Biotecnologia Animal: Uma Introdução à Biotecnologia Animal

Biotecnologia Animal: Uma Introdução à Biotecnologia Animal!

O conceito de cultura de tecido animal surgiu pela primeira vez em 1903, quando cientistas descobriram a técnica de divisão de células in vitro (em um tubo de ensaio). Ross Harrisson fez o começo da técnica de cultura de tecido animal em 1907 usando tecido de rã.

Esta técnica foi inicialmente confinada a animais de sangue frio. No entanto, estudos posteriores trouxeram até mesmo os animais de sangue quente em sua esfera. Ao longo dos anos, vários tecidos foram usados ​​como explantes, e a técnica de cultura de tecidos tornou-se, de fato, a espinha dorsal da biotecnologia animal.

Aplicações da Cultura de Tecidos Animais:

As modernas ferramentas biotecnológicas também tiveram uma influência notável na biotecnologia animal. Muitas técnicas inovadoras estão sendo constantemente usadas em todo o mundo para melhorar a pecuária. O fundamento dessa abordagem está na alteração em vários níveis bioquímicos e moleculares. Essas técnicas estão se mostrando extremamente úteis no desenvolvimento de animais resistentes a doenças, saudáveis ​​e mais produtivos.

Algumas das áreas em que essas técnicas moleculares podem ser úteis incluem:

Criação de Animais:

Embora os programas tradicionais de reprodução já existem há muitos anos, sua aplicação permanece limitada. Eles não são muito específicos, pois a reprodução convencional resultaria em um cruzamento entre dois animais, onde muitos genes podem ser transferidos simultaneamente.

Aqui, alguns genes podem ser úteis, enquanto outros podem ser problemáticos. Mas a tecnologia de DNA recombinante tornou possível a criação de animais com grande precisão e exatidão. Genes específicos podem ser inseridos em um embrião animal sem causar uma mudança em outros genes presentes no mesmo animal.

Uma das principais aplicações desta técnica é o desenvolvimento de novas raças de vacas produtivas que podem produzir leite mais nutritivo. O leite de uma vaca ordinária carece de lactoferrina, uma proteína contendo ferro, que é significativa para o crescimento infantil.

Cientistas da Gen Pharm International, Califórnia, desenvolveram o touro transgênico Herman, que foi microinjetado com o gene humano para a lactoferrina. A criação de Herman e sua progênie será uma nova fonte de leite nutritivo.

Vacinas:

Bilhões de dólares são gastos a cada ano para melhorar os animais da fazenda e seus cuidados de saúde. Os cientistas estão agora tentando usar tecnologia de DNA recombinante para produzir vacinas para estoques de animais. Uma vacina extremamente eficaz já foi desenvolvida para a pseudo-raiva suína (herpesvírus). Esta vacina foi convencionalmente fabricada por matar micróbios causadores de doenças.

Isso corria um alto risco de sobrevivência de alguns desses micróbios. Um exemplo comum é a doença fatal da febre aftosa (FMD). Tem havido muitos casos na Europa, onde o uso da vacina contra a febre aftosa, na verdade, causou um surto da doença. As modernas vacinas recombinantes não são injetadas com esses germes. Eles são, portanto, seguros de usar e não envolvem tal risco.

A produção convencional de vacinas é um assunto de alto custo e baixo volume. Mas os modernos sistemas de produção recombinante abriram novas perspectivas no enorme mercado de vacinas eficientes. As vacinas recombinantes também pontuam em seu ritmo acelerado de desenvolvimento.

As vacinas convencionais podem levar de vinte a trinta anos de pesquisa e experimentação antes de estarem prontas para uso. Isso vem causando uma deficiência de vacinas importantes. As vacinas modernas são preparadas em um período de tempo muito mais curto. Além disso, essas vacinas são ativas mesmo à temperatura ambiente. O seu movimento e armazenamento torna-se assim muito mais fácil.

Melhorando a Nutrição Animal:

A nutrição animal é outra grande preocupação que pode ser abordada por meio de ferramentas biotecnológicas. Vimos como certas bactérias foram eficientemente usadas para superexpressar proteínas para aplicações medicinais. Similarmente, proteínas animais como as somatotropinas podem ser superexpressas em bactérias e geradas em maiores quantidades para fins comerciais.

Dar pequenas quantidades dessas proteínas a animais como ovelhas e vacas já mostrou um aumento na eficiência de conversão alimentar do animal. A manipulação biotecnológica pode ajudar a gerar a Somatotropina Suína (PST), que não apenas melhora a eficiência alimentar em suínos em 15% a 20%, mas também traz benefícios importantes para os sistemas de saúde humana. O PST também ajuda a reduzir os depósitos de gordura.

Outro hormônio do crescimento - a somatotropina bovina (BST) é dada às vacas leiteiras para melhorar sua produção de leite em até 20%. Esse tratamento hormonal aumenta a ingestão de ração do animal e também aumenta a relação entre leite e ração em cinco a quinze por cento.

O fator de liberação de hormônio do crescimento (GHRF) é outra proteína que foi relatada para aumentar a eficiência alimentar dos animais. Embora este não seja um hormônio de crescimento, ele ajuda o animal a aumentar a produção de proteínas de crescimento (hormônios).

O uso inicial de tal tecnologia foi seguido pelo medo de transferir esses hormônios para os seres humanos através do leite e produtos de carne. No entanto, estudos extensivos concluíram conclusivamente esses medos para descansar. Testes provaram que essas proteínas não têm nenhum efeito no corpo humano e, portanto, são seguras para o consumo.

