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Suinocultura Industrial

Estresse e ansiedade em leitões pode ser resultado de alterações epigenéticas em machos suínos, transferidas pelo sêmen a sua progênie

Publicado em 01 fevereiro 2020

Por Humberto Luis Marques

As condições de bem-estar dos reprodutores levariam a modificações epigenéticas nos gametas, as quais influenciariam aspectos comportamentais e fisiológicos em sua prole, como maior agressividade. O estudo também ressalta o suíno como um importante modelo animal para pesquisas cognitivas ligadas à saúde humana

Por Humberto Luis Marques

Um estudo abrangente pretende avaliar como as condições de bem-estar de machos reprodutores suínos podem influenciar decisivamente aspectos cognitivos e fisiológicos em sua prole.

Os pesquisadores trabalham com a hipótese de que situações de estresse vividas por estes animais resultam em modificações epigenéticas nos gametas durante o processo de espermatogênese e de trânsito no epidídimo, trans fenn do estas alterações para a futura leitegada, independente da questão materna. Mais do que isto, este trabalho científico pode resultar em um modelo aplicável em pesquisas humanas, correlacionando o impacto do estresse paterno, sobre as características dos espermatozoides, com determinados aspectos comportamentais em seus futuros filhos.

Conduzido pela equipe do Centro de Estudos Comparativos em Saúde, Sustentabilidade e Bem-estar (), ligado ao Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal, da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (USP), em Pirassununga (SP), a pesquisa é inédita dentro do foco proposto, pois tenta determinar a contribuição dos progenitores masculmos em aspectos cognitivos e fisiológicos da prole, tendo como modelo o suíno.

À maioria dos experimentos tem a fêmea como objeto de estudo, sem avaliar o real papel do macho neste processo. O que acaba sendo um direcionamento óbvio pela condição intima das fêmeas com a cna, que envolve o período gestacional e os cuidados mi ciais com os neonatos, o que pode influenciar aspectos de comportamento, fisiologia e resiliência, além de possíveis modificações epigenéticas causadas pelas experiências de vida e sistema de criação, as quais também ES « Suinocultura Industrial> » nº| 2020 podem ser transmitidas às ninhadas.

O especialista em bem-estar animal Adroaldo José Zanella, coordenador do projeto, explica que o cerne dos estudos se concentra em questões ligadas à resiliência dos suínos, que pode ser entendida como a capacidade de se recuperar facilmente ou de se adaptar a mudanças e situações adversas. “ Esta habihdade cognitiva de negociar dificuldades com o uso de mecanismos de ajustamento e estabilidade emocional são muito importantes ”, afirma Zanella `` Queremos um leitão robusto, que saiba negociar dificuldades sem transformar situações cotidianas em uma catástrofe ”. Um dos aspectos centrais para a indús tna é reduzir a prevalência de disputas agressivas entre os animais. Brigas podem resultar em lesões, perdas de peso, infecções e estresse des necessá no. “ A agressividade excessiva em um ambiente social pós-desmame não é um comportamento condizente com aquela situação ”, reforça o coordenador Outra questão relevante é o descontrole do medo e da ansiedade nestes animais, o que os leva a registrar níveis elevados de estresse em circunstâncias corn queiras de granja, como na entrada de um funcionário na baia ou na ocorrência de qualquer barulho incomum no galpão. Segundo Zanella, o receio do que “ está por vir ” pode elevar os níveis de cort sol, um dos hormônios de resposta ao estresse.

Este tipo de situação gerou uma nova pergunta a ser respondida pelos estudos conduzidos pela equipe do: leitões filhos de machos com ex pen ências de estresse podem ter reações mais intensas de medo e ansiedade do que os de prole de reprodutores em bem-estar?

TRÊS DIFERENTES PERFIS DE MANEJO

As habilidades cognitivas dos suínos são comparáveis as dos cães, apresentando ainda respostas emocio 24 nais semelhantes as dos seres humanos. A espécie A é uma das poucas no reino animal a se reconhecer em um espelho assim como chimpanzés, golfinhos e elefantes, sendo capaz de se antecipar a tomada de decisão de outros suínos ao identificar o que o outro sabe ou não sobre aquela situação momentânea. Além disso, a fisiologia suína carrega muitas semelhanças com a humana, o que coloca a espécie como a pnncipal fonte de estudos para xenotransplantes.

Os suínos se tornam assim um modelo relevante em pesquisas relacionadas à medic ma humana, inclusive nas que envolvem distúrbios cognitivos e emocionais, Com a resiliência também sendo um tema importante em saúde pública, estudos como os desenvolvidos abrem a possibilidade de os suínos contribuírem de forma decisiva para avanços nesta área.

