O futuro da alimentação nos genes

COMPARTILHAR

Não é de agora que a genética gera benefícios à produção de alimentos. Tudo começou há cerca de 10 mil anos, quando o homem primitivo decidiu selecionar sementes para uso em determinadas épocas e escolheu reservar os melhores animais para reprodução em vez de saciar sua fome. Ocorreu ali uma primeira técnica, ainda que rudimentar, de melhoramento genético.

O que ocorreu desde então foi uma revolução na agricultura e na pecuária. O melhoramento genético, seja por técnicas arcaicas como a citada acima ou com uso da moderna tecnologia, se transformou em um aliado importante da produção agrícola mundial e do combate à fome.

Paulo Campante
Diretor de germoplasma da CropLife Brasil

Se hoje produzimos mais grãos na mesma área ou temos variedades de uvas adaptadas ao clima do Nordeste é porque, em algum momento, as modernas tecnologias de genética na agricultura entraram em ação. “O melhoramento genético é utilizado há milhares de anos. E quando falamos de biotecnologia, ela é mais uma ferramenta para auxiliar na produção de alimentos”, explica Paulo Campante, diretor de germoplasma da CropLife Brasil. A instituição foi criada em novembro do ano passado com o objetivo de fomentar a inovação e o uso das mais modernas tecnologias nas lavouras brasileiras.

Desde a civilização babilônica, a biotecnologia já era utilizada na fabricação de pães e cervejas a partir de leveduras (microrganismos vivos). Essa estratégia ficou conhecida como biotecnologia clássica. Ainda nos dias atuais, bolos, vinhos, iogurtes e queijos chegam até à mesa dos consumidores graças à ação de bactérias, fungos e algas.

Na área da genética e reprodução animal, as ferramentas genômicas oferecem ao setor produtivo a possibilidade de formar rebanhos com animais mais produtivos, considerando novas características de interesse, em menor tempo e com custos reduzidos. A Embrapa, por sinal, mantém atualmente a Rede Genômica Animal, que congrega 123 pesquisadores de 14 centros de pesquisa da Embrapa de Norte a Sul do País.

Ainda na pecuária, o Brasil é o país que mais investe em programas de melhoramento do gado zebu no mundo. As ações de melhoramento genético no Brasil remontam ao início do século passado, mas foi a partir de 1983 que ganharam impulso com foco na produção de leite.

Em 2004, em outra novidade, a genética molecular passou a fazer parte dos trabalhos, identificando aspectos da proteína ligados à produção e ao rendimento do queijo. Três anos depois, foi feito o primeiro estudo de associação de marcadores moleculares de composição e produção do leite, melhorando os resultados. De 1985 para cá, o panorama mudou muito: de 12,5 bilhões de litros produzidos por ano, o rebanho brasileiro pulou para 36 bilhões de litros por ano.

Atualmente, a biotecnologia moderna possibilita a manipulação de fragmentos do DNA e o conhecimento de como as características genéticas são transferidas para as gerações seguintes. Além do uso de microrganismos para realizar as modificações, pesquisadores aprenderam a interferir diretamente no DNA das espécies. Com isso, surgiram os Organismos Geneticamente Modificados (OGMs), popularmente conhecidos como transgênicos.

Presentes nas lavouras do mundo há mais de 20 anos, as plantas transgênicas aumentaram a produção no campo. Isso porque a maioria das modificações feitas até hoje torna as plantas resistentes a determinadas pragas e/ou tolerantes a herbicidas. Dessa maneira, em diversos casos, a utilização de transgênicos ainda otimizou o uso de defensivos agrícolas.

Sem genética e biotecnologia, seriam necessários hoje, no Brasil, 19,4 milhões de hectares a mais para obter a mesma produção agrícola – uma área equivalente ao estado do Paraná.

Para uma semente nova chegar ao mercado com toda uma gama de tecnologia, conforme o executivo da CropLife, são necessários, no mínimo, dez anos de pesquisas e testes, caso seja uma variedade convencional. Quando a semente é transgênica, esse prazo sobe para 12 anos. “O cuidado é imenso, uma vez que estamos falando também de saúde humana. Temos uma base científica robusta e biossegurança muito presente”, relata Campante.

