RESSALVA Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo desta dissertação será disponibilizado somente a partir de 06/12/2024. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CÂMPUS DE BOTUCATU Meta-análise: β-glucanos no desempenho produtivo e saúde de tilápias (Oreochromis spp) Paulo Incane Ito Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Zootecnia como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Zootecnia BOTUCATU – SP DEZEMBRO – 2022 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CÂMPUS DE BOTUCATU Meta-análise: β-glucanos no desempenho produtivo e saúde de tilápias (Oreochromis spp.) PAULO INCANE ITO ORIENTADORA: Profª. Dra. Margarida Maria Barros COORIENTADOR: Dr Pedro Luiz Pucci Figueiredo de Carvalho COORIENTADOR: Profo. Gustavo do Valle Polycarpo Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Zootecnia como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Zootecnia BOTUCATU – SP DEZEMBRO – 2022 iv BIOGRAFIA Paulo Incane Ito, filho de João Yuji Ito e Regina Sampaio Incane, nasceu no município de São Paulo, no dia 29 de fevereiro de 1996. Ingressou no curso de graduação em Medicina Veterinária na Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Botucatu em março de 2014, concluindo-se em 01 de dezembro de 2019. Em julho de 2020, ingressou no Programa de Pós-graduação em Zootecnia, Curso de Mestrado, na Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Botucatu, concentrando seus estudos na área de Nutrição e Saúde de Peixes, realizando uma meta-análise de β-glucanos no desempenho produtivo e saúde de tilápias. v Na vida, não vale tanto o que temos nem tanto importa o que somos. Vale o que realizamos com aquilo que possuímos e, acima de tudo, importa o que fazemos de nós. Chico Xavier vi Dedicatória Aos meus pais João Yuji Ito e Regina Sampaio Incane, por todo apoio durante toda minha formação e que me permitiram chegar até aqui! À meu irmão Alexandre Incane Ito, por ter sido meu melhor amigo desde o meu nascimento, e que me incentivou nos momentos mais difíceis nessa etapa da vida. À meu avô Akira Ito (in memorian), por cultivar todo meu amor por peixes e que hoje resulta nesse trabalho! E que mesmo não estando fisicamente entre nós, esteve sempre ao meu lado, seja em pensamento ou em inspirações. vii AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pela dádiva da vida, que me abençoou com a família que tenho e com tantas oportunidades. À minha família, que me apoiou tanto durante os anos de pós-graduação, onde os desafios foram dobrados devido a pandemia do Covid-19. Obrigado pela chance de crescer e evoluir! Ao meu irmão, Alexandre Incane Ito, que me incentivou sendo exemplo como pessoa e como profissional, provando sempre do que somos capazes. Obrigado pelas tantas conversas e jogatinas, aguentando sempre minhas oscilações de humor! Ao meu pequeno irmão João Emanuel, por toda risadinha, abraço apertado e fofura. Você foi minha fonte de esperança nesses dois anos longe de casa. À minha orientadora, Profa. Dra. Margarida Maria Barros, por toda oportunidade concedida desde a graduação até aqui e também por ser essa mulher inspiradora. Obrigado por todos os puxões de orelha! Ao meu co-orientador, Prof. Dr. Gustavo do Valle Polycarpo, por toda paciência e auxílio nesse projeto totalmente novo para a equipe AquaNutri. Ao meu segundo co-orientador, Dr. Pedro Pucci Figueiredo de Carvalho, por toda a ajuda no desenvolvimento dos projetos da pós-graduação, sendo sempre um exemplo em nosso laboratório. Aos meus colegas e amigos do AquaNutri (Matheus Gardim, William Xavier, Edgar Damasceno e Gabriel Alighieri), por todo o conhecimento, trabalho, risada e lembranças compartilhadas. Todo o resultado só foi possível alcançar graças ao trabalho em equipe! viii Aos laços de amizades que Botucatu permitiu aprofundar nesse período (Roberto Biffi, Enzo Takashi, Rebeca Mayara, Gabriela Vieira, Julia Franco e Jaine Scheffer), por tantas noites rindo, chorando ou filosofando sobre tudo possível. A alegria é muito maior quando compartilhada e graças a vocês meus dias aqui foram mais leves e melhores! À Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia- UNESP, Botucatu e o Programa de Pós-graduação em Zootecnia, por toda a estrutura que tornou minha formação possível. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico- CNPq (Processo: 1300095/2021-4) pela concessão da bolsa de estudos. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. ix Sumário RESUMO ........................................................................................................ 12 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................ 13 Capítulo I ........................................................................................................ 14 1.1 O sistema imunológico dos peixes ............................................................. 