APLICACIÓN DE SUSTANCIAS ACTIVAS DE PLANTAS MEDICINALES COMO ADITIVOS ALIMENTARIOS PARA REDUCIR LOS EFECTOS CITOGENOTÓXICOS E INMUNOTÓXICOS INDUCIDOS POR OCRATOXINA A Y MEJORAR LA PRODUCCIÓN PORCINA.

La producción porcina se encuentra entre una de las más importantes en el continente americano. La carne y subproductos de cerdos alimentados con cereales contaminados por ocratoxina A (OTA) son también fuente de contaminación para el hombre. Esta toxina producida por diferentes especies de Aspergillus presenta propiedades nefrotóxicas, genotóxicas e inmunosupresoras. Actualmente hay un considerable interés en la industria de alimentos por las sustancias vegetales como una alternativa para la prevención de las micotoxicosis. Baccharis articulata y Minthostachys verticillata son plantas medicinales argentinas que han sido ampliamente estudiadas por nuestro grupo de investigación, demostrando propiedades antivirales, antimicrobianas, inmunomoduladoras y antioxidantes. Estudios recientes mostraron que ácido clorogénico aislado de B. articulata redujo los efectos tóxicos de OTA en linfocitos de ratas. Además, estudios in vitro e in vivo demostraron ausencia de efectos citotóxicos y genotóxicos para estas sustancias vegetales. La hipótesis planteada es: El aceite esencial y/o uno de sus componentes puros (limoneno) obtenidos de M. verticillata y los componentes mayoritarios de B. articulata, poseen capacidad para reducir los efectos citogenotóxicos e inmunotóxicos inducidos por OTA, permitiendo su utilización como aditivos alimentarios para el mejoramiento de la producción porcina”. El objetivo del proyecto es caracterizar in vitro e in vivo la capacidad de sustancias obtenidas de plantas medicinales para revertir los efectos tóxicos inducidos por OTA y su posible aplicación como aditivos biológicos en los agroecosistemas de producción porcina. Se recolectará el material vegetal y se obtendrá aceite esencial y extractos acuosos, luego se realizará la identificación y cuantificación de los compuestos puros por CG o HPLC. Para los ensayos de citotoxicidad in vitro, células Vero y PBMCs de ratas Wistar, se enfrentarán a diferentes concentraciones de las sustancias vegetales SV y OTA y la viabilidad celular será evaluada por test de captación de rojo neutro, tinción de exclusión al azul de tripán y método colorimétrico de MTT. La apoptosis inducida por OTA y el efecto protector de las SV se evaluará mediante análisis de fragmentación de ADN por TUNEL, expresión de caspasas-3 y 8 por Western-Blot, expresión de Bax, y Bcl-2 por inmunohistoquímica, RT-PCR y real time PCR y análisis de externalización de fosfatidilserina (FS) por citometría de flujo. Para los estudios in vivo se utilizarán ratas Wistar que serán alimentadas diariamente y por 28 días con diferentes dietas que incluirán el alimento balanceado adicionado con distintas concentraciones de OTA, SV o combinaciones de OTA+SV. Luego, se sacrificarán los animales y se determinará el daño genotóxico inducido por OTA y la reducción del daño por las SV, mediante el test de micronúcleos. También se caracterizará la respuesta inmune de las ratas tratadas determinando la producción de Ac por ELISA, y la respuesta de las PBMCs a mitógenos por citometría de flujo. Teniendo en cuenta los resultados preliminares obtenidos con ácido clorogénico, se esperan obtener similares resultados tanto con el aceite esencial de M. verticillata así como con los otros compuestos. También se espera que las SV adicionadas a las raciones alimentarias contaminadas con OTA, reduzcan los daños citogenotóxicos e inmunotóxicos que produce esta micotoxina. El proyecto posee un fuerte impacto sobre el sector productivo dado que, los riesgos relacionados con la contaminación por micotoxinas están presentes en todos los ámbitos del sector agrícola-ganadero, afectando la economía de nuestro país. La incorporación de sustancias vegetales, inocuas, como aditivos alimentarios para disminuir los efectos tóxicos que causa OTA aportará conocimientos y tecnología a la industria pecuaria y alimentaria para mejorar la producción porcina así como la calidad de la carne y los subproductos destinados a consumo humano

Avaliação da viabilidade da aplicação de técnicas biomoleculares na autenticação de produtos alimentares