Desde 1998, o Brasil adota organismos geneticamente modificados na agricultura. Soja, milho, algodão e, mais recentemente, cana-de-açúcar são as culturas transgênicas plantadas no País. No caso da soja, a adoção dos transgênicos permitiu aumentar a produtividade e os resultados foram imensos – hoje, mais de 90% da soja cultivada no Brasil é geneticamente modificada.

Sem genética e biotecnologia, seriam necessários hoje, no Brasil, 19,4 milhões de hectares a mais para obter a mesma produção agrícola – uma área equivalente ao estado do Paraná.
Foto Julio Cesar Garcia

O objetivo principal, conforme Campante, é conseguir suprir as necessidades alimentares de uma população que não para de crescer. “Precisamos ter um produto de qualidade, sem impacto ao meio ambiente. O Brasil tem cumprido essa tarefa, tanto que conseguimos produzir muito mais alimentos utilizando praticamente a mesma área”, explica.

De fato, projeções do Ministério da Agricultura para os próximos anos indicam essa tendência de maior produção sem grandes ganhos na área de cultivo. Em 2018, para uma safra de 234 milhões de toneladas, os agricultores brasileiros utilizaram 61 milhões de hectares. Conforme o ministério, em 2028 a safra deverá alcançar 360 milhões de toneladas de grãos (aumento de 52%) em uma área de 70 milhões de hectares (crescimento de 10%).

Rosa Lía Barbieri – Pesquisadora da Embrapa

Para a pesquisadora Rosa Lía Barbieri, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, todo programa de melhoramento genético tem um objetivo: pode buscar maior produtividade, resistência a pragas ou um teor nutricional diferenciado. “Muitas vezes se procura uma característica específica, como maior teor de antioxidantes. Também é possível desenvolver, por exemplo, uma pimenta com maior aptidão para molho ou mais doce”, explica Rosa Lía.

Independentemente do objetivo, é inegável que o meio ambiente também sai ganhando. A combinação da biotecnologia com a agricultura será fundamental para que o Brasil cumpra o compromisso de reduzir em 43% a emissão de gases de efeito estufa até 2030, conforme foi assumido na Conferência das Nações Unidas de 2015. Além de plantas resistentes a insetos e tolerantes a herbicidas, o uso da biotecnologia também pode levar ao desenvolvimento de variedades mais resistentes a doenças e alimentos de maior valor nutritivo, plantas resistentes à seca e mais adaptadas a diferentes climas.

O banco de recursos genéticos
Em um arquipélago gelado ao Norte da Noruega, um cofre-forte “alimentar” reúne os bens mais valiosos para a raça humana: cópias genéticas de espécies importantes para a agricultura de todo o mundo, como milho, soja, cenoura e arroz, para citar alguns exemplos. Criado para funcionar como uma cópia de segurança para conservação a longo prazo das sementes de bancos de germoplasma de todo o planeta, o Banco Mundial de Sementes de Svalbard está situado no interior de uma montanha e foi planejado para resistir a catástrofes climáticas e explosões nucleares. Por isso, o banco nórdico é considerado o mais seguro em termos físicos e ambientais.

O local tem capacidade para 4,5 milhões de amostras de sementes. O conjunto arquitetônico dispõe de três câmaras de segurança máxima situadas ao final de um túnel de 125 metros dentro de uma enorme montanha, bem perto do Círculo Polar Ártico. O arquipélago de Svalbard é o local mais ao Norte do planeta habitado pelo homem.

Em fevereiro deste ano, os brasileiros enviaram uma nova leva de material genético para o local. Foram 3.037 acessos de arroz, 87 de milho, 119 de cebola, 132 de pimentas Capsicum e de 63 cucurbitáceas (abóboras, morangas, melão, pepino, maxixe, quino e melancia), que serão mantidas a uma temperatura de 18 graus negativos. Acessos são amostras de sementes representativas de diferentes populações de uma mesma espécie. O clima glacial do Ártico assegura baixas temperaturas mesmo se houver falha no suprimento de energia elétrica.

As sementes foram remetidas para o local acondicionadas em embalagens aluminizadas hermeticamente fechadas, identificadas com código de barras, e organizadas em caixas plásticas.

