A busca por novas fontes de proteínas e compostos bioativos vem ampliando as possibilidades de desenvolvimento de alimentos para cães e gatos. Nesse cenário, a biotecnologia permite investigar microrganismos como fontes de proteínas, peptídeos, polissacarídeos e outros componentes de interesse para a nutrição animal.
No Brasil, a HipoMush, startup de biotecnologia incubada no Hub de Biotecnologia GBioPark, em Pato Branco (PR), trabalha no desenvolvimento de ingredientes funcionais de origem microbiana para o mercado de pet food. Entre as linhas de pesquisa estão aplicações relacionadas à dermatite atópica e à longevidade e qualidade de vida de cães e gatos.
A proposta nasceu de uma experiência pessoal da química e doutoranda em Biotecnologia, Mariana Chiocheta Bueno, que também é sócia e pesquisadora da HipoMush. Responsável por um cão com alergia a diferentes proteínas de origem animal, ela passou a questionar como a biotecnologia poderia contribuir para ampliar as alternativas disponíveis na nutrição.
“Foi a partir dessa necessidade que nasceu, dentro do GBioPark, a proposta da HipoMush: utilizar processos biotecnológicos para desenvolver ingredientes de origem microbiana para o mercado de pet food”, explica Mariana.
Fermentação cria novos ingredientes
A tecnologia desenvolvida pela startup utiliza processos fermentativos controlados. Nesse sistema, os microrganismos atuam como biofábricas, utilizando os nutrientes disponíveis para crescer, produzir biomassa e realizar transformações bioquímicas.
Durante o processo, enzimas microbianas podem modificar componentes da matriz, alterar proteínas e favorecer a formação ou liberação de diferentes moléculas. Dessa forma, fatores como temperatura, tempo, composição do meio e condições de cultivo interferem diretamente nas características do ingrediente obtido.
“O controle dessas variáveis permite transformar um processo biológico em uma plataforma tecnológica reprodutível”, esclarece a pesquisadora. As condições específicas utilizadas pela empresa fazem parte do know-how da HipoMush.
A abordagem também amplia a caracterização das matérias-primas. Embora parâmetros tradicionais, como teor de proteína, perfil de aminoácidos e digestibilidade, continuem importantes, a equipe utiliza ferramentas de proteômica e peptidômica para investigar a composição molecular da matriz.
Na prática, a proposta é compreender não apenas quanto de proteína existe em um ingrediente, mas quais proteínas e peptídeos estão presentes e quais outros componentes podem ter sido produzidos ou modificados durante a fermentação.
Proteínas, peptídeos e beta-glucanas
A diversidade metabólica dos microrganismos é um dos fatores que tornam essa abordagem promissora para a biotecnologia aplicada à nutrição. Fungos, leveduras, bactérias e outros microrganismos podem produzir diferentes proteínas, enzimas, polissacarídeos, lipídios, vitaminas, pigmentos e metabólitos, dependendo da espécie e das condições de cultivo.
“Essa plasticidade metabólica é uma das razões pelas quais fungos, leveduras, bactérias e outros microrganismos despertam tanto interesse na biotecnologia de alimentos”, afirma Mariana.
Na HipoMush, a investigação contempla tanto o potencial nutricional das proteínas microbianas quanto a presença de peptídeos e outras moléculas que podem apresentar propriedades distintas das proteínas originais.
A fermentação pode fragmentar proteínas e gerar sequências menores, tornando a análise peptidômica uma ferramenta importante para identificar esses componentes.
Entre os compostos estudados estão as beta-glucanas, polissacarídeos formados por unidades de glicose. Suas características, porém, variam conforme a origem, o tipo de ligação, o grau de ramificação, a massa molecular e outras propriedades físico-químicas.
Essa estrutura influencia a maneira como as moléculas podem interagir com o organismo. Algumas beta-glucanas podem ser reconhecidas por receptores da imunidade inata, como o Dectin-1, e estudos em cães já investigaram alterações em parâmetros imunológicos após a suplementação com compostos de diferentes fontes.
O interesse científico pelas beta-glucanas também se estende a possíveis aplicações em condições como doenças de pele, osteoartrite e doença inflamatória intestinal. No entanto, a presença de determinada molécula em um ingrediente não significa, por si só, que um efeito clínico esteja comprovado, sendo necessárias etapas específicas de investigação.
Pesquisa mira pele e longevidade
Uma das frentes da HipoMush está relacionada à dermatite atópica canina. A linha de pesquisa surgiu a partir da experiência de Mariana com seu próprio cão, mas foi posteriormente transformada em uma investigação científica sobre a possível relação entre componentes nutricionais, inflamação, resposta imunológica e barreiras biológicas.
Na dermatite atópica, a interação entre pele, microbiota e sistema imunológico tem sido objeto de pesquisas. Estudos também vêm investigando o chamado eixo intestino-pele, considerando possíveis relações entre alterações da microbiota intestinal e manifestações da doença.