Criando Animais Transgênicos:

Ovelha Transgênica:

Dolly, a ovelha foi criada na Escócia em 1997 pela técnica de transferência nuclear. Aqui, o núcleo de uma célula mamária "doadora" foi injetado em uma célula receptora (ovo) (cujo núcleo havia sido removido). Essa célula foi então implantada em uma mãe substituta receptiva e, eventualmente, evoluiu para Dolly - o "clone do doador". Isto foi seguido pelo nascimento de Polly - o cordeiro transgênico contendo um gene humano (Fig. 3).

O desenvolvimento de Dolly e Polly, os primeiros animais clonados, criaram ondas em todo o mundo. Este feito é realmente significativo, pois não só marca uma grande conquista científica, mas também abre caminho para a geração de muitos outros animais clonados, que carregam valiosas proteínas humanas.

Cabra transgênica:

Neste caso, as células fetais foram obtidas de um feto de cabra com trinta dias de vida. O gene AT III, um gene humano que codifica a proteína anticoagulante, foi ligado ao promotor e injetado no núcleo do óvulo recém-fertilizado.

Após a remoção do núcleo do óvulo receptor (condição enucleada), o óvulo doador foi fundido com células de fibroblastos fetais que possuem o gene humano. Posteriormente, o embrião clonado foi transferido para uma mãe caprina fêmea receptora.

A descendência feminina assim desenvolvida é capaz de produzir leite contendo proteína humana. Esta proteína pode ser facilmente extraída do leite e utilizada para vários fins farmacêuticos. O desenvolvimento dessas cabras com genes humanos é uma das primeiras aplicações do processo de transferência nuclear.

A PPL Therapeutics, uma empresa do Reino Unido, já desenvolveu cinco cordeiros transgênicos. O diretor da empresa, Dr. Alan Colman, diz que esses cordeiros são a realização da visão de produzir rebanhos ou rebanhos instantâneos que produzem altas concentrações de proteínas terapêuticas valiosas muito rapidamente. Ultimamente, os porcos também foram clonados usando técnicas de clonagem mais inovadoras. Estes porcos podem ser muito úteis para a indústria alimentar.

Xenotransplante: Transplante de órgãos de uma espécie para outra

O transplante de órgãos, o mais recente feito biotecnológico, provou ser um tratamento eficiente em termos de custo para doenças cardíacas, renais, pulmonares e outras. Acredita-se que órgãos de espécies como porcos sejam fontes promissoras de órgãos doados para humanos. Esta prática é referida como 'Xenotransplantation'.

O primeiro experimento de xenotransplante foi realizado em 1905, quando um cirurgião francês transplantou fatias de um rim de coelho para um paciente humano. Os primeiros experimentos de transplante de rim de chimpanzé em humanos foram conduzidos em 1963-64. Um dos pacientes que recebeu o rim transplantado sobreviveu por nove meses.

As válvulas cardíacas transplantadas de porcos são comumente usadas para tratar diferentes formas de doenças cardíacas graves. As células animais encapsuladas também são vistas como um caminho promissor de pesquisa no tratamento do diabetes. Doença de Parkinson e a dor aguda causada por certas terapias medicamentosas. Fluidos e tecidos de vacas também foram usados ​​para produzir medicamentos e outros produtos para a saúde durante décadas.

O principal obstáculo para o xenotransplante é o sistema imunológico do corpo humano contra a infecção. Às vezes, a introdução de um tecido não humano no corpo humano cria uma rejeição hiperativa, e todo o corpo pode interromper o fluxo de sangue para o órgão doado. Aqui, novamente, a biotecnologia intervém para salvar o dia. Os porcos estão sendo clonados para produzir órgãos, que serão reconhecidos pelo corpo humano.

Esses porcos são desenvolvidos pela microinjeção de material genético de células de suínos fetais em ovos, que não tinham material genético próprio. Esse método é conhecido como 'Honolulu Technique', já que foi Teruhiko Wakayama e seu grupo na Universidade de Honolulu (EUA) quem primeiro usou esse método para clonar camundongos.

Esta técnica levou ao desenvolvimento do primeiro clone de mamífero macho. Este método é altamente favorecido, pois envolve apenas a transferência da célula doadora fetal. Outros métodos, como o usado na clonagem de Dolly, requerem a fusão de toda a célula doadora com o ovo enucleado.

Xena - o porco preto clonado poderia ser um passo à frente na produção de órgãos para transplante. O próximo passo seria modificar o genoma deste porco clonado, para que os órgãos obtidos de tais animais não representassem ameaça de rejeição quando usados ​​para transplante. Entretanto, o dilema ético de tais transplantes e a probabilidade de transmissão de vírus de doenças desconhecidas ainda precisam ser resolvidos.

Transferência de Embriões:

A transferência de embriões bovinos é outra técnica de manipulação genética. A principal vantagem da transferência de embriões é que aumenta a capacidade reprodutiva de bovinos úteis como vacas e búfalos. Tal transferência também pode diminuir o intervalo de geração entre as etapas de seleção por ter uma grande porcentagem de progênie de doadores jovens.

Em alguns casos, a transferência de embriões permite até que vacas e búfalos que se tornaram inférteis devido a uma doença, lesão ou envelhecimento, tenham progênie. Técnicas de transferência de embriões (ET) também foram desenvolvidas para camelos e bezerros. Este estudo foi realizado no Centro Nacional de Pesquisa em Camelo em Bikaner.