Elaborada a partir de um dos principais gargalos da aquicultura, a quarta tese do Programa de Pós-graduação em Aquicultura (PPGAQ) da FURG a receber indicação de menção honrosa no Prêmio Capes de Teses, buscou na engenharia genética uma solução para combater antinutrientes presentes nos ingredientes de origem vegetal usados na composição de rações animais. Escrito por Kamila Oliveira dos Santos, com orientação do professor Luis Fernando Fernandes Marins, o estudo é pioneiro em demonstrar que um probiótico transgênico é capaz de minimizar efeitos negativos de uma dieta rica em vegetais, estimulando o sistema imunológico e reduzindo a resposta inflamatória e o estresse oxidativo do peixe.

Segundo Kamila, a tese começou a ser elaborada em 2015, quando ingressou no programa de doutorado em aquicultura. Na ocasião, foi elaborado um projeto para que fosse possível enxergar uma problemática e, posteriormente, encontrar caminhos para uma solução na literatura científica. “Buscamos produzir um estudo que não ficasse apenas na produção de mais um manuscrito, mas sim algo que pudesse ser aplicado na prática e saísse das gavetas da universidade”, explica a doutora.

De acordo com o orientador do trabalho, dentro da atuação do programa, são elencados três temas considerados de extrema importância para a produção de peixes e camarões: doenças; reprodução de matrizes; e nutrição. “O tema da tese da Kamila abordou este último, uma vez que a maior parte do custo de produção está na ração. Uma maneira de diminuir o custo é substituir a proteína animal pela proteína vegetal na dieta, no entanto, a matéria vegetal é acompanhada de alguns compostos antinutricionais”, complementa o Luis Fernando.

Combate ao fitato: engenharia genética e bactéria transgênica

Um exemplo destes compostos é o ácido fítico, ou fitato, que é a forma de armazenamento de fósforo dos vegetais. Este composto é difícil de ser quebrado pelo organismo e pode desencadear processos inflamatórios na mucosa intestinal. “Em nossa busca na literatura, descobrimos que a enzima fitase é amplamente usada em sua forma purificada, mas qualquer terapia medicamentosa e enzimática é extremamente cara”, explica Kamila. A fitase atua diretamente no fitato, oferecendo uma forma mais absorvível do composto pelo organismo animal.

Para aproveitar os benefícios da enzima e driblar o alto custo de sua produção, a pesquisadora e seu orientador buscaram na engenharia genética uma solução para a problemática. “Pensamos em utilizar técnicas de engenharia genética em uma bactéria probiótica para que ela fosse programada para produzir e secretar uma fitase. Na nossa ideia, esse probiótico geneticamente modificado funcionaria como uma biofábrica de fitase”, contextualiza o orientador.

A bactéria escolhida pelos pesquisadores foi o Bacillus subtilis, que, segundo Luis Fernando, é reconhecidamente segura e bastante utilizada como probiótico, inclusive para humanos. “Também, um outro aluno de doutorado esteve desenvolvendo parte de sua Tese na Universidade de Stuttgart (Alemanha) onde essa bactéria foi utilizada como modelo para estudos de engenharia genética”, aponta o professor.

De acordo com Kamila, após descobrir o sequenciamento genético da fitase, produziu-se a bactéria transgênica, posteriormente adicionada à ração do animal. “Uma vez dentro do organismo, a bactéria age na fabricação da enzima, combatendo os antinutrientes por um longo período”. Segundo Luis Fernando, alguns testes apontaram a duração da biofábrica agindo durante 17 dias no organismo do Zebrafish.

Vantagens comerciais

De acordo com a autora e seu orientador, este método representa uma alternativa economicamente vantajosa, uma vez que probióticos transgênicos expressando enzimas podem ser uma poderosa ferramenta para tornar as dietas mais eficientes do ponto vista nutricional e econômico, além de abrir possibilidades para o tratamento de doenças nutricionais, inclusive em humanos; e, ainda,representa um método de utilizar a enzima em um processo que não envolva diretamente a sua purificação, fator responsável por elevar o custeio da operação.

“O problema dessa tecnologia é que estamos tratando de um microrganismo geneticamente modificado e, para sua utilização, existem leis bastante restritivas”, comenta e completa Luis Fernando: “Entretanto, penso que o desenvolvimento da tecnologia é bastante importante ainda mais em uma Universidade Pública. Nossa função como pesquisadores é desenvolver, testar e avaliar cientificamente a tecnologia. Cabe à sociedade e aos governantes decidir se é útil ou não”.

Menção Honrosa no Prêmio Capes de Teses

Oferecido pelo governo brasileiro, o prêmio Capes de Teses presta uma homenagem para os melhores trabalhos de teses defendidos no país, avaliando os trabalhos defendidos por doutorandos no ano anterior. De acordo com Kamila, há uma pré-seleção em cada pós-graduação, proveniente da decisão de um comitê, que avalia trabalhos com base em critérios como defesa da tese em tempo regular, qualidade e importância do trabalho defendido, trabalhos publicados em revistas de notoriedade científica e assim por diante.

Ainda de acordo com Kamila, a edição do prêmio Capes de tese 2020 registrou o maior número de inscrições de sua história: 1.421 teses foram submetidas à avaliação. A menção honrosa do trabalho “Engenharia genética no probiótico Bacillus subtilis: expressão de fitase fúngica melhora parâmetros zootécnicos, sistema imune, resposta inflamatória e defesa antioxidante no zebrafish (Daniorerio) alimentado com dieta rica em matéria vegetal”, é o quarto trabalho do PPGAQ a ser indicado para o prêmio. “Cada área do conhecimento é premiada. No caso, a menção honrosa recebida por mim e pelo professor Luis Fernando Marins corresponde a área de Zootecnia/Recursos pesqueiros”, conclui Kamila.