“Isso ajuda a compreender por que a pesquisa atual não analisa pele, intestino, microbiota e imunidade como sistemas completamente independentes”, pontua a pesquisadora.
A proposta da HipoMush é avaliar se componentes da matriz podem apresentar alguma interação com mecanismos envolvidos nesses processos. A pesquisa, entretanto, ainda está em fase experimental e não pretende substituir o diagnóstico, acompanhamento ou tratamento veterinário.
Outra frente está voltada à longevidade e ao envelhecimento saudável. O processo de envelhecimento envolve mudanças em diferentes sistemas celulares e metabólicos, incluindo função mitocondrial, metabolismo energético, manutenção de proteínas, resposta inflamatória e equilíbrio oxidativo.
Deste modo, a nutrição acompanha o animal durante toda a vida e fornece nutrientes necessários para a manutenção de diferentes funções fisiológicas. Para Mariana, a discussão deve ir além do aumento da expectativa de vida.
“O conceito mais interessante é o de healthspan: aumentar o período da vida no qual o animal mantém boa função física, metabólica, imunológica e cognitiva”, destaca.
Resultados avançam em laboratório
A pesquisa voltada à dermatite atópica canina já passou por uma etapa de caracterização da matriz desenvolvida pela HipoMush.
Foram identificados aproximadamente 10% de proteína, presença de beta-glucanas e elevada digestibilidade in vitro. Por meio de espectrometria de massas, também foram identificadas mais de 1.700 proteínas e 244 peptídeos.
Além da composição, a equipe realizou avaliações relacionadas à segurança e qualidade, incluindo investigação de alérgenos específicos, micotoxinas e contaminantes.
Mais recentemente, a pesquisa avançou para a avaliação funcional em modelos celulares. Em um estudo in vitro com modelo celular hepático, foram analisadas alterações na expressão de genes relacionados a respostas celulares ao estresse, proteostase, defesa antioxidante e citoproteção.
Entre os genes avaliados estão HSPA1A, HSPA5 e HSPD1, além de NFE2L2 (NRF2), HMOX1, NQO1 e SOD2. Segundo a pesquisadora, os resultados representam uma mudança de etapa na pesquisa.
“Esse resultado é importante porque demonstra uma resposta biológica mensurável no modelo experimental”, garante.
Os achados, contudo, ainda não permitem afirmar efeitos clínicos em cães ou gatos. A próxima fase prevê estudos de digestão gastrointestinal simulada associados à espectrometria de massas, para verificar quais componentes permanecem disponíveis após a digestão.
Na linha de dermatite atópica, estão previstos ensaios com mastócitos para avaliar a liberação de histamina e modelos celulares para investigação de marcadores inflamatórios e de integridade da barreira epitelial.
Posteriormente, a estratégia é avançar para estudos in vivo em cães e, em uma etapa seguinte, para validações clínicas.
Da pesquisa ao mercado pet food
Entre a descoberta de um composto de interesse e sua transformação em um ingrediente comercial existe um percurso que envolve caracterização, segurança, estabilidade, processamento, armazenamento, palatabilidade, padronização e viabilidade econômica.
“O grande desafio é transformar uma descoberta interessante em um ingrediente seguro, estável, reprodutível e aplicável industrialmente”, expõe Mariana.
Quando existe uma hipótese de atividade biológica, a necessidade de comprovação é ainda maior. É preciso identificar o composto envolvido, verificar sua disponibilidade depois do processamento e da digestão e demonstrar experimentalmente o efeito proposto.
A inserção da HipoMush no GBioPark contribui para esse processo ao aproximar infraestrutura de pesquisa, desenvolvimento tecnológico e conexões com universidades, laboratórios e centros especializados.
De acordo com a pesquisadora, esse ambiente também permite considerar desde cedo questões relacionadas a escalonamento, controle de qualidade e regulamentação.
Para o Brasil, a expansão desse tipo de pesquisa representa uma oportunidade de aproximar a capacidade científica nacional das demandas da indústria de pet food. O país reúne uma cadeia agroindustrial relevante e grupos de pesquisa atuantes em microbiologia, fermentação, química, biotecnologia e nutrição animal.
“A oportunidade está justamente em aproximar essas competências da indústria. Isso pode permitir que ingredientes de maior valor agregado sejam pesquisados, desenvolvidos, escalonados e produzidos no próprio país”, assegura Mariana.
A perspectiva é que a biotecnologia contribua para uma abordagem mais direcionada no desenvolvimento de ingredientes, considerando não apenas a composição nutricional, mas também características moleculares, digestibilidade e possíveis interações biológicas.
Para a profissional, esse movimento pode aproximar o setor de uma nutrição cada vez mais funcional e direcionada.
“O alimento continua tendo como função fundamental nutrir adequadamente o animal. A diferença é que a ciência começa a oferecer ferramentas para selecionar e desenvolver ingredientes considerando também características específicas de determinada fase da vida ou necessidade nutricional”, conclui.
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