O material genético depositado no local funciona no mesmo esquema de uma conta corrente em um banco: apenas o titular da conta, no caso, o Brasil, pode acessar as amostras. Nenhum outro país está autorizado a mexer no material. O envio dessas sementes dá visibilidade ao País no cenário internacional, e é um esforço adicional de conservação, que se soma ao Banco Genético da Embrapa, centralizado em Brasília e que é considerado o quinto maior do mundo.

Em Brasília, o prédio tem capacidade para abrigar até 750 mil amostras de sementes, dez mil amostras de vegetais in vitro, além das coleções mantidas a 180ºC negativos por meio de nitrogênio líquido (criopreservação), que pode manter mais de 200 mil amostras vegetais, animais ou de microrganismos.

“Contamos com 164 bancos de germoplasma localizados em unidades da Embrapa espalhadas pelo território brasileiro. E temos, em Brasília, um banco com cópias desses recursos genéticos – ele é composto por câmaras frias, a 20 graus negativos, capaz de conservar esse patrimônio por séculos”, explica Rosa Lía Barbieri, da Embrapa Recursos Genéticos.

Mas o que contém um banco de germoplasma? Conforme Rosa Lía, “um pouco de tudo”, como plantas oleaginosas, plantas fibrosas, frutíferas nacionais e estrangeiras, como mangueira, figueira e banana. Também há recursos genéticos de plantas forrageiras, importantes para a agricultura. Todo esse patrimônio é a base para programas de melhoramento genético que desenvolvem novas variedades adaptadas às necessidades do nosso agronegócio. “É uma estratégia importante para garantir a segurança alimentar do Brasil”, avalia.

Segundo a pesquisadora, trata-se da matéria-prima para todos os alimentos encontrados hoje em um supermercado. “As variedades cultivadas no Brasil são constantemente substituídas por outras porque o sistema de produção pode mudar, conforme o clima da região, por exemplo. Também é importante caso uma variedade seja atacada por pragas ou patógenos. Estamos sempre evoluindo”, diz Rosa Lía.

Por exemplo, a Embrapa Clima Temperado, de Pelotas, mantém um banco de germoplasma de cebolas, cultura importante para a região que começou com os casais açorianos, que chegaram ao Rio Grande do Sul ainda no século XVIII. “Esse material foi plantado e, através dos anos, conseguimos um germoplasma de cebola único para a região, adaptado ao Sul do Brasil e que gerou boa parte do que temos hoje de cebolas cultivadas no Brasil”, explica Rosa Lía. No caso da cebola, os recursos genéticos, mantidos a 6 graus negativos, têm durabilidade de dezenas de anos.

Do mesmo modo, a Embrapa Uva e Vinho, de Bento Gonçalves, dispõe de um importante banco genético de uva, enquanto a Embrapa Trigo, de Passo Fundo, tem de cevada, centeio, aveia e trigo. Já o de castanha do Pará pode ser encontrado em Belém (PA). “Neste caso, uma peculiaridade. Ao contrário de muitas plantas, cujas sementes podem ser conservadas a baixas temperaturas, com a castanha isso não ocorre. Por isso, o banco de germoplasma dela é composto por exemplares das plantas cultivadas no campo”, conta a pesquisadora.

Rosa Lía faz uma ressalva: não se trata de transgenia, mas de melhoramento genético clássico, que ocorre há milênios. O melhoramento está baseado na combinação genética de duas plantas da mesma espécie por meio de cruzamento sexual ou, em alguns casos, entre plantas de espécies diferentes, mas do mesmo gênero, com grandes semelhanças entre si.

A transgenia, também conhecida como engenharia genética, é uma técnica de biotecnologia que foi introduzida em 1973. Nela, sequências do código genético são removidos de um ou mais organismos e inseridos em outro organismo, de espécie diferente. A principal implicação da transgenia é a quebra da barreira sexual entre diferentes espécies, permitindo cruzamentos impossíveis de ocorrerem naturalmente, como entre uma planta e um animal, uma bactéria e um vírus.

