Tomografia computorizada, ferramenta de seleção de máxima precisão

As novas tecnologias, como a tomografia computorizada, utilizada como parte de um programa de seleção genética, oferecem oportunidades incríveis para melhorar a seleção dos nossos machos. Graças a esta ferramenta, podemos recolher informação em larga escala sobre o interior dos nossos suínos, em direto, sem comprometer o seu bem-estar. Nestes tempos em que tanto se fala de outras tecnologias, como a genómica, que desempenha, sem dúvida, um papel fundamental no nosso programa de melhoramento, há uma frase que repetimos como um mantra que nos recorda o que é importante: "Na era da genómica, o fenótipo ainda é rei". Apesar do enorme contributo da genómica, a recolha de informação em explorações agrícolas e centros de testes para avaliar a expressão variável do genótipo de um organismo num determinado ambiente (fenótipo) continua a ser essencial. Por este motivo, a precisão e a variedade dos dados recolhidos aumentaram exponencialmente nos últimos anos.

Tomografia computorizada: tecnologia aplicada na seleção de suínos do presente e do futuro

A utilização da tomografia computorizada (TC) como parte integrante de um programa de seleção é o melhor exemplo de como a tecnologia de ponta pode contribuir para a seleção de suínos mais robustos e eficientes, adaptados às exigências do setor.
A TC é um método de diagnóstico por imagem amplamente utilizado na medicina humana e, em menor escala, na medicina veterinária. Baseia-se na utilização de raios X para digitalizar todo o animal, criando cortes transversais (1.100 imagens num porco inteiro) que criam uma imagem tridimensional completa do animal, incluindo todas as suas estruturas, ossos, músculos e órgãos.

Quais as vantagens da TC como parte de um programa de melhoria genética?

• Análise da composição da carcaça (rendimento em peças e percentagens de carne magra) em machos candidatos à seleção viva, permitindo estimativas de valor genético mais precisas e o desenvolvimento de novos valores genéticos (por exemplo, para o rendimento em presunto ou cobertura de gordura no presunto). Seleção específica de machos para as necessidades de cada produtor.
• Permite um aumento significativo do número de animais analisados ​​​​em comparação com outras ferramentas, como a análise de carcaças no matadouro. Milhares de animais são testados por ano.
• Incorporação de fenótipos que não podem ser avaliados de outra forma em animais vivos, como a presença de lesões de osteocondrose ou artrite nas articulações, que podem levar à claudicação em etapas posteriores da vida do animal.
• Novos fenótipos que permitem a seleção de animais mais robustos com base noutras características animais (volume cardíaco, hepático, pulmonar, etc.).

Como é que foi incorporada a TC no programa de seleção genética?

A sua utilização iniciou-se em 2008 como forma alternativa de analisar a composição da carcaça de machos submetidos a testes, substituindo os protocolos de dissecação anteriormente realizados em matadouros em animais aparentados.

O processo de análise de imagens foi realizado manualmente durante anos, identificando as diferentes áreas anatómicas e os tipos de tecido (osso, gordura e músculo), o que já representava um avanço significativo. Em 2016, foi implementado um método mais automatizado de análise de imagens por TC, permitindo a diferenciação dos diferentes cortes principais (presunto, pá, lombo e barriga). O aparecimento das tecnologias de Inteligência Artificial (IA) foi fundamental para a automatização deste processo, essencial para o escalonamento desta ferramenta e o aumento da eficiência do número de animais analisados.

No obstante, la IA requiere de un proceso de entrenamiento previo para lo cual es necesaria una base de datos enorme con imágenes previamente analizadas que sirvan de modelo. En nuestro caso, esa base de datos estaba disponible gracias a los años previos de análisis con TC, durante los cuales ya se había avanzado notablemente en la segmentación de los tejidos e identificación en la imagen de los voxel (unidades más pequeñas que componen una imagen tridimensional, similar a los pixel en una fotografía) que pertenecen a tejidos diferentes.

A qualidade deste processo de automatização baseado em IA pode ser avaliada através da análise genética e da estimativa da herdabilidade das características calculadas a partir destas imagens. Quanto maior for a