Fetal programming and molecular characterization of the skeletal muscle development in ruminants

• Autor(a) principal: Costa, Thaís Correia
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30239; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.488
• topic: Caprinos - Feto - Desenvolvimento; Proteoma; Músculos esqueléticos; Transcriptoma; Nutrição e Alimentação Animal

As condições intrauterinas modulam o desenvolvimento muscular esquelético e definem, pelo menos parcialmente, a composição corporal pós-natal, influenciando a qualidade final da carne. Desta forma, é importante que o plano nutricional materno atenda as exigências, ou as reservas corporais maternas possam ser mobilizadas para permitir um crescimento fetal adequado. Embora muitos estudos tenham reportado os efeitos da nutrição materna sobre o desenvolvimento muscular esquelético fetal, a compreensão sobre a regulação de vias moleculares precisa de mais investigações. Assim, o presente estudo foi desenvolvido com base em três experimentos. O objetivo do primeiro estudo foi investigar o impacto da restrição de proteína durante o terço médio da gestação sobre a composição do musculo esquelético da progênie. Do dia 100 ao 200 de gestação, as vacas foram expostas a uma dieta com (CON, n = 9) ou sem (RES, N = 9) suplementação de proteína. Amostras do musculo Longissimus thoracis dos bezerros foram coletadas em dois momentos no pós-natal, aos 30 e 450 dias de idade. A dieta RES desencadeou uma diminuição (P < 0.01) no número de fibras musculares em ambos os estágios de avaliação, enquanto o conteúdo de colágeno foi maior aos 30 dias de idade (P < 0.05). Embora não tenha sido observada diferença (P > 0.05) na expressão de MHC2X aos 45 dias, os bezerros de 30 dias de idade apresentaram maior expressão desse gene. Estes resultados demonstram que a restrição de proteína durante um período crítico da gestação impacta permanentemente na formação das fibras musculares, altera o metabolismo das fibras e o acúmulo de colágeno no primeiro mês de vida dos bezerros. No entanto, o ambiente pós-natal favorável pode contribuir para a mudança do tipo de fibra muscular. O segundo e o terceiro estudo foram desenvolvidos considerando os mesmos tratamentos e unidades experimentais, com o objetivo de elucidar os efeitos da restrição alimentar materna durante diferentes estágios (primeira ou última metade) de gestação sobre o perfil do transcriptoma e do proteoma do musculo esquelético de cabritos recém-nascidos. Quatorze cabras prenhes, gestando machos, foram designadas a um dos tratamentos experimentais: cabras alimentadas com 50% dos requerimentos para mantença do dia 8 ao 84 da gestação e depois alimentadas com 100% dos requerimentos de mantença do dia 85 de gestação até o parto (RM, n = 6), ou cabras alimentadas de forma a atender 100% dos requerimentos de mantença do dia 8 ao 84 de gestação e depois restritas de modo atender 50% dos requerimentos nutricionais do dia 85 de gestação ao parto (MR, n = 8). Os cabritos (n = 14), foram abatidos ao nascer, o musculo Longissimus thoracis foi amostrado e os perfis do transcriptoma e do proteoma foram avaliados. A análise do transcriptoma identificou um total de 20.359 transcritos, onde 766 e 1146 foram encontrados expressos exclusivamente nos tratamentos RM e MR, respectivamente. Dos 66 genes diferencialmente expressos (DE, FDR < 0.05), 6 e 60 foram up e downregulados no tratamento RM comparado ao MR, respectivamente. Os genes upregulados no tratamento MR estão envolvidos com a manutenção de células satélites, possivelmente devido à falha na diferenciação dos mioblastos durante o período pré-natal. Além disso, a upregulação dos genes relacionados com carcaças com pouco marmoreio, podem conduzir a redução da deposição de gordura intramuscular na progênie. A restrição alimentar materna durante última metade da gestação (MR) proporcionou a upregulação de genes envolvidos com o balanço entre o anabolismo e o catabolismo de glicose, além de uma ativação de mecanismos que protegem a célula contra o excessivo estresse oxidativo. A análise do proteoma identificou um total de 415 proteínas sarcoplasmáticas, e após a filtragem, 181 e 46 proteínas foram encontradas exclusivamente nos tratamentos RM e MR, respectivamente. Das 159 proteínas presentes em ambos os tratamentos, apenas 13 foram consideradas proteínas diferencialmente abundantes (DAPs) considerando FDR < 0.05. Através das análises de Ontologia Gênica (GO) e Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), foram identificados processos biológicos (BP) e vias de sinalização (SP) relacionadas com a fase de investimento da glicólise, além do aumento na utilização das reservas de glicogênio e ácidos graxos no tratamento RM comparado ao MR. Enquanto as proteínas encontradas no tratamento MR apresentaram BP e SP associadas com a fase de pagamento da glicólise, e com o aumento da biossíntese de glutamina. No geral, os resultados gerados a partir das análises do trancriptoma e do proteoma sugerem que a restrição alimentar materna altera a abundância destas moléculas, principalmente modificando a composição do musculo esquelético e o metabolismo energético no musculo esquelético do recém-nascido. Palavras-chave: Bovinos de corte. Caprinos. Musculo Esquelético. Programação do Desenvolvimento. Proteoma. Transcriptoma.