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Estudo de vacina bovina revela papel da genética na resposta imune

As vacinas são uma ferramenta crítica na proteção de humanos e animais contra patógenos, mas um grande desafio para o desenvolvimento de vacinas é entender por que elas funcionam melhor para alguns indivíduos do que para outros.

Para responder a essa pergunta, uma equipe de pesquisa liderada por Yana Safonova, professora assistente do Departamento de Ciência da Computação da Escola de Engenharia Johns Hopkins Whiting, estudou vacas Black Angus e suas respostas variadas à vacina contra a doença respiratória bovina (BRD). As descobertas da equipe foram publicadas recentemente na revista Genome Research.

A BRD é a principal causa de morte natural de vacas e custa à indústria pecuária cerca de US$ 900 milhões por ano. A medicação é cara, então os produtores de gado dependem de vacinas para mitigar o problema.

Conduzindo pesquisas para o USDA, Safonova e pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, buscaram entender como a estrutura genética única de vacas e outros animais bovinos, como bisões, búfalos e antílopes, estava criando anticorpos da vacina BRD.

“Queríamos responder a uma pergunta em particular: por que alguns indivíduos da população de vacas Black Angus estão respondendo de maneira muito diferente à mesma vacina?” disse Safonova.

Os pesquisadores examinaram uma característica distintiva da imunidade bovina: os longos loops H3 da região determinante de complementaridade nos anticorpos que eles criam. Anticorpos bovinos com esses loops CDR H3 ultralongos foram encontrados para neutralizar certas cepas de HIV, e Safonova e sua equipe descobriram que eles também são uma chave para o desenvolvimento de respostas de anticorpos contra BRD.

Usando uma nova ferramenta computacional que eles projetaram, Safonova e sua equipe analisaram dados de sequenciamento de anticorpos produzidos pela população de vacas Black Angus e identificaram variações genéticas em anticorpos associados a respostas imunes.

Os pesquisadores descobriram que, embora a criação dessas estruturas únicas de anticorpos tenha sido desencadeada por cada dose de vacina, a eficácia da vacina (o quão bem a vacina realmente funciona) é determinada muito antes de o indivíduo montar uma resposta imune. Segmentos de DNA chamados de genes variáveis, de diversidade e de junção de imunoglobulinas, também chamados de genes IG, são os que produzem anticorpos e controlam as respostas individuais a uma vacina.

Isso significa que a eficácia da vacina para um indivíduo é pré-determinada antes mesmo da vacina ser administrada.

Como o método da equipe pode revelar esses marcadores genéticos, os produtores de gado poderiam usar essas informações para criar seletivamente vacas menos suscetíveis à BRD com base em sua predisposição genética, disse Safonova.

Os pesquisadores dizem que seu estudo é o maior estudo de imunogenética personalizado em qualquer espécie até o momento, e que seus resultados abrem portas para a aplicação de imunosequenciamento a estudos de vacinas humanas. A pesquisa imunogenética aprofundada permitiria aos cientistas descobrir padrões no genoma humano que determinam a resposta programada do corpo às vacinas. De fato, Safonova disse que um estudo em larga escala de imunogenética humana pode ajudar a entender as variações da resposta da vacina antes da próxima pandemia.

Safonova diz: “Com novas cepas de COVID-19, novas variantes e a necessidade de vacinações, podemos mostrar que esse tipo de estudo funcionará para muitos assuntos diferentes. Queremos destacar como podemos estudar [o processo de vacinação] em diferentes genomas.”

Fonte: BEEF Magazine, traduzida e adaptada pela Equipe BeefPoint.

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