Biotecnologia é um termo relativamente novo, muito embora sua prática seja antiga. A biotecnologia em si é a utilização de processos biológicos como geradores de tecnologias de forma que se agregue valor a um dado produto.
Se pensarmos bem, podemos observar que a biotecnologia pode ser considerada um processo antigo quando nos referimos por exemplo à tecnologia de produção de vinhos, cerveja, queijo etc, mas tem ganhado grande relevância com a evolução dos processos, da bioinformática e da tecnologia.
Podemos dividi-la em cinco ramos, que são: humana, ambiental, industrial, animal e vegetal.
Na área animal
Na área animal as aplicações da biotecnologia moderna são múltiplas e, por isso, envolvem um mercado potencial de bilhões de dólares por ano. Essa realidade faz com que cresça a cada dia a competição por esse nicho comercial, o que exige, por parte das empresas, investimentos significativos no desenvolvimento de pesquisas.
Podemos empregar as biotecnologias como forma de aumentar a produtividade, melhorar a saúde animal e o bem estar, mas sobretudo elas tornam os sistemas produtivos mais eficientes e sustentáveis, melhorando a qualidade e a lucratividade.
Observo que um destaque especial tem sido alcançado na área de genética, onde posso destacar os avanços na identificação de marcadores moleculares, na engenharia genética, nas ômicas (proteômica, metabolômica, metagenômica, etc.), na bioinformática e na conservação de recursos genéticos.
Destaco alguns estudos de transgenia, realizadas na área de biotecnologia, que estão voltados para novos produtos a partir da criação de animais capazes de produzir proteínas terapêuticas (biorreatores), que sirvam para estudar doenças humanas, além de fornecer órgãos para seres humanos (xenotransplante) com novas características genéticas. Para gerar esses animais transgênicos, são utilizadas ferramentas genéticas desenvolvidas pela tecnologia do DNA recombinante. Ou seja, esses animais contam com moléculas de DNA exógeno (gene), introduzidas por intervenção humana intencional, com a intenção de expressar as novas características que podem ser herdadas pelos seus filhos.
Outra possibilidade é a de animais transgênicos expressarem proteínas em determinados órgãos, torna-os viáveis como biofábricas de proteínas de importância biomédica que serão produzidas nos seus fluidos em larga escala (no sangue ou no leite). Os fluidos são constantemente produzidos, o que facilita a recuperação dessas proteínas. A produção das proteínas no leite é mais vantajosa que no sangue, devido a algumas vantagens como: as proteínas não circulam no corpo do animal e o leite pode ser coletado em grandes quantidades. Cabras, porcas e ovelhas transgênicas estão produzindo, no leite, proteínas humanas como é o caso da proteína C com atividade anticoagulante e a hemoglobina.
Animais transgênicos também podem ser utilizados para estudar mecanismos moleculares que contribuam para a patologia de doenças humanas, assim como para testar agentes terapêuticos que evitem o início da doença, diminuam seu progresso ou reduzam os sintomas.
A geração de animais transgênicos também terá reflexos comerciais importantes, tais como: aumento da eficiência na conversão alimentar e na quantidade de proteína na carne, melhora na taxa de crescimento corporal, crescimento da produção de carcaça e fibras têxteis (lã), entre outros.
Até o momento foram, nos peixes, que a transgenia deu melhor resultado. Salmões transgênicos já estão sendo comercializados nos Estados Unidos, com crescimento 15% superior aos não transgênicos.
A produção de lã têxtil por ovelhas transgênicas teve aumento de 6% sem que ocorressem modificações nas características da fibra. O custo com doenças infecciosas nos animais domésticos fica entre 10% a 20% do valor total de produção. Métodos de transgenia têm se tornado atrativos, visto que programas de melhoramento convencional, feitos por meio de seleção são mais demorados. Animais com defesa seletiva a várias doenças já foram gerados. Podemos citar, como exemplo, bovinos, suínos e ratos transgênicos resistentes ao vírus da influenza.
Os camundongos são comumente empregados como modelos animais para diversas doenças humanas, como fibrose cística, arteriosclerose, osteogênese imperfeita, talassemia, obesidade e AIDS, entre outras. A engenharia genética, sobretudo a transgenia em animais também tem sido empregada na investigação do câncer, oferecendo uma abordagem alternativa para compreender a influência da genética, fisiologia e ambiente no desenvolvimento dessa condição. Além disso, no âmbito da pesquisa aplicada à saúde humana, destaca-se a utilização de animais, especialmente suínos, como doadores de órgãos para transplantes em humanos (xenotransplante). Suínos transgênicos são utilizados para expressar níveis elevados de fatores de inibição na superfície de vasos e capilares sanguíneos, contribuindo assim para prevenir a rejeição dos órgãos transplantados.
Novas características econômicas podem ser agregadas aos animais bastando somente identificá-las. Em conclusão, a transgenia é uma das áreas da biotecnologia com maior potencial de benefícios para toda a humanidade, além de tornar o ambiente científico mais efervescente e fascinante.
Na área animal as biotecnologias moleculares e reprodutivas se destacam. Na molecular o exemplo mais marcante dessa contribuição foi demonstrado com o gene halotano na suinocultura, que está associado a uma maior deposição de músculo na carcaça, mas com maior propensão à produção de uma carne PSE (pálida, mole e exsudativa) (Bridi et al., 2006). A identificação da mutação causal dessa condição permitiu o desenvolvimento de um teste genético simples, que permite, a partir de uma amostra de pelo do animal, identificar os indivíduos normais, heterozigóticos e recessivos, facilitando o estabelecimento de linhagens livres dessa mutação (Fujii et al., 1991). Hoje, praticamente todos os suínos em programas de melhoramento são testados para essa mutação.
Outro exemplo foi a identificação de uma mutação no gene miostatina, responsável pela característica de maior desenvolvimento muscular (dupla musculatura) em animais das raças de bovinos de corte Belgian Blue e Piedmontese. As bases genéticas do fenótipo foram exploradas levando à identificação de várias mutações no gene miostatina.
Em ovinos, na raça Booroola Merino, o gene BMPR-IB foi relacionado à fecundidade, e, nas raças Invedale e Hanna, o gene BMP15 foi associado à ovulação (Liu et al., 2003).
Biotecnologias Reprodutivas
As biotecnologias reprodutivas também avançaram muito nas últimas décadas e vêm atravessando um período promissor. São utilizadas com objetivo de otimizar a produção animal, difusão de material genético selecionado, melhoramento a eficiência e a lucratividade da atividade. As principais biotecnologias reprodutivas são:
– Inseminação artificial (IA);
– Criopreservação do sêmen, oócitos e embriões;
– Transferência de embriões (TE) e técnicas relacionadas, tais como, a punção folicular, criopreservação e micromanipulação de embriões para sexagem, clonagem, transferência de genes;
– Clonagem de animais a partir de células embrionárias, fetais e adultas;
– Produção in vitro de embriões (PIV).
A utilização destas biotecnologias gera diversas vantagens dentre elas podemos destacar:
– Maior controle da atividade reprodutiva;
– Otimização e aceleração do progresso genético em espécies de importância econômica;
– Preservação de espécies em extinção;
– Desenvolvimento ou aperfeiçoamento de novos produtos de origem animal.
– Erradicação de desordens genéticas e doenças determinadas geneticamente.
– Implementação de conceitos éticos e de higiene com o uso da IA e TE;
– Diminuição dos riscos biológicos nas bioténicas que exigem a manipulação de gametas e embriões;
– Formação de recursos humanos especializados.