A política nacional de recursos genéticos
Com uma das mais ricas biodiversidades do planeta, o Brasil deu um passo importante no intuito de classificar e conservar esses recursos, que são estratégicos para o país quando se trata de alimentação, agricultura e pecuária. O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa), por meio da Portaria Nº 1 da Secretaria de Inovação, Desenvolvimento Rural e Irrigação (SDI), abriu à consulta pública, neste ano, a proposta de texto sobre a Política Nacional de Recursos Genéticos para a Alimentação e Agricultura (PNRGAA).

Cléria Inglis
Chefe-geral da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia

De acordo com a chefe-geral da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Cléria Inglis, a Política Nacional de Recursos Genéticos é fundamental para apoiar as ações nesse campo,  garantir suporte orçamentário e investimentos em infraestrutura e recursos humanos, além de organizar o conhecimento sobre os recursos genéticos conservados no Brasil. “Estas ações permitirão a integração das instituições envolvidas na conservação e uso dos recursos genéticos, garantindo o acesso às informações em nível nacional, fundamental para atendimento aos compromissos assumidos pelo país”, destacou Cléria.

Outros investimentos estão a caminho. A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia receberá, nos próximos três anos, um total de R$ 300 mil para aplicação em caracterização genômica, informatização e documentação, ferramentas para rastreabilidade e integração das informações sobre germoplasma – o que deverá incrementar o conhecimento sobre variabilidade genética conservada nos bancos de germoplasma da Embrapa.

A unidade de pesquisa receberá R$ 100 mil por ano, durante três anos, para a aplicação em caracterização genômica e também em melhorias no Portal Alelo (alimentado pelos curadores e suas equipes de forma descentralizada permitindo a criação da base de dados de recursos genéticos da Embrapa). O Alelo é alimentado pelos curadores e suas equipes, de forma descentralizada, permitindo a criação da base de dados de recursos genéticos da Embrapa.

Cléria explicou porque esse recurso adicional é importante, ao ressaltar que os programas de melhoramento genético têm utilizado apenas uma pequena fração da diversidade genética disponível para desenvolver novas cultivares, mas que para isso é necessário a identificação de novas fontes de variabilidade genética conservadas nos bancos. “A caracterização representa uma ferramenta potente para aumentar a eficiência e reduzir custos das operações tradicionais dos bancos de germoplasma para implementar novas atividades de pesquisa e inovação desenhadas para mobilizar um maior interesse e conhecimento científico do valor de seus ativos”, complementou.

Investimento para a bioeconomia
Além das pesquisas em desenvolvimento de novas variedades agrícolas, o patrimônio genético brasileiro pode ser preservado de outras maneiras. Um deles, por exemplo, diz respeito a um contrato recente entre o Ministério do Meio Ambiente (MMA) e o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico Social (BNDES), que instituiu o Fundo Nacional de Repartição de Benefícios (FNRB).

A iniciativa é fundamental para viabilizar a agenda da bioeconomia, elaborada pelo MMA para conter atividades ilegais e promover mudanças estruturais socioeconômicas. A expectativa é de que seja possível trazer um retorno financeiro que gere renda e desenvolvimento sustentável para as comunidades que detêm os conhecimentos de uso tradicionais, além de incentivar projetos de sustentabilidade, combater a biopirataria e conferir segurança jurídica aos investidores, uma vez que a exploração está regulamentada.

A arrecadação será feita da seguinte forma: empresas que se beneficiem do patrimônio genético brasileiro deverão contribuir para o fundo com 1% da receita líquida anual obtida com exploração econômica, enquanto perdurar a atividade.

As decisões sobre a repartição desses benefícios serão feitas pelo Comitê Gestor do FNRB. Pela primeira vez, comunidades tradicionais terão participação direta na gestão e serão beneficiadas de forma igualitária na divisão dos recursos. O Brasil é o único país a promover a inclusão desses povos na gestão de políticas públicas como essas.

Indígenas, quilombolas, pequenos produtores, comunidade ribeirinhas, entre outros, têm assentos no Comitê. Entre outros representantes, estão o Ministério da Agricultura, IPHAN, Ministério da Economia, Ministério da Cidadania, Funai e o Conselho Nacional dos Povos e Comunidades Tradicionais. A primeira reunião deve ocorrer ainda no primeiro semestre deste ano.

