Projecte H2020 HoloFood: Solució holística per millorar la producció d'aliments per a animals mitjançant la desconstrucció de les interaccions biomoleculars entre l'aliment, els microorganismes intestinals i els animals en relació amb els paràmetres de rendiment

Garantir que la producció d'aliments continuï sent sostenible i alhora satisfer les necessitats d'una població en creixement és un repte clau que cal superar. Els microorganismes intestinals tenen un paper fonamental en la salut i el benestar dels animals, i una microbiota intestinal equilibrada és essencial per a una producció òptima d'aliments. Els additius per a pinsos han demostrat ser eficaços per modular els microbiomes en molts sistemes, encara que la seva eficàcia sol presentar variacions. Una raó probable que subjau a aquesta inconsistència és el coneixement limitat que tenim sobre els seus mitjans específics d'acció. En el millor dels casos, les empreses que produeixen additius per a pinsos podrien fer servir experiments in vitro i in vivo per provar les propietats i beneficis de l'additiu.

Tot i això, la capacitat d'informació d'aquests enfocaments és limitada, ja que la resposta in vivo dels microorganismes pot ser radicalment diferent de les condicions in vitro, ja que els microorganismes d'interès es troben en diferents condicions fisicoquímiques i podrien interactuar amb centenars d'altres tàxons microbians, així com amb l'hoste. Per tant, la millora dels additius per a pinsos sovint es basa en enfocaments de prova i error, cosa que limita el desenvolupament duna comprensió completa de les raons darrere de lèxit o el fracàs dels additius. En conseqüència, els procediments per millorar els productes d'additius per a pinsos són ineficients, i és poc probable que es puguin trobar productes veritablement òptims sense modificar dràsticament l'enfocament adoptat. HoloFood supera aquestes limitacions aprofitant els desenvolupaments computacionals i de laboratori d'última generació per proporcionar informació directa sobre els efectes de les interaccions biomoleculars entre els additius per a pinsos, els microorganismes intestinals i els hostes en la producció d'aliments. Això es va aconseguir mitjançant la implementació d'un nou marc holoòmic que explota les disminucions en el preu de la generació de conjunts de dades òmiques, juntament amb mètodes biomoleculars i estadístics d'avantguarda.

HoloFood es basa en dues observacions:

1. Els animals i els microorganismes associats es comporten de manera diferent segons l'entorn i l'etapa de desenvolupament de l'animal.
2. Molts processos biològics dels animals i els seus microorganismes associats són afectats, o fins i tot condicionats, per l'altre soci de la simbiosi.

Això implica que l‟efecte de qualsevol additiu alimentari podria diferir en funció dels antecedents genòmics il‟etapa de desenvolupament de l‟animal, la composició del microbioma il‟entorn de producció. El nostre marc analitza els genomes, els transcriptomes i els metabolomes dels animals i els seus microorganismes intestinals associats, i després els vincula amb la salut i la fisiologia dels animals, així com amb els paràmetres de rendiment de la producció d'aliments. Per mostrar el potencial de diferents sistemes de producció d'aliments i mesurar l'impacte comercial i social del nostre enfocament, HoloFood va realitzar assaigs a escala comercial per a aus de corral i salmó on es van analitzar les interaccions biomoleculars entre els microorganismes i els animals alimentats amb diferents additius alimentaris en relació amb els paràmetres de producció d'aliments relacionats amb la quantitat. així com la sostenibilitat de la producció daliments i el benestar.

En comprendre els efectes fisiològics de les interaccions biomoleculars que es produïen en administrar diferents additius alimentaris, HoloFood va optimitzar-ne l'ús adaptant la seva administració al context genòmic i al microbioma intestinal dels animals, així com a l'entorn agrícola. Com a tal, lobjectiu era augmentar leficiència dels additius per a pinsos i, per tant, millorar els productes alimentaris finals. En el futur, creiem que altres sistemes de producció d'aliments podrien optimitzar-se mitjançant aquests enfocaments holoòmics. Així, HoloFood actuarà com a paradigma de plantejaments i, en fer-ho, fomentarà la creació de llocs de treball relacionats amb la investigació científica i el sector alimentari, tant amb les empreses productores com amb les indústries associades. A més, els recursos oberts i la disponibilitat de dades resultants del projecte HoloFood seran de valor per a la investigació i les parts interessades de la indústria més enllà del període de temps del projecte.