15 1.2 Sistema antioxidante em peixes.................................................................. 21 2. Prebióticos ................................................................................................... 23 3. β-glucanos ................................................................................................... 26 4. O uso de β-glucanos na tilapicultura ............................................................ 28 5. Referências .................................................................................................. 29 Capítulo II ....................................................................................................... 36 ABSTRACT .................................................................................................... 37 RESUMO ........................................................................................................ 38 1. Introdução .................................................................................................. 39 2. Material e métodos ...................................................................................... 42 2.1 Busca de dados na literatura ....................................................................... 42 2.2 Sistematização das informações ................................................................. 42 2.3 Análise de dados ........................................................................................ 44 3. Resultados ................................................................................................... 45 3.1 Ganho de peso ........................................................................................... 45 3.2 Sobrevivência pós desafio bacteriano ......................................................... 45 x 3.3 Parâmetros hematológicos antes e após desafio .......................................... 46 4. Discussão .................................................................................................... 47 5. Agradecimentos ........................................................................................... 57 6. Referências .................................................................................................. 57 Capítulo III ...................................................................................................... 68 Implicações ..................................................................................................... 69 FIGURAS Capítulo I Figura 1. Conceito do sistema imune dos peixes, adaptado de Biller-Takahashi e Urbinati (2014).....................................................................................................21 Figura 2. Visão geral dos benefícios de prebióticos e monossacarídeos imunoestimulantes, adaptado de Song et al. (2014)..............................................25 Capítulo II Figura 1. Fluxograma das informações em um processo de revisão sistemática de meta-análise (Moher et al., 2009).........................................................................63 Figura 2. Efeito do β-glucano no ganho de peso em tilápias em comparação ao tratamento controle ..............................................................................................64 Figura 3. Efeito do β-glucano na sobrevivência em tilápias submetidas a desafio bacteriano.............................................................................................................64 Figura 4. Parâmetros hematológicos de tilápias que receberam β-glucano antes e após desafio..........................................................................................................65 Figura 5. Parâmetros imunológicos de tilápias que receberam β-glucano antes e após desafio..........................................................................................................66 TABELAS xi Capítulo II Tabela 1. Análise descritiva de genes expressados em tilápias suplementadas com β-glucano com ou sem desafio..............................................................................67 12 RESUMO Meta-análise: β-glucanos no desempenho produtivo e saúde de tilápias (Oreochromis spp.) O objetivo do presente estudo foi desenvolver uma meta-análise sobre os efeitos do uso de β-glucano em tilápias (Oreochromis spp.) no desempenho produtivo, perfil hematológico, sistema imune e expressão de genes em tilápias. Para a realização da pesquisa, foi feita a busca de artigos científicos publicados na base de dados Scopus e Web of Science com os termos “tilápia” + “beta glucan” ou sinônimos sem restrição de tempo de publicação, totalizando 31 estudos cujos dados foram sistematizados em planilhas eletrônicas para realização de análises por meio do software SAS OnDemand. Os dados foram divididos entre tratamento controle e grupo suplementado com β-glucano antes e após desafio (bacteriano, químico, físico ou mais de um) para então analisar o ganho de