O fundo foi instituído pela Lei n° 13.123 e, desde 2015, seu funcionamento aguardava a definição de uma instituição financeira federal para gerir os recursos oriundos de repartição de benefícios de patrimônio genético. Com o contrato assinado entre MMA e o BNDES, as empresas já estão habilitadas a depositar cerca de R$ 19 milhões referente aos fundos arrecadados em 2019.

O FNRB irá privilegiar investimentos em projetos de conservação biológica, de prospecção e captação de recursos humanos associado ao uso sustentável do patrimônio genético, fomento à pesquisa e ao desenvolvimento tecnológico, boas práticas em sistemas agroflorestais, entre outras propostas contidas no manual de operacionalização, que serão votadas pelo Comitê.

Um exemplo de sucesso de uso do patrimônio genético brasileiro é o desenvolvimento do captopril, remédio com propriedades anti-hipertensivas obtido do veneno da jararaca, uma cobra não endêmica encontrada na América do Sul.

Apesar de o princípio ativo estar disponível em outros países, apenas determinadas comunidades do Brasil detinham o conhecimento sobre suas propriedades. Contudo, pela ausência de lei, pesquisadores estrangeiros o patentearam em outro país, e o Brasil não pôde recolher os recursos.

Por isso, o conhecimento tradicional é de grande importância na questão do patrimônio genético e oferece grande potencial de arrecadação, devido à riqueza de biodiversidade do país. Com a criação do Fundo, essas comunidades irão participar ativamente na valorização desses patrimônios genéticos e serão beneficiadas com os recursos arrecadados.

Carne de laboratório, carne sintética, carne do futuro, carne limpa e carne celular – são todos sinônimos da proteína animal desenvolvida em laboratório, a partir de células animais, e que deve chegar ao mercado consumidor no médio prazo.

O case da soja
Sem a pesquisa genética e a biotecnologia, por exemplo, difícil imaginar os resultados de sucesso vistos hoje na agricultura. O case de sucesso mais importante, sem dúvida, é a soja. A pesquisa agropecuária foi fundamental na trajetória do cultivo da soja no Brasil. O pesquisador Amélio Dall’Agnol, da Embrapa Soja, destaca as tecnologias que mais impactaram para o avanço desse grão no país, como o melhoramento genético da cultura, que permitiu o cultivo da soja em regiões tropicais e de baixa latitude; os materiais transgênicos que aferiram mais tolerância e resistência a pragas e doenças; plantio de direto; manejo de pragas e doenças; entre outras.

Amélio Dall”Agnoll
Pesquisador da Embrapa

Conforme o Ministério da Agricultura, sementes de soja de alta qualidade rendem ganhos em produtividade que variam de 10 a 15%. E tem mais: as plantas formadas por sementes de alto vigor têm desempenho agronômico diferenciado, pois demandam menos fertilizantes e defensivos agrícolas, e aproveitam melhor os recursos naturais, como luz, água, nutrientes do solo causando menos impacto ambiental.

Em fevereiro, por exemplo, a Embrapa apresentou uma variedade de soja, a BRS 543RR, resistente ao ataque do percevejo, uma das pragas mais nocivas para a cultura da soja, porque interferem na produtividade e na qualidade dos grãos e das sementes. A cultivar tem a tecnologia Block, que amplia a proteção da lavoura frente ao inseto. Ela não dispensa o uso de inseticidas, mas permite um melhor manejo dos percevejos na lavoura.

A BRS 543RR também é altamente produtiva com precocidade associada (grupo de maturidade 6.0), caraterísticas que garantem excelente performance em semeaduras antecipadas. Também apresenta resistência às principais doenças da soja, inclusive à podridão radicular de Phytophthora.

A partir da manutenção de alguns animais, são coletadas células que, estas sim, serão multiplicadas em laboratórios, de forma que, a partir de algumas células, será possível produzir toneladas de carne.

Na última safra, o Brasil ocupou o segundo lugar como maior produtor desse grão no mundo, com 119 milhões de toneladas, perdendo apenas para os Estados Unidos, que no ano passado produziu 125 milhões de toneladas.

