Frango orgânico caipira ou criação industrial? Cientistas do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (DKFZ) desenvolveram um novo método de detecção que pode revelar essas diferenças na criação. O chamado método epigenético se baseia na análise dos padrões característicos de marcadores químicos no genoma dos animais.
O salmão para jantar com amigos foi mesmo pescado na natureza ou veio da aquicultura? O que fazer com a alegada “qualidade do rótulo biológico” do camarão para a salada de frutos do mar? E o frango para o assado de domingo realmente podia passar a vida ao ar livre?
Os laboratórios de análise de alimentos só podem responder a essas perguntas de forma limitada. Eles geralmente requerem testes demorados que combinam vários ensaios diferentes. Uma equipe liderada por Frank Lyko da DKFZ, juntamente com colegas da empresa química Evonik, apresenta agora uma solução possivelmente mais simples. Sua nova abordagem: eles analisam a impressão digital característica de marcadores químicos no genoma dos animais.
“A questão da origem dos alimentos está se tornando cada vez mais um argumento de compra para os consumidores – especialmente quando se trata de produtos de origem animal e, portanto, também para o bem-estar dos animais”, diz Lyko. “Agora estabelecemos um método de detecção incrivelmente sensível que mapeia muitos dos fatores ambientais relevantes para o bem-estar animal”.
Nosso material genético, o DNA, está todo cravejado de milhões de marcadores químicos. Estes são os chamados grupos metil que desempenham importantes funções biológicas. Eles decidem quais genes são traduzidos em proteínas.
Em contraste com a sequência estável ao longo da vida dos blocos de construção do DNA, os rótulos de metila podem ser recolocados ou removidos novamente. Isso acontece na adaptação às exigências biológicas. Nos humanos, por exemplo, o padrão metil, o chamado “metiloma”, muda no decorrer da doença ou da idade. A totalidade desses elementos de controle reversíveis no genoma é chamada de epigenética.
A influência de fatores ambientais no metiloma nem sempre é fácil de provar. O laboratório de Frank Lyko na DKFZ encontrou um organismo modelo ideal no lagostim-mármore para reunir conhecimentos abrangentes sobre esta questão: “Todos os lagostins-mármore têm um genoma idêntico, o que significa que são um único clone. Portanto, o estudo das mudanças induzidas pelo ambiente no padrão de metilação não é falsificado por fatores genéticos divergentes”, explica o biólogo Lyko.
Para a análise do metiloma, os pesquisadores usam uma técnica especial de sequenciamento de DNA que lhes permite identificar cada bloco de construção de DNA metilado. Lyko e seus colegas foram capazes de identificar inequivocamente as populações de lagostins de diferentes partes do mundo. Eles foram capazes de distinguir animais de águas limpas ou eutróficas ou de criação de laboratório. Os pesquisadores também conseguiram rastrear o curso do tempo da adaptação do padrão de metilação ao alternar entre dois tipos de criação.
Encorajado por esses resultados inequívocos, a equipe estendeu com sucesso as análises de metiloma a animais que fazem parte da dieta humana. Eles conduziram este projeto em colaboração com colegas da Evonik.
Os pesquisadores conseguiram distinguir camarões de diferentes instalações de criação. O metiloma do salmão de rios de fluxo lento difere daquele de seus coespecíficos que viviam em riachos de montanha. Em frangos, a granja e seu fornecimento de ração afetaram o padrão de metilação. “As condições ambientais e de vida deixam uma impressão digital específica no metiloma de todos os organismos estudados. Isso acontece de forma diferente em uma galinha caipira e em uma fazenda industrial”, diz Frank Lyko.
“As impressões digitais de metila podem expandir as possibilidades de análise de alimentos como um importante biomarcador”, diz o pesquisador da DKFZ Sina Tönges, um dos autores do estudo. “No entanto, o sequenciamento como o aplicamos neste estudo é um procedimento trabalhoso que não pode ser realizado rotineiramente na análise de alimentos. Portanto, estamos trabalhando com a Evonik para desenvolver um sistema de teste para impressão digital de metiloma que também pode chegar a laboratórios em larga escala .”
Geetha Venkatesh, Sina Tönges, Katharina Hanna, Yi Long Ng, Rose Whelan, Ranja Andriantsoa, Annika Lingenberg, Suki Roy, Sanjanaa Nagarajan, Steven Fong, Günter Raddatz, Florian Böhl e Frank Lyko: Assinaturas de metilação de DNA dependentes do contexto em rebanhos animais.