O doutorando Thiago Bernardino de Almeida, integrante do, está nos Estados Unidos participando de um programa de pesquisa no Center ria “ SA for Epi genetic Research in Child Health Brain Develop||' ment (Cerch), ligado a School! of Medicine, na University aaa eds. of Maryland, em Baltimore, um dos pnncipais centros de,$| referência mundial em estudos epigenéticos direcionados a|., 4 neuropsiquiatria infantil, com apoio do Bolsa Estágio de; e No Pesquisa no Ex tenor (BEPE), da Fapesp.. q fais eso Pd aa a “ 94| As amostras de RNA do sêmen de machos suínos, coletadas por Thiago Bernard de Almeida durante a fase inicial de sua pesquisa de Doutorado, serão analisadas em conjunto pela equipe do Cerch.

O alvo dos estudos conduzidos no laboratório está direcionado à população de microRNAs não codificantes e à metilação do DNA no sêmen. “ Ambas representam os possíveis mecanismos para explicar os resultados hereditários na modulação comportamental e fisiológica na prole ”, ressalta o doutorando. O Cerch desenvolve uma séne de estudos sobre os fatores que modulam a expressão gênica no sêmen humano e de roedores, que são utilizados no laboratório como modelos para as pesquisas humanas. Esta será a pn meira vez que um mate nal biológico onundo de suínos será analisado no local. rx o A pesquisa de Doutorado envolveu a coleta do sêmen de 27 cachaços, distribuídos em três sistemas de manejo distintos, compostos por grupos de nove machos cada.O prmeiro grupo foi alojado em um modelo tradicional, com o uso de celas, onde os animais apenas têm espaço para se deitar e levantar. O segundo foi alojado em baias, permitindo movimento e o contato visual com outros reprodutores. O terceiro grupo recebeu um tratamento com níveis elevados de bem-estar, o que consistia no alojamento em baias, fornecimento de feno para manipulação pelos ao estresse animais e estímulo diário por meio de dois minutos de escovação seguido de uma ducha rápida. Estes procedimentos eram realizados duas vezes ao dia, um pela manhã e outro à tarde.

O sêmen de todos os animais foi colhido e analisado em função de suas características e qualidades, o que irá possibilitar comparar as diferentes condições de alojamento e de bem-estar dos progenitores e o impacto disto na qualidade final do espermatozoide. Nos sistemas produtivos de suínos, os reprodutores normalmente são alojados em celas. Esta condição expõe os machos a situações frequentes de estresse, como alojamento individual, restrição alimentar, falta de interação, temperatura ambiente inadequada, entre outros aspectos. “ Não se tem ainda uma ideia de como esta situação de Suinocultura Industrial » nº 2020 Coletas da saliva dos lei toes eram feitas diariamente para análise dos níveis de cortisol, um dos hormônios de resposta alojamento do macho podeidade e na sua progênie ”, comenta Almeida. “ Sabemos impactar na produtividade, fer que situações similares em fêmeas traz impactos negativos relevantes, mas não dispomos ainda de informações relacionadas aos suínos machos; com o estudo finalizado, passaremos a ter alguns parâmetros que podem balizar decisões em termos de qual sena a melhor maneira de manejar e alojar estes reprodutores ”, reforça.

Segundo o doutorando da FMVZ-USP recentes pesquisas têm indicado que os efeitos epigenéticos no sêmen são responsáveis por mudanças no metabolismo e comportamento da progênie, inclusive nas gerações subsequentes, modulando a resiliência destes animais e, consequentemente, o bem-estar deles. O consenso até então era o de que todas as alterações epigenéticas senam apagadas dos gametas, vindo a ser desenvolvidas apenas post enormente. “ Hoje, as evidências científicas apontam que Crédito: Anderson Oliveira Crédito: Anderson Oliveira, responsável pela rotina diária RA no campus da USP. em Pirassununga. Em pé, segundo da esquerda para direita, o mestrando Leandro Sabei este processo não ocorre desta forma, havendo a possibilidade da here dita neda de de características epigenéticas para as gerações futuras ”, comenta Almeida. Os estudos epigenéticos investigam as alterações no funcionamento de um gene, a qual não é causada por nenhuma modificação de sequência do DNA. Chamadas de marcações epign éticas, elas se “ conectam ” ao genoma alterando sua expressão gênica.