Para a safra atual, a expectativa é que os brasileiros assumam a liderança. Segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), a safra da oleaginosa no Brasil deve chegar a 123 milhões de toneladas em 2020, enquanto os norte-americanos irão colher cerca de 98 milhões de toneladas.

Dos laboratórios, a carne do futuro
Carne de laboratório, carne sintética, carne do futuro, carne limpa e carne celular – são todos sinônimos da proteína animal desenvolvida em laboratório, a partir de células animais, e que deve chegar ao mercado consumidor no médio prazo.

Carla Molento
Professora e Coordenadora da Universidade Federal do Paraná

Conforme explica Carla Molento, professora e coordenadora do Laboratório de Bem-Estar Animal do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná, a carne do futuro consiste em, basicamente, cultivar as células, fornecendo todas as condições para que elas cresçam em um ambiente  laboratorial, ou seja, sem que estejam inseridas em um organismo complexo como é, por exemplo, um animal. “A carne celular enseja uma gama de novos conhecimentos, que pode ser entendida como uma zootecnia celular. Ou seja, entramos em uma nova era na produção de alimentos de origem animal”, avisa.

Segundo a pesquisadora, o modo de produção atual da pecuária utiliza a domesticação dos animais para produzir alimentos. A ideia é ir em outra direção. “O que a carne celular traz é uma domesticação de segunda ordem – a domesticação da célula. Neste processo, não há necessidade de fazer nascer e criar animais para serem levados a abatedouros”, avisa.

A partir da manutenção de alguns animais, são coletadas células que, estas sim, serão multiplicadas em laboratórios, de forma que, a partir de algumas células, será possível produzir toneladas de carne. Carla explica que estes laboratórios serão muito parecidos com grandes cervejarias, pois há muito tempo são aplicados processos de multiplicação de microrganismos em ambientes controlados para produzir alimentos – como por exemplo é o caso da cerveja e do iogurte.

Desde 1998, o Brasil adota organismos geneticamente modificados na agricultura. Soja, milho, algodão e cana-de-açucar são as culturas transgênicas plantadas no país.

“Claro que a produção de carne em biorreatores é mais desafiadora e depende de conhecimentos avançados na área da biotecnologia. Mas, estamos vendo muitos investimentos e, em poucos anos, deveremos ter carne celular disponível nos mercados”, prevê Carla.

Atualmente, já existem empresas e startups em diferentes continentes desenvolvendo os mais variados produtos com base em zootecnia celular. De acordo com a célula escolhida, será possível colocar no mercado praticamente qualquer tipo de carne, como bovina, de frango, de peixe ou camarão, para citar alguns.

Há outras vantagens — a quantidade de gordura na carne será uma função da proporção entre células musculares e adipócitos que for pré-determinada no planejamento de cada produto, pois o cientista terá controle exato dessas proporções. E se algum chef gourmet quiser preparar carne de um animal exótico, ou mesmo de uma espécie em risco de extinção? É só encomendar que será possível produzi-la.

Carla garante que não haverá diferença de sabor entre a carne tradicional e a gerada em laboratório. “Em primeiro lugar, porque um produto de carne celular será considerado pronto para ir ao mercado quando estiver comparável ao produto convencional, então esta similaridade é em si um fator regulador da cadeia. Mas em um plano mais básico, a carne celular é realmente carne. Não estamos falando de uma mistura de ingredientes com o objetivo de simular as características da carne, como é o caso das carnes vegetais, comumente chamadas de plant-based”, relata. “É carne, com células musculares reais, com o mesmo código genético e, portanto, as mesmas proteínas da carne convencional”, completa.

De acordo com ela, há desafios biotecnológicos importantes, mas os investimentos estão à altura e crescem a olhos vistos. “Algumas empresas prometem carne celular à venda nos mercados de varejo muito em breve, algo como um ou dois anos”, acredita Carla.

Se houver investimentos nesse setor, o Brasil se juntará a países como os Estados Unidos, Israel e Holanda na busca pelo pioneirismo da produção tecnológica de carnes, um mercado que pode valer mais de US$ 600 bilhões em 2040, de acordo com a consultoria AT Kearney.