal de Pelotas

CDTec - Graduação em Biotecnologia

Disciplina de Biotecnologia Animal

Julho, 2013

Priscila M. M. de Leon Dra., Médica Veterinária

PNDP Biotecnologia/UFPel

Pequenos animais

Cães Gatos

• Nutrição

• Reprodução

• Clínica – Saúde animal

Biotecnologia aplicada à Pequenos Animais

• Indústria de alimentos para cães e gatos oferecem uma ampla variedade de produtos que além de suprir as necessidades nutricionais, são específicas para atender:

– raça (mini, médio, gigante);

– estilo de vida (nível de atividade física)

– estágio da vida do animal (lactantes, crescimento, reprodução)

– condições associadas à doenças e inabilidades crônicas (problemas cardíacos, gastrointetinais, diabete, obesidade, convalescência, alergias e intolerâncias);

• A Biotecnologia está sendo utilizada na adição de valor em dietas funcionais e nutracêuticas;

Biotecnologia na Nutrição Animal

• Alimentos funcionais: alimentos que causam efeitos benéficos a saúde quando consumidos com regularidade;

• Alimentos Nutracêuticos: suplementos dietéticos que fornecem de forma concentrada um agente bioativo de um alimento, usado em dosagens que excedem aquelas obtidas no alimento;

• Exemplos:

– Taurina; Vitamina C; Ácidos graxos polinsaturados de cadeia longa (Omega 3); Fitoquimicos (Extrato de Yucca schidigera); Vitamina D; Fito-estrógenos; Quelatos e Selênio; Carotenóides;

Biotecnologia na Nutrição Animal

• FOS, MOS, β-Glucanos – função imune e intestinal;

• Glucosamina e Condroitina – remodelam a cartilagem e a condição de articulação;

• Nucleotideos – função imune e desenvolvimento da mucosa intestinal;

• Creatinina – metabolismo muscular;

• Carnitina – metabolismo de gorduras;

• Glutamina – imunidade e antioxidante;

• Polifenóis – higiene oral e antioxidante;

• Glicomacropeptideos – higiene oral;

• Poliois – higiene oral, função hepática, produção biliar, adoçante, humectante;

• Enzimas – auxiliar na digestão;

• Cromo Orgânico – anti-diabético;

• Ácido Lipoico – antioxidante;

• Carotenóides (licopeno, Luteína, Zeaxantina) – antioxidante e facilitador imune;

Estudo de transcriptoma em desenvolvimento de obesidade em cães: • Microarray mostrou 1.665 genes diferencialmente expressos no

tecido adiposo dos animais com aumento de peso;

Mudança do perfil de expressão genica afetado pela idade e dieta no tecido hepático: Proteína animal x Proteína vegetal • expressão de 234 genes foi alterada pela idade, enquanto que 137 genes foram

diferencialmente expressos pela dieta. • genes relacionados com a inflamação, estresse oxidativo e glicólise foram

estimulados • genes relacionado com a regeneração, metabolismo de xenobióticos e tráfico

de colesterol foram reprimidos.

• GGMO é um derivado do processamento da madeira, composto de oligossacaídeos e polifenóis;

• Potencial prebiótico; • Aumenta a digestibilidade de alguns nutrientes, porém diminui

absorção de proteína;

“Graças à pesquisa científica o conceito tradicional de nutrição (desenvolver, manter e fornecer

energia ao corpo) tem uma função preventiva e curativa, marcando o

nascimento da Nutrição Saúde”

“O equilíbrio ideal é obtido quando todos os ingredientes entram na fórmula em proporções adequadas e complementam uns aos outros, contribuindo com uma peça maior ou menor do quebra-cabeça.”

• A Biotecnologia na nutrição de cães e gatos têm melhorado:

– as margens dos fabricantes;

– o valor de percepção pelo proprietário ;

– perspectiva de qualidade de vida do animal;

– Prevenção e o tratamento de doenças através da ração;

Biotecnologia na Nutrição Animal

• Em pequenos animais a reprodução não tem objetivo de produção em larga escala;

• Objetivos da Biotecnologia da Reprodução em pequenos animais:

Reprodução de animais em extinção (caninos e felinos selvagens);

Reprodução de modelos experimentais (câncer, obesidade e diabetes);

Obtenção de células tronco embrionárias – Terapia Celular;

Cães: banco de sêmen para comercialização;