As células de um organismo possuem todas a mesma sequência genômica. No entanto, células formadoras do fígado ou do estômago, por exemplo, se expressam de diferentes formas. Se pensarmos no DNA como uma extensa rodovia, digamos que a informação genética para o figado esteja no quilômetro 10 e a do estômago no quilômetro 30. Quem indica onde cada informação genética está disponível no DNA é exatamente a epigenética, uma espécie de GPS para as células. “ Não são todas, mas algumas destas marcações epigenéticas podem ser transmitidas do progenitor para sua prole, se estendendo à geração subsequente. Dependendo do registro das marcas, elas podem alterar a neurobiologia do organismo, afetando aspectos comportamentais da espécie ”, ressalta Almeida.

A continuidade deste estudo estã sendo conduzido no campus Fernando Costa, da FZEA-USP em Pirassununga (SP), pelo estudante de Mestrado Leandro Sabei, bolsista Capes, também integrante do. Dos 27 machos suínos utilizados na pesquisa de Doutorado de Thiago Bernardino de Almeida, 18 foram selecionados a partir de parâmetros espermáticos, como motilidade, defeitos morfológicos, concentração e outros. Os sêmens foram separados em três grupos, com seis animais cada, sendo que cada um deles continha mate nal onundo de dois machos mantidos em cela, dois em baias e dois em ambiente ennquecido. Cada um dos três pools de sêmen foi classificado em alta, média e baixa qualidade e foi utilizado para inseminar um grupo de 13 leitoas, que foram alojadas em um sistema de c nação ao ar hvre. “ O nosso foco é o de responder perguntas sobre o macho, por isso tinhamos de eliminar o efeito porca sobre os possíveis resultados da pesquisa, surgiu então a ideia de ceá-las ao ar livre em condições ótimas de bem-estar, o mais próximo possível de sua condição natural ”, ressalta Zanella, o nen tador do projeto.

Em uma área localizada ao lado do Departamento de Medicina Preventiva da FMVZ-USP dentro do campus Fernando Costa, foram instaladas 13 cabanas de bambu, projetadas e construídas por pesquisadores da própria universidade. Estas unidades serviram de abngo para as fêmeas, que puderam selecioná-las atonamente. Cada leitoa construiu seu ninho a partir de feno e outros mate nais como galhos e grama, reproduzindo assim um comportamento natural da espécie em ambiente livre. Leandro Sabei lembra que nos sistemas intensivos de pro dun 01: 2020 « Sumo cultura Industnal> RT ção, OS suínos são submetidos a condições que não permitem este ntual de suma relevância para as fêmeas. “ A construção do ninho acelera o processo de parto, sendo fundamental na organização de todo o processo fisiológico responsável por despertar o comportamento materno e facilitar a liberação de leite ”, afirma o pesquisador. Além disso, ao nascer, os leitões formam hierarquias complexas, disputando o leite materno de maneira intensa e passando por transformações que os levarão de um peso inicial de 1 kg para mais de 100 kg em cerca de 150 dias.

Os registros iniciais do projeto, financiado pela Fapesp (projeto regular e também bolsa de Doutorado) e bolsa Capes, indicaram uma média de 13,4 leitões nascidos vivos por fêmeas em gestações de 114 dias. Com 25 dias de média, os animais atingiram um peso em Baltimore de 6 kg. À taxa de mortalidade ficou em torno de 17%. Ao todo, o trabalho envolveu 140 leitões até os 29 dias de vida, periodo o qual permaneceram junto à mãe. São estes leitões, corrundos de machos reprodutores com ex pen ências diversas em condições produtivas, que foram testados visando a compreensão do impacto do bem-estar do pai sobre a emocionalidade, saúde e produtividade da sua progênie. E, SAUDE Os leitões, segundo explica Leandro Sabei, foram submetidos a uma vasta bate na de testes visando identificar aspectos cognitivos e emocionais os quais possam revelar contribuições específicas do macho em particula n dades ligadas ao desenvolvimento da prole. `` Os testes mcl uem comportamento social, memó na, medo, ansiedade e emoções positivas, além da concentração de hormônios de estresse, como cortisol, na saliva dos leitões ”, ressalta o estudante de mestrado. Um dos testes aplicados foi o de labin nto em cruz elevada, utl izado com frequência em estudos que avaliam pnn cip almente medo e ansiedade a partir de modelos animais. No caso, os leitões foram colocados no centro de uma cruz horizontal elevada a um metro de altura do chão.

