Proxecto H2020 HoloFood: unha solución holística para mellorar a produción de pensos para animais mediante a deconstrución das interaccións biomoleculares entre pensos, microorganismos intestinais e animais en relación cos parámetros de rendemento.

Garantir que a produción de alimentos siga sendo sostible e, ao mesmo tempo, satisfaga as necesidades dunha poboación crecente é un reto clave que debe superarse. Os microorganismos intestinais desempeñan un papel fundamental na saúde e o benestar dos animais, e unha microbiota intestinal equilibrada é esencial para unha produción óptima de pensos. Demostrouse que os aditivos para pensos son eficaces na modulación dos microbiomas en moitos sistemas, aínda que a súa eficacia varía a miúdo. Unha das razóns probables que subxace a esta inconsistencia é o coñecemento limitado que temos sobre os seus medios de acción específicos. Idealmente, as empresas de aditivos para pensos poderían empregar experimentos in vitro e in vivo para probar as propiedades e os beneficios do aditivo.

Non obstante, a capacidade informativa destas abordaxes é limitada, xa que a resposta in vivo dos microorganismos pode ser radicalmente diferente das condicións in vitro, xa que os microorganismos de interese atópanse en diferentes condicións fisicoquímicas e poderían interactuar con centos doutros taxons microbianos, así como co hóspede. Polo tanto, a mellora dos aditivos para pensos adoita depender de abordaxes de ensaio e erro, o que limita o desenvolvemento dunha comprensión completa das razóns do éxito ou fracaso dos aditivos. En consecuencia, os procedementos para mellorar os produtos de aditivos para pensos son ineficientes e é pouco probable que se poidan atopar produtos realmente óptimos sen modificar drasticamente a abordaxe adoptada. HoloFood supera estas limitacións aproveitando os desenvolvementos computacionais e de laboratorio de última xeración para proporcionar información directa sobre os efectos das interaccións biomoleculares entre os aditivos para pensos, os microorganismos intestinais e os hóspedes na produción de alimentos. Isto conseguiuse mediante a implementación dun novo marco holómico, que aproveita a diminución do custo de xerar conxuntos de datos ómicos, xunto con métodos biomoleculares e estatísticos de vangarda.

HoloFood baséase en dúas observacións:

1. Os animais e os seus microorganismos asociados compórtanse de xeito diferente dependendo do ambiente e da etapa de desenvolvemento do animal.
2. Moitos procesos biolóxicos dos animais e os seus microorganismos asociados vense afectados, ou mesmo condicionados, polo outro socio da simbiose.

Isto implica que o efecto de calquera aditivo para a alimentación animal podería diferir dependendo dos antecedentes xenómicos e da etapa de desenvolvemento do animal, da composición do microbioma e do ambiente de produción. O noso marco analiza os xenomas, transcriptomas e metabolomas dos animais e os seus microorganismos intestinais asociados, e logo vincúlaos coa saúde e a fisioloxía animal, así como cos parámetros de rendemento da produción de alimentos. Para mostrar o potencial dos diferentes sistemas de produción de alimentos e medir o impacto comercial e social da nosa abordaxe, HoloFood realizou ensaios a escala comercial con aves de curral e salmón que analizaron as interaccións biomoleculares entre microorganismos e animais alimentados con diferentes aditivos para a alimentación en relación cos parámetros de produción de alimentos relacionados coa cantidade, a calidade e a seguridade dos alimentos, así como coa sustentabilidade e o benestar da produción de alimentos.

Ao comprender os efectos fisiolóxicos das interaccións biomoleculares que se producían ao administrar diferentes aditivos para pensos, HoloFood optimizou o seu uso adaptando a súa administración ao contexto xenómico e ao microbioma intestinal dos animais, así como ao ambiente agrícola. Como tal, o obxectivo era aumentar a eficiencia dos aditivos para pensos e, polo tanto, mellorar os produtos alimenticios finais. No futuro, cremos que outros sistemas de produción de alimentos poderían optimizarse mediante estas abordaxes holómicas. Deste xeito, HoloFood actuará como paradigma para as abordaxes e, ao facelo, fomentará a creación de empregos relacionados coa investigación científica e o sector alimentario, tanto para as empresas produtoras como para as industrias asociadas. Ademais, os recursos abertos e a dispoñibilidade de datos resultantes do proxecto HoloFood serán de valor para as partes interesadas da investigación e da industria máis alá do prazo do proxecto.