A carne continua a ser a fonte proteica mais comum no quotidiano das pessoas. Além disso, os produtos cárneos processados apresentam-se como uma mais-valia nas suas vidas agitadas. Este tipo de produto torna difícil a diferenciação das carnes utilizadas na sua confecção, sendo por isso propícios a adulteração. A Reacção em Cadeia da Polimerase (PCR) tem ganho cada vez mais importância nos laboratórios de biologia molecular, revelando-se uma técnica de análise rápida, sensível e altamente específica na identificação de espécies em produtos alimentares. No entanto, vários factores podem interferir com o processo de amplificação, pelo que alguns cuidados devem ser implementados desde a aquisição da amostra a analisar, ao seu acondicionamento e posterior extração de ADN. Existem inúmeros protocolos de extração de ADN, devendo para cada estudo avaliar-se e optar-se pelo mais adequado, considerando a finalidade estabelecida para a amostra extraída. O trabalho laboratorial apresentado nesta dissertação baseou-se em três etapas principais. Inicialmente, avaliaram-se diferentes protocolos de extração de ADN, utilizando-se amostras de carne adquiridas num talho. Entre os protocolos testados, o método de Brometo de Cetil-Trimetil-Amónio (CTAB) modificado foi o que permitiu obter amostras de ADN com maior concentração e elevado nível de pureza. Posteriormente, foram testados e optimizados diferentes protocolos de amplificação, por PCR em tempo real, para a detecção das espécies Bos taurus (vaca), Sus scrofa (porco), Equus caballus (cavalo) e Ovis aries (ovelha). Foram empregues primers específicos de espécie para a detecção de genes mitocondriais e genómicos, consoante cada protocolo. Para o caso concreto do porco, foi efectuada a avaliação de dois protocolos, singleplex com EvaGreen® e tetraplex com AllHorse, para possível aplicação dos mesmos na sua quantificação. Os resultados demonstraram elevada especificidade e sensibilidade das reacções para esta espécie, permitindo a sua detecção até um limite de 0,001 ng e 0,1%, respectivamente. Somente a primeira metodologia se mostrou adequada para quantificação. Por último, as metodologias sugeridas foram aplicadas com sucesso na análise de 4 amostras comerciais de hambúrgueres, tendo-se verificado a consistência da rotulagem em todos os casos, no que concerne a composição em termos de espécies animais. O interesse de trabalhos neste âmbito recai na importância da autenticidade dos rótulos de produtos alimentares, principalmente nos produtos cárneos, para segurança dos consumidores e salvaguarda dos produtores.

Efeitos de absorventes de umidade e de aditivos químicos e microbianos sobre o valor nutritivo, o perfil fermentativo e as perdas em silagens de capim-marandu

The objective of this trial was to evaluate the nutritional value, fermentation profile and dry matter losses of Palisadegrass silages ensiled with either dried citrus pulp, soybean hulls, chemical or microbial additives. The trial was carried out in a completely randomized experimental design and in a factorial arrangement (3 x 5), with three dry matter levels (wet forage or forage ensiled with pelleted citrus pulp or pelleted soybean hulls) and five additives (without or with the presence of bacterial inoculants or the addition of: sodium benzoate, formic acid in the concentration of 62% or 44%), totalizing 15 treatments and 60 experimental silos. The variables analyzed were: nutritional value, losses due to gases and effluents, and dry matter recovery. The use of dried citrus pulp or soybean hulls at the ensiling time increased the dry matter content (29.4 and 28,9%) and decreased the effluent production (4.1 and 3.8 kg/t of fresh matter), also providing fermentable substrate to microorganisms, resulting in increased fermentation coefficient and digestibility of silages. The use of formic acid resulted in silages with higher digestibility and increased water-soluble carbohydrates and crude protein content. This additive was also effective in reducing the losses due to gases and, as a result, increased the total dry matter recovery. The treatment containing homolactic bacteria showed similar trend of increasing the digestibility and reducing the losses due to gases. The use of sodium benzoate was less effective in altering the fermentation pattern of tropical silages. The nutritional value and total dry matter losses of silages ensiled without additives can be considered satisfactory. However, wet forage ensiled with dried citrus pulp and, mainly, with soybeans hulls showed the best results. Treatments containing formic acid had a beneficial effect on the fermentation profile of tropical grass silages.

