MiRNAs: expressão heteróloga e sua aplicação como componente de novas tecnologias na aquicultura
Abstract
A aquicultura enfrenta desafios críticos, como estresses ambientais e doenças, que impactam a produtividade. Esta tese propõe uma solução inovadora baseada na produção heteróloga de microRNAs (miRNAs) em bactérias e seu uso como suplemento alimentar para teleósteos, combinando uma revisão sistemática do estado da arte com o desenvolvimento de uma patente. Inicialmente, conduziu-se uma análise abrangente de plataformas bacterianas para expressão de miRNAs, identificando 832 estudos em três bases de dados, dos quais 15 foram selecionados. Os resultados demonstraram que Escherichia coli, Salmonella typhimurium e Rhodovulum sulfidophilum são as principais espécies utilizadas, com 78 miRNAs produzidos heterologamente – 75 em E. coli (como miR-21 e miR-155), 1 em R. sulfidophilum (miR-29b) e 2 em S. typhimurium (mi-INHA e miRNA CCL22). R. sulfidophilum destacou-se por sua capacidade de secretar ácidos nucleicos, ausência de RNases e cultivo em água salgada, enquanto E. coli manteve-se como modelo preferencial para produção em larga escala. Plasmídeos com promotor lpp e sítios de clonagem múltipla mostraram-se os mais eficientes para expressão de miRNAs, apontando para a importância do design de vetores na otimização da produção. Com base nesses achados, desenvolveu-se uma patente de suplemento alimentar contendo miRNAs e antagomiRs sintéticos, destinado a aumentar a tolerância de peixes a baixas temperaturas. O método envolve: (1) design de construções de DNA recombinante com sequências específicas de miRNAs, (2) transformação em E. coli para produção em biorreatores, (3) inativação térmica da biomassa bacteriana e (4) encapsulação em ração com adesivo graxo, garantindo estabilidade e absorção intestinal. A formulação atua modulando vias antioxidantes e metabólicas (como a via da glicose), reduzindo os efeitos do estresse térmico. Diferencia-se de abordagens convencionais por ser não transgênica, de administração oral e sazonal, o que facilita sua adoção comercial. Os resultados indicam que a combinação de produção bacteriana e aplicação nutracêutica de miRNAs oferece uma solução viável para desafios da aquicultura. Conclui-se que a plataforma desenvolvida não apenas avança o conhecimento sobre expressão heteróloga de miRNAs em procariotos, mas também estabelece um novo paradigma para intervenções baseadas em RNA na produção animal, com potencial adaptação a outros estresses ambientais ou espécies de interesse econômico.