Gatos: comercialização de embriões criopreservados;

• Cães x Gatos – Diferenças na fisiologia reprodutiva e gametas

– Biotecnologia da reprodução é mais avançada em gatos que em cães;

Biotecnologia na Reprodução Animal

lobo-guará

Lince ibérico

Canídeos e Felídeos em Extinção

Canídeos e Felídeos Transgênicos

Cadelas

• Características reprodutivas: – São monoéstricas;

– Tempo de gestação: 63 dias;

– oócito é ovulado no início da 1ª divisão meiótica (QVG ocorre logo após a ovulação; 6-12 CCO por ovulação);

• Biotecnologias reprodutivas: Tx de MIV de 20-40% (54-60h de MIV);

Tx de FIV 10-50% e Clivagem de 5-20% (47-59% de polispermia);

Bloqueio do desenvolvimento embrionário após a FIV (8 células → ativação do genoma embrionário);

IA 84% de concepção (intrauterina – endoscopia);

Cadelas não respondem a superovulação;

Embriões são ricos em lipídeos citoplasmático → falhas na criopreservação;

Oócitos escuros dificultam a manipulação.

Biotecnologia na Reprodução Animal

Cadelas

• Clonagem: alternativa para reprodução, obtenção de embriões através da transferência nuclear;

• Obstáculo → falhas no cultivo e na criopreservação de embriões

Embriões clonados são transferido 4h após a ativação;

Tx de fusão de 80% e eficiência de 0,4-5% ("síndrome da prole anormal“);

• Lee et al. de 2005: primeiro cachorro clonado (Snuppy) nasceu após a transferência nuclear de fibroblasto adulto;

• Hong et al 2009: 6 filhotes transgênicos nasceram após transferência nuclear a partir de fibroblastos fetais caninos transfectadas com o gene da proteína vermelha fluorescente (RFP);

Biotecnologia na Reprodução Animal

• Embriões permanecem 9 dias dos 63 dias de gestação no oviduto; • A implantação embrionária se dá entre 16-21 dias depois da ovulação; • Heterogeneidade nos embriões – ovulação durante 24-36h;

• A taxa de retomada da meiose: 53,4% nos oócitos vitrificados; 93,8% nos oócitos controle; e 91,4% no grupo de oócitos exposto a sol. De vitrificação.

• Genes: HSP70, Dnmt1, SOD1 e BAX não tiveram a expressão alterada; • Bcl-2 foi expresso fortemente no grupo de oócitos vitrificados;

Gatas • Características reprodutivas:

– São poliéstricas estacionais, com atividade nos dias de maior luminosidade;

– Possuem ovulação reflexa, 24-48h após cópula e liberação de LH;

– Oócitos são ovulados em Metáfase II;

• Biotecnologias reprodutivas: – Tx de MIV 40-60% (40-48h);

– Tx de FIV 40-50%;

– Tx de blastocistos 10-50%;

– Criopreservação de embriões;

– Transferência Nuclear é usada para produzir clone (60-70% de fusão; 80-90% de clivagem; 20% de blastocistos);

Biotecnologia na Reprodução Animal

• Proteínas de fase aguda (APP) são utilizadas como biomarcadores de inflamação, infecção e trauma;

• estes compostos são cada vez mais utilizados no diagnóstico em pequenos e grandes animais

usadas para avaliar a resposta sistêmica do sistema imune inato;

usadas no diagnóstico e prognóstico na resposta à terapia de monitorização;

Produzidas principalmente no fígado induzido por citocinas;

• Detecção por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE);

• a concentração sérica pode aumentar de 1mg/L para 100mg/L em doenças infecciosas (babesiose, leishmaniose, parvovirose, leptospirose e endotoxemia E. Coli);

Biotecnologia na Saúde Animal

• Doença inflamatória do intestino (IBD) é considerada a causa mais

comum de vómitos e diarreia em cães da raça Pastor Alemão;

• receptores do tipo Toll (TLR) foi associado em humanos;

• SNP: 3 em TLR5 e 2 em TLR4 foram associados na patogênese da IBD.

• Osteoartrite canina (OA) ocorre em associação com doenças articulares como: displasia coxofemoral (HD), displasia do cotovelo (ED), ruptura do ligamento cruzado cranial (RLCC);

• 113 SNPs em 20 genes foram analizados;

• Não foi encontrada associação com de AO com os SNPs estudados;