Como a genômica pode mudar o mercado de genética e o melhoramento

A Unesp e a Conexão Delta G realizaram no último dia 14 de março, em Araçatuba/SP, o I Workshop Internacional de Genômica Aplicada à Pecuária, evento que contou com a participação de pesquisadores de diversos países, além de representantes de empresas do setor de análises genéticas e de biotecnologia.

De acordo com um dos idealizadores do evento, o médico veterinário José Fernando Garcia, professor da Faculdade de Medicina Veterinária da Unesp de Araçatuba, o Brasil detém o maior rebanho bovino comercial do mundo, com destaque para as raças zebuínas oriundas de animais da sub-espécie Bos indicus, e vem destacando-se no campo da produção e exportação de carne bovina. “Os zebuínos são melhores adaptados às condições climáticas das regiões tropicais, o que faz deles uma excelente opção para os países em desenvolvimento, que urgem por desenvolver seu setor pecuário”, explica.

Segundo Garcia, o Brasil possui um contingente muito reduzido de pesquisadores na área de genética genômica, por isso a necessidade de realizar o workshop. Destacando a importância da seleção genômica ele comentou: “esse é o principal motivo dessa movimentação. Trata-se de um dos caminhos que poderá levar a pecuária a aumentar a qualidade e produtividade de forma consistente e sustentável economicamente. Ainda há muito que se pesquisar nessa área, mas é para essa direção que os ventos sopram”.

Para Daniel Biluca, da Conexão Delta G, entidade que já trabalha com melhoramento genético a mais de 20 anos, “a seleção genômica pode ser entendida como a evolução do melhoramento genético. O que estes pesquisadores vieram mostrar para nós é uma nova forma de fazer o que a gente já faz e que tem um resultado muito melhor. Nossa ideia é assimilar esta técnica para assimilá-la nos nossos programas”.

Na abertura do evento foi apresentado este vídeo que mostra o desenvolvimento da pecuária nacional e do zebú brasileiro, desde as importações dos primeiros animais da Índia – que formaram a base do nosso rebanho – até os dias atuais, quando o país se tornou um grande player no mercado internacional da carne bovina.

Como salientou a equipe Gensys em um artigo publicado em 2006, “os enormes avanços na área biotecnológica impulsionaram as pesquisas genéticas de forma muito rápida, porém, têm se discutido que, à medida que novas descobertas são anunciadas, muito mais questões do que respostas são formuladas”.

Enumerei algumas que podem nos ajudar a entender melhor o assunto e nos fazer pensar sobre os impactos desta nova tecnologia que está sendo proposta.

Não sei as respostas para todas as perguntas sobre seleção genômica e nem tenho a pretensão de sabe-las, a seguir coloco algumas informações e percepções sobre o tema – que é muito interessante, rico e tem grande potencial para revolucionar a pecuária.

Mas o que é Genômica?

Responder a essa pergunta realmente não é uma tarefa das mais fáceis – já que este é um tema que pode ser considerado recente e quase que diariamente aparecem novos estudos e informações sobre o tema – para conseguir uma resposta a essa pergunta recorri a vários artigos publicados no BeefPoint e em outros meios.

Segundo o professor Raysildo Lobo, “a era da aplicação genômica é uma realidade. Os avanços tecnológicos trouxeram a possibilidade de analisar diretamente o DNA do animal e, assim, fornecer ferramentas eficazes para auxiliar avaliações genéticas baseadas em fenótipo e pedigree. O uso simultâneo de todas as informações (marcadores genéticos, fenótipo e pedigree) aumenta a acurácia das avaliações genéticas e reduz o intervalo entre gerações. As DEPs genômicas, como são chamadas, são muito recentes e as primeiras aplicações tiveram início em 2009, na raça Holandesa. Apesar da maioria dos resultados atuais ser proveniente de trabalhos de simulação, grande é a esperança na sua aplicação.”

Nos últimos anos, o estudo do DNA avançou de forma impressionante e com o mapeamento do genoma bovino – finalizado em 2009 – os pesquisadores passaram a estudar como utilizar essa ferramenta em prol do aumento da produtividade. Assim podemos dizer que Genômica é a ciência que estuda o genoma completo dos diferentes organismos.

Com esse sequenciamento do DNA e um conjunto de plataformas de genotipagem, que avalia diversos marcadores, é possível gerar informações para programas de melhoramento genético. Assim é possível utilizar estes dados “genômicos”, para determinar que um conjunto de genes é responsável pela determinação de certa característica, ou seja, com está ferramenta os pesquisadores conseguem avaliar a variabilidade do DNA permitindo a comparação entre indivíduos da mesma espécies. Esses são os famosos marcadores moleculares. Tais marcadores podem ser utilizados para as mais diversas aplicações, entre elas determinação de paternidade, construção de mapas genéticos, mapeamento de características de herança quantitativa, isolamento de genes e seleção genômica.