Dois dos braços têm paredes laterais sólidas, permitindo o acesso do animal no mn tenor dos braços, enquanto o outro tem seus braços completamente abertos. O animal fica hvre para optar pela área fechada ou livre, sem receber punição ou prêmio pela escolha. “ Animais estressados, ansiosos ou com medo tendem a se direcionar para os locais fechados, enquanto os com maior DS 94 N- Sumo cultura Industnal » nº| 2020| Thiago Bernardino de Almeida, integrante do, está nos EUA participando de um programa e pesquisa no Cerch, laboratório ligado a University of Maryland, controle emocional vão para as áreas abertas ”, explica Sabei. Outro teste aplicado com os leitões foi o de campo aberto e objeto novo, onde o suíno é colocado sozinho dentro de uma área completamente fechada e o seu comportamento é avaliado por meio dos seus pontos de exploração e por sua vocalização.

Animais ansiosos ou com medo da nova expenência costumam permanecer em cantos, próximos à parede. Todos os 140 leitões passaram por estas baterias de testes e análises. O professor Adroaldo Zanella, o nen tador do projeto, explica que os experimentos irão possibilitar que se identifique e ou mensure as implicações causadas por eventuais interferências negativas sobre o sêmen dos machos durante o processo de espermatogênese. “ Esta situação pode levar tanto ao silenciamento quanto à ativação de genes específicos, resultando na transferência destas informações para a progênie, ocasionando alterações na trajetóna de vida destes animais ”, ressalta Zanella.

Os estudos de campo já foram finalizados, com o projeto entrando agora em sua fase de análises labora tonais e de argumentação dos resultados. O mestrando Leandro Sabei deve ainda fazer um intercâmbio na Linkóping University, na Suécia, onde serão desenvolvidos estudos específicos sobre os marcadores epigenéticos das leitegadas geradas pelas 13 leitoas. À universidade mantém um dos pnncipais laboratórios de pesquisas epigenéticas da Europa, sendo o pesquisador Carlos Gerrero-Bosagna, do Departamento de Física, Química e Biologia (IFM, na sigla em inglês), colaborador deste projeto desenvolvido no Brasil.

À Capes Crédito: Divulgação e a Fundação Sueca para Cooperação Internacional em Pesquisa e Ensino (Stint) assinaram um acordo de cooperação, que tem possibilitado este tipo de intercâmbio entre universidades dos dois países. EXAME DE DNA PARA SABER QUEM POPA Uma das características mais interessantes do projeto é que as inseminações artificiais foram feitas “ as cegas ”, sem nenhuma identificação devida ao pool! de sêmen dos machos. À paternidade só será conhecida a partir de exames de DNA realizados com todos os leitões, cujo resultado será correlacionado com o perfil de manejo aplicado ao reprodutor, conjuntamente com as análises cognitivas e fisiológicas de cada um dos identificados como de sua prole e os estudos epigenéticos. “ Não saber a paternidade foi importante para evitarmos que os resultados do estudo pudessem ser enviesados; sem a devida identificação, não havia como mesmo que inconscientemente manejarmos um animal de maneira diferente do outro só pelo fato sua ongem ter sido a de machos criados em cela ou com níveis elevados de bem-estar ”, ressalta Leandro Sabes. Ambos os projetos devem ser finalizados até o início do segundo semestre, quando devem ocorrer as defesas de tese de Doutorado (Thiago Bernardino de Almeida) e de Mestrado (Leandro Sabei). De acordo com Adroaldo Zanella, o nen tador em ambas as pesquisas, a realização de estudos como estes demonstram que os suínos podem responder a muitas questões de interesse humano, sendo um relevante modelo animal para trabalhos cientificos. “ Seja pela semelhança fisiológica, alimentar, comportamental e por uma séne de outras características, os suínos se apresentam como uma espécie que tem muito mais a nos oferecer do que sua carne; é um animal fantástico e especial ”, conclui Zanella. Notas Adicionais As ações dos projetos contaram também com o apoio do Departamento de Reprodução Animal (VRA) e do Departamento de Nutrição e Produção Animal (VPN), ambos da FMVZ-USP assim como da empresa de genética suína Top gen e da Certified Humane. » O está inserido no programa de pós-graduação em Epidemiologia Aplicada às Zoonoses, do Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal (VPA), da FMVZ-USP> O projeto regular da Fapesp 2018/01082-4 (A contribuição do macho para o desenvolvimento de fenótipos robustos e o papel mitigador do bem-estar das fêmeas suínas), sob on entação do professor Adroaldo José Zanella, também se correlaciona aos temas propostos.