Aditivos químicos e biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 1. composição química das silagens, ingestão, digestibilidade e comportamento ingestivo

Avaliou-se o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a composição químico-bromatológica das silagens, o comportamento ingestivo, o consumo voluntário e a digestibilidade em bovinos de corte. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso na MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% uréia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. A composição químico-bromatológica da cana-de-açúcar foi alterada após a ensilagem, em relação à cana-de-açúcar original, com redução no teor de carboidratos solúveis e na digestibilidade in vitro e elevação relativa nos teores de FDN e FDA. Os teores de etanol (0,30% da MS) e ácidos orgânicos (0,99% de ácido lático e 2,31% de acético) foram baixos e semelhantes entre as silagens. Os aditivos aplicados na ensilagem não promoveram alterações no consumo e na digestibilidade aparente da MS (7,2 kg/dia e 63,6%, respectivamente). O comportamento ingestivo dos animais também não foi alterado, com tempos médios de 230,6; 519,6 e 672,8 minutos/dia despendidos com ingestão de ração, ruminação e ócio, respectivamente. Os aditivos acrescidos à cana-de-açúcar promoveram pequenas alterações na maioria das variáveis avaliadas.

Aditivos químicos ou biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 2. parâmetros ruminais e degradabilidade da matéria seca e das frações fibrosas

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a degradação de MS e de componentes da parede celular e sobre os parâmetros de fermentação ruminal em bovinos alimentados com dietas contendo essas silagens. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso (%) MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar, sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% ureia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. Os parâmetros ruminais foram afetados de forma moderada pelas silagens e tiveram forte efeito do horário de coleta de amostras. As concentrações molares médias dos ácidos acético, propiônico e butírico foram de 60,9; 19,3 e 10,2 mM, respectivamente. O ambiente ruminal proporcionado por dietas formuladas com silagens de cana-de-açúcar foi satisfatório e similar ao tradicionalmente observado em dietas contendo cana. O uso de aditivos na ensilagem influenciou, de forma não-significativa, a degradabilidade ruminal da MS e da MO, mas não alterou a degradabilidade ruminal da fração fibrosa. Os aditivos aplicados à cana-de-açúcar resultaram em pequenas alterações na maior parte das variáveis avaliadas. Apesar de a degradabilidade ruminal das silagens ter sido pouco afetada pelo uso de aditivos, os valores observados foram próximos aos observados para a cana-de-açúcar in natura.

Avaliação dos riscos alimentares e ambientais: estudo de caso da soja geneticamente modificada utilizando o método GMP-RAM.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das plantas geneticamente modificadas (PGMs), incluindo a análise dos riscos potenciais do plantio ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e seus efeitos para a saúde humana e animal de maneira comparativa com a variedade convencional. O emprego do método GMP ? RAM (Risk Assessment Method for Genetically Modified Plants), a primeira metodologia para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento. Neste trabalho, foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read, que evidenciou a inexistência de risco potencial desde que medidas de manejo e monitoramento sejam seguidas.

Método Gmp-Ram para avaliação caso a caso dos riscos alimentares e ambientais da soja geneticamente modificada.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das Plantas Geneticamente Modificadas (PGMs). A análise dos riscos potenciais das plantas transgênicas ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e para a saúde humana e animal, comparativamente com a variedade convencional, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. O método GMP - RAM é a primeira metodologia formulada para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento, neste trabalho foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read.

Estudo de caso da avaliação dos riscos alimentares e ambientais da soja geneticamente modificada - método GMP-RAM para avaliação caso a caso dos riscos de plantas geneticamente modificadas.

A avaliação da segurança é essencial para a pesquisa e desenvolvimento das plantas geneticamente modificadas (PGMs), incluindo a análise dos riscos potenciais das plantas ou das práticas relacionadas ao seu cultivo para o meio ambiente e efeitos para a saúde humana e animal de maneira comparativa com a variedade convencional. O método GMP ? RAM (Risk Assessment Method for Genetically Modified Plants), é a primeira metodologia para avaliação caso a caso dos riscos de PGMs, a partir desta análise, possibilita a adoção de medidas para evitar ou controlar tal risco. A possibilidade de inserir indicadores específicos para a avaliação da PGM em questão e a necessidade de elaborar a lista de recomendações a partir dos resultados levantados permite uma análise caso a caso do evento, neste trabalho foi realizado o estudo de caso da segurança alimentar e ambiental da Soja Roundup Read.

Efeitos genéticos aditivos e dominantes do alelo FecGE para características produtivas e reprodutivas em ovinos Santa Inês.