O que vem sendo proposto hoje em termos de melhoramento genético é utilizar esta ferramenta para realizar a seleção assistida por marcadores. Uma vez detectados os marcadores associados a uma determinada característica de interesse é possível selecionar os indivíduos com base no marcador sem que haja necessidade de avaliar o fenótipo.

Esta estratégia pode garantir maior acurácia à avaliações genética e reduzir o tempo necessário para determinar que um animal pode transmitir a seus descendentes determinada característica de interesse econômico. Pesquisadores avaliam que esses benefícios potenciais aparecem de forma mais acentuada quando se trata de características da baixa herdabilidade, difíceis ou de alto custo de medição ou que se medem numa idade avançada como por exemplo: resistência a doenças, qualidade da carne, fertilidade, eficiência produtiva, qualidade e quantidade de leite.

Até hoje, o melhoramento genético aplicado de forma massiva em rebanhos de gado corte leva em consideração a genética quantitativa, ou seja, são analisados pedigree e testes de progênie, onde são avaliadas características de fenótipo e produção dos reprodutores e de seus filhos. Com o surgimento das novas tecnologias de genômica, atualmente está sendo proposto que os programas de melhoramento combinem a seleção quantitativa com a seleção assistida por marcadores para escolher como futuros reprodutores os animais com valores mais desejáveis de DEP e portadores dos marcadores desejáveis, agrupando ambas estratégias dentro de um índice de seleção.

Como isso é feito?

Em primeiro lugar é necessário coletar material genético dos animais (células ou sangue) para formar um banco de genótipos. Que serão analisados conjuntamente com um outro banco de fenótipos (DEPs de touros provados). Ou seja é preciso fazer a avaliação do fenótipo dos touros e seus filhos de forma bastante semelhante à que fazemos atualmente. Com estas informações é possível formar um arquivo de dados para treinamento, ou seja, para estimar os efeitos dos marcadores que serão utilizados para predizer cada característica.

Após este longo trabalhado de coleta e estudo de dados o sistema está montado e deve ser alimentado constantemente com novas informações. A partir desse ponto é possível gerar informações que irão ajudar o melhoramento genético do rebanho.

O produtor coleta amostras de pelos, sangue ou sêmen dos animais, envia o material para o laboratório que produz um relatório de avaliação. Com as informações em mãos, o produtor pode estabelecer um perfil genético dos bovinos ainda bastante jovens, muito antes de eles procriarem, e conseguirá predições sobre a performance futura dos filhos, que permitem ao produtor tomar decisões mais acertadas e lucrativas relacionadas a seu rebanho.

O que já está sendo feito?

O primeiro palestrante foi Curt Van Tassel, do USDA, que estuda seleção genômica em gado de leite nos EUA. Ele pontuou que os programas de seleção tradicionais usam dados de fenótipo e produção, porém este tipo de avaliação é lento – testes de progênie levam em média 5 anos para gerar a primeira avaliação – e caro, ele calcula que sejam gastos em média de 25 a 50 mil dólares por touro avaliado. “O sequenciamento do genoma bovino e a aplicação da seleção usando esses dados pode ajudar no processo de melhoramento genético e diminuir o intervalo de melhoramento entre gerações”.

Para Tassel, a previsão do mérito genético pode melhorar muito se forem combinadas análise de pedigree, da produção e dos dados genômicos. “Assim é possível aumentar a acurácia e realizar estas análises de maneira mais precoce”.

“Hoje no nascimento podemos avaliar o mérito genético de um animal com 70% de acerto. Antes usávamos apenas avaliações fenotípicas. Em características como fertilidade é possível ganhar muito tempo. Com as análises tradicionais precisávamos avaliar aproximadamente 131 filhas, o que não é mais necessário se usarmos a avaliação do genoma”, completou o pesquisador do USDA.

Ele ressaltou que a técnica gerou consequências não intencionais que precisaram ser melhor debatidas:
o valor do pedigree irá diminuir?;
quem irá pagar para continuar a coleta de dados de fenótipo e produção?;
os testes tradicionais irão mudar?

Tassel acredita que a seleção genômica está alterando radicalmente o processo de seleção, “mas ainda há muito a ser estudado, é preciso aumentar a base de dados e a ferramenta precisa ser mais barata”.

Para Flávio Schenkel, professor da universidade de Guelph, no Canadá, hoje a limitação da seleção genômica é que existe um número muito grande de dados que precisam ser medidos para conseguirmos aplicá-la, mas lembrou que estas tecnologias e a pesquisa estão evoluindo muito rapidamente.