peso, sobrevivência após desafio bacteriano, parâmetros hematológicos, imunológicos e análise descritiva da expressão dos genes HSP70, TNF-α, IL-1β, CAT e SOD. Foi observado efeito positivo na suplementação de β-glucano em 3,49% no ganho de peso, e nos parâmetros hematológicos e imunológicos analisados, além do aumento de 62,5% na sobrevivência dos animais quando submetidos a desafio bacteriano. Esses resultados reforçam a capacidade imunomoduladora do β-glucano melhorando a saúde e apresentando-se como ferramenta importante na busca por alternativas ao uso de antimicrobianos. Palavras-chave: Aditivos, desafio bacteriano Oreochromis, prebióticos 13 CONSIDERAÇÕES INICIAIS O Capítulo I aborda a utilização de prebióticos na piscicultura como alternativa ao uso de antimicrobianos, os quais tem seu uso cada vez mais restrito devido ao risco ambiental e sanitário. O crescimento da piscicultura tem levado a novos desafios como manejos intensos, maior exposição a patógenos e águas de pior qualidade. Com isso, prebióticos com capacidade imunomoduladora vem sendo estudado para minimizar os danos causados, possibilitando a redução no uso de fármacos de forma sustentável e rentável. Dentre a classe dos prebióticos, o β-glucano tem sido amplamente estudado na aquicultura, com grande capacidade de modulação tanto do sistema imunológico inato quanto do adaptativo, podendo, ainda, melhorar o desempenho produtivo. Com base nas informações apresentadas no Capítulo I, o Capítulo II busca sumarizar as pesquisas até então realizadas com o β-glucano em tilápias por meio da meta-análise intitulada: “Meta-análise: β-glucanos no desempenho produtivo e saúde de tilápias (Oreochromis spp.)”, o qual foi redigido de acordo com as normas do periódico “Aquaculture” (fator de impacto 5,135) 29 Sua ação no sistema imune inato abrange diversos parâmetros como o aumento na atividade da lisozima, óxido nítrico e explosão respiratória (Neamat- Allah et al., 2020; Koch et al., 2021). A suplementação também é capaz de promover melhoras no sistema antioxidante, como o aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase (Dawood et al., 2020a) e, ainda, na expressão gênica de citocinas atuantes em respostas imunes como a IL-1β, TNF-α e IL-8 (Abdelhamid et al., 2020; Dawood et al., 2020b; Reis et al., 2021). Na prática, a modulação positiva dos parâmetros imunológicos resulta em animais mais resistentes a desafios, com aumento na taxa de sobrevivência. De fato, Koch et al. (2021) verificaram melhora de até 66% na sobrevivência de tilápias-do-Nilo arraçoadas com dietas suplementadas com β-glucano e desafiadas com Streptococcus agalactiae e Aeromonas sobria. Efeitos positivos de β-glucanos também são observados frente a desafios químicos. El Murr et al. (2019) verificaram que peixes arraçoados com dietas contendo 0,4% de βG (Best Choice Pharma®) não apresentaram alterações negativas em parâmetros imunológicos quando expostos a doses tóxicas de fipronil. Assim, evidencia- se a importância dos β-glucanos como potencial alternativa ao uso indiscriminado de antimicrobianos, promovendo impactos positivos na sobrevivência dos animais acometidos por patógenos tornando a produção de tilápias mais sustentável e viável economicamente. 5. Referências Abdelhamid, F. M., Elshopakey, G. E., Aziza, A. E., 2020. Ameliorative effects of dietary Chlorella vulgaris and β-glucan against diazinon-induced toxicity in Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Fish and Shellfish Immunology. v. 96, p.213-222. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2019.12.009 Ahmad, S., 1995. Oxidative Stress and Antioxidant Defenses in Biology. Chapman & Hall, New York. about:blank 30 Akramiene, D., Kondrotas, A., Didziapetriene, J., Kevelaitis, E., 2007. 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Agradecimentos O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. O autor agradece ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq (130095/2021-4) pelo auxílio da bolsa de estudos. 6. Referências Ahmed, I., Reshi, Q. M., Fazio, F., 2020. The influence of the endogenous and exogenousfactors on hematological parameters in different fishspecies: a review. Aquaculture international v.28, p.869-899. https://doi.org/10.1007/s10499-019-00501-3 Ai, Q., Mai, K., Zhang, L., Tan, B., Xu, W., Li, H., 2007. Effects of dietary beta-1,3 glucan on innate immune response of large yellow croaker, Pseudosciaena crocea. Fish & Shellfish Immunology, v.22, n.4, p.394-402. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2006.06.011 Akramiene, D., Kondrotas, A., Didziapetriene, J., Kevelaitis, E., 2007. Effects of b- glucans on the immune system. 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Resultados 3.1 Ganho de peso 3.2 Sobrevivência pós desafio bacteriano 3.3 Parâmetros hematológicos antes e após desafio 4. Discussão 5. Agradecimentos 6. Referências Capítulo III Implicações