2016

Biological performance of a polycaprolactone-based scaffold used as fusion cage device in a large animal model of spinal reconstructive surgery

A bioactive and bioresorbable scaffold fabricated from medical grade poly (epsilon-caprolactone) and incorporating 20% beta-tricalcium phosphate (mPCL–TCP) was recently developed for bone regeneration at load bearing sites. In the present study, we aimed to evaluate bone ingrowth into mPCL–TCP in a large animal model of lumbar interbody fusion. Six pigs underwent a 2-level (L3/4; L5/6) anterior lumbar interbody fusion (ALIF) implanted with mPCL–TCP þ 0.6 mg rhBMP-2 as treatment group while four other pigs implanted with autogenous bone graft served as control. Computed tomographic scanning and histology revealed complete defect bridging in all (100%) specimen from the treatment group as early as 3 months. Histological evidence of continuing bone remodeling and maturation was observed at 6 months. In the control group, only partial bridging was observed at 3 months and only 50% of segments in this group showed complete defect bridging at 6 months. Furthermore, 25% of segments in the control group showed evidence of graft fracture, resorption and pseudoarthrosis. In contrast, no evidence of graft fractures, pseudoarthrosis or foreign body reaction was observed in the treatment group. These results reveal that mPCL–TCP scaffolds could act as bone graft substitutes by providing a suitable environment for bone regeneration in a dynamic load bearing setting such as in a porcine model of interbody spine fusion.

The evaluation of a biphasic osteochondral implant coupled with an electrospun membrane in a large animal model

Conventional clinical therapies are unable to resolve osteochondral defects adequately, hence tissue engineering solutions are sought to address the challenge. A biphasic implant which was seeded with Mesenchymal Stem Cells (MSC) and coupled with an electrospun membrane was evaluated as an alternative. This dual phase construct comprised of a Polycaprolactone (PCL) cartilage scaffold and a Polycaprolactone - Tri Calcium Phosphate (PCL - TCP) osseous matrix. Autologous MSC was seeded into the entire implant via fibrin and the construct was inserted into critically sized osteochondral defects located at the medial condyle and patellar groove of pigs. The defect was resurfaced with a PCL - collagen electrospun mesh that served as a substitute for periosteal flap in preventing cell leakage. Controls either without implanted MSC or resurfacing membrane were included. After 6 months, cartilaginous repair was observed with a low occurrence of fibrocartilage at the medial condyle. Osteochondral repair was promoted and host cartilage degeneration was arrested as shown by the superior Glycosaminoglycan (GAG) maintenance. This positive morphological outcome was supported by a higher relative Young's modulus which indicated functional cartilage restoration. Bone in growth and remodeling occurred in all groups with a higher degree of mineralization in the experimental group. Tissue repair was compromised in the absence of the implanted cells or the resurfacing membrane. Moreover healing was inferior at the patellar groove as compared to the medial condyle and this was attributed to the native biomechanical features.

Monitoring animal behaviour and environmental interactions : GPS collars and satellite remote sensing within a satellite remote sensing context

Remote monitoring of animal behaviour in the environment can assist in managing both the animal and its environmental impact. GPS collars which record animal locations with high temporal frequency allow researchers to monitor both animal behaviour and interactions with the environment. These ground-based sensors can be combined with remotely-sensed satellite images to understand animal-landscape interactions. The key to combining these technologies is communication methods such as wireless sensor networks (WSNs). We explore this concept using a case-study from an extensive cattle enterprise in northern Australia and demonstrate the potential for combining GPS collars and satellite images in a WSN to monitor behavioural preferences and social behaviour of cattle.

Monitoring animal behaviour and environmental interactions using wireless sensor networks, GPS collars and satellite remote sensing

Remote monitoring of animal behaviour in the environment can assist in managing both the animal and its environmental impact. GPS collars which record animal locations with high temporal frequency allow researchers to monitor both animal behaviour and interactions with the environment. These ground-based sensors can be combined with remotely-sensed satellite images to understand animal-landscape interactions. The key to combining these technologies is communication methods such as wireless sensor networks (WSNs). We explore this concept using a case-study from an extensive cattle enterprise in northern Australia and demonstrate the potential for combining GPS collars and satellite images in a WSN to monitor behavioural preferences and social behaviour of cattle.

The design and evaluation of a mobile sensor/actuator network for autonomous animal control

This paper investigates a mobile, wireless sensor/actuator network application for use in the cattle breeding industry. Our goal is to prevent fighting between bulls in on-farm breeding paddocks by autonomously applying appropriate stimuli when one bull approaches another bull. This is an important application because fighting between high-value animals such as bulls during breeding seasons causes significant financial loss to producers. Furthermore, there are significant challenges in this type of application because it requires dynamic animal state estimation, real-time actuation and efficient mobile wireless transmissions. We designed and implemented an animal state estimation algorithm based on a state-machine mechanism for each animal. Autonomous actuation is performed based on the estimated states of an animal relative to other animals. A simple, yet effective, wireless communication model has been proposed and implemented to achieve high delivery rates in mobile environments. We evaluated the performance of our design by both simulations and field experiments, which demonstrated the effectiveness of our autonomous animal control system.