Schenkel reforçou que a grande vantagem deste tipo de seleção é a possibilidade de prever o mérito genético de forma mais precisa e mais rápida. “Na seleção tradicional, o intervalo de melhoramento entre gerações é em média de 5,5 anos. Se trabalharmos com uma pré seleção genômica associada com testes de progênie o intervalo ainda será de 5,5 anos, mas conseguimos trabalhar com maior acurácia. Já se usarmos apenas a seleção genômica é possível reduzir estes intervalos para 1,8 anos, trabalhando de forma mais rápida, mais barata e mais eficiente”.

“No Canadá estas técnicas estão sendo mais utilizadas com gado leiteiro. Este tipo de avaliação está aumentando o uso de touros jovens, impactando o mercado de sêmen e o melhoramento genético do rebanho. Empresas inseminação artificial estão gastando menos com testes de progênie”, comentou. Segundo o professor, na França, já não existem testes de progênie, mas ele acha difícil que isso aconteça nos EUA e no Canadá num futuro próximo.

Johann Sölkner, professor titular de genética da University of Natural Resources and Life Sciences – BOKU, de Viena, na Áustria, tem trabalhado com rebanhos de gado Simental. Segundo ele usar populações com grande número de avaliações fenotípicas e genotípicas ajuda a melhorar a eficiência da seleção genômica. “Não me preocupo com o uso do que temos agora e dá rápida absorção dessa tecnologia pela indústria, mas entendo que precisamos de mais estudos sobre o tema”.

Tad Sonstegard, do USDA, iniciou sua palestra com a seguinte pergunta: Por que sequenciar o genoma do Nelore? Na sua opinião essa é uma forma de melhorar a produção de proteína no mundo, pois para isso é preciso usar a raças adaptadas à produção nos trópicos e entender essa adaptabilidade. “O Nelore é a principal raça zebuína do mundo”.

Para explicar o processo de seleção genômica, ele usou uma representação interessante comparando os genes à areia. Todos os genes sem nenhuma pesquisa são como a areia do deserto, espalhada por todos os lados. Se separarmos alguns e usarmos um baldinho de criança como forma (começo dos estudos e início da montagem do genoma) temos algo um pouco melhor. Mas só com o sequeciamento e estudos mais aplicados é possível formar algo mais bonito como um castelo de areia mais elaborado.

Stewart Bauck, diretor global Igenity/Merial, lembrou que começou a trabalhar com genômica em 2003. “De 2003 a 2007, os pesquisadores se dedicaram a conhecer os genes e fazer o sequenciamento. Em 2007, começamos à falar em genômica e todos os dias temos alguma novidade”.

Ele comentou que quando a Merial começou a abordar o assunto escutou diversas vezes: “Por que vocês estão aqui? Vocês não trabalham com genética e sim com sanidade”. Para Bauck, a resposta é simples, mas levar essas informações para os produtores é um grande desafio. “É possível usar a avaliação genômica para selecionar animais que apresentam melhor resposta à aplicação de determinado medicamento, como beta-agonistas por exemplo”.

Donald Nkrumah, da Pfizer, explicou que o primeiro passo da empresa foi avaliar se as ferramentas de genômica existentes hoje poderiam ser usadas para a seleção do Nelore, assunto que foi discutido com diversos pesquisadores brasileiros, além de debater quais características de produto o mercado brasileiro necessita e quais os rebanhos deveriam ser avaliados para iniciar o processo. Depois a coleta de dados fenotípicos foi realizada em fazendas de parceiros brasileiros que já trabalham na produção de genética.

“Queremos continuar investindo em pesquisas sobre genômica, conseguindo desenvolver produtos que podem ser utilizados de forma comercial. O preço para o produtor ainda é alto, mas vamos trabalhar para reduzi-lo”, completou Nkrumah.

Flávio Canavez, da Genoa, que tem uma parceria com a Intervet/Schering-Plough Animal Health, resumiu seleção genômica como a avaliação de uma série de genes ligada a um fenótipo. O produto de sua empresa avalia cinco características (tolerância ao estresse, ganho de peso, perímetro escrotal, área de olho de lombo e espessura de gordura). Segundo ele com esses dados é possível fazer uma seleção massal na desmama, auxiliar nas decisões de descarte e escolher os melhores touros e doadoras do rebanho.

Quais serão os impactos desta nova tecnologia?

Conforme expuseram os especialistas convidados para o evento, esta é uma técnica nova e que ainda precisa de muitos estudos, principalmente estudos específicos sobre gado zebu. Mas o certo é que garantindo maior acurácia e redução de custos, ela vem para revolucionar o melhoramento genético e a pecuária.

Outro ponto é que se extrapolarmos o uso da seleção genômica e ele passar a ser usada em grande escala, a nova técnica deverá mudar o negócio de muita gente num futuro próximo e será preciso esforço para se adequar e encontrar novas formas de seguir no mercado, ou inserindo a nova tecnologia no seu dia a dia ou mudando o foco de atuação.

De acordo com a avaliação de Curt Van Tassel, o aumento do uso da seleção genômica pode diminuir o valor do pedigree, ou seja, com informações precisas sobre os genes de cada animal e sabendo qual conjunto de genes é responsável por cada característica de interesse econômico se torna menos importante saber quem são os pais de determinado reprodutor ou doadora e como foi o desempenho dos seus irmãos e ancestrais.

Esta situação deve afetar o trabalho das Associações de Raça, que hoje detêm o controle dos registros genealógicos dos rebanhos. Assim uma das saídas talvez seja focar mais em outros serviços como maior engajamento político buscando benefícios para seus associados junto a Governos, indústria de insumos e transformação e no fomento da raça, usando marketing para desenvolver marcas e aumentar a inserção de seus produtos, criando uma maior percepção de valor junto ao consumidor. A Angus, como algumas outras associações, já vem fazendo algo do tipo com suas marcas de carne.

Hoje o melhoramento genético do rebanho é feito através de testes de progênie e avaliação de DEPs, sistema que também deve ter sua importância reduzida conforme a seleção genômica for se desenvolvendo e sendo aplicada em volume maior. Vale lembrar que DEP significa diferença “esperada” na progênie. Ou seja, a genômica tende a tornar obsoleta uma tecnologia que estima o valor genético, no momento em que oferecer uma outra opção que mede precisamente o valor genético. Ainda há muito o que desenvolver na área de genômica, mas como falaram os palestrantes, a evolução está sendo muito rápida.

Caso isso aconteça e o interesse pelos programas de melhoramento genético tradicionais diminua, pesquisadores e geneticistas também devem sentir o forte impacto desta nova tecnologia e precisarão buscar novas frentes de pesquisa, até mesmo focando seus trabalhos em seleção genômica. Talvez seja por isso que no evento de Araçatuba, os principais pesquisadores da área no Brasil estavam presentes.

As empresas de inseminação artificial e técnicos também estão de olho na nova tecnologia para entender como devem aplicá-la e vende-la. Me parece que estas organizações e profissionais já entenderam que a seleção genômica é uma técnica importante, que veio para revolucionar o setor e que promete acelerar o aumento de produtividade da pecuária de corte, e já estão estudando maneiras de incorporá-la ao seu negócio.

Os produtores de genética também não querem ficar para trás e muitos já estão trabalhando com este tipo de seleção e montando parcerias com as empresas que comercializam marcadores ajudando nos processos de validação dos mesmos. No evento existiam produtores de touros de diversas raças, buscando maior esclarecimento sobre a genômica aplicada a produção e grandes produtores que já utilizam a técnica de alguma forma – a opinião destes é que a técnica apesar de ser nova e ainda precisar de mais desenvolvimento irá se consolidar rapidamente e pode trazer muitos benefícios e ganhos de produtividade.

Além desses benefícios, num primeiro momento pode funcionar como uma boa ferramenta de marketing na venda de touros, evidenciando que estes criatórios trabalham com tecnologia de ponta.

A indústria de medicamentos e biotecnologia já investe em pesquisa, desenvolvimento e validação de marcadores e começa a disponibilizar seus produtos no mercado, acreditando no potencial da seleção genômica.

Existem riscos?

Como já falamos anteriormente tudo ainda é muito novo, então acredito que sua adoção deve ser analisada com bastante critério. Novas tecnologias sempre chamam nossa atenção e essa em especial por ser um assunto novo – quase de filmes de ficção científica – e ter o potencial de gerar tantos benefícios. Mas como dizem prudência e canja de galinha não fazem mal a ninguém.

No Workshop ninguém falou sobre abandonar as técnicas de melhoramento que foram desenvolvidas e aplicadas até hoje. O que se propõe é unir os estudo do genoma a essas avaliações, mas sem dúvida com mais estudos, desenvolvimento de novos produtos e marcadores e o barateamento da técnica, ela irá ganhar cada vez mais relevância.

Ainda não ficou claro como será o gerenciamento deste banco de dados e o uso dessas informações, o que ainda vai gerar um bom debate. As empresas tentarão manter as bases de dados, pois daí podem sair novos serviços e produtos. Outras entidades, como associações de produtores podem querer deter esses bancos de dados, uma vez que detém hoje os bancos de dados fenotípicos e de genealogia. Como os dados serão fonte de valiosas informações, será também um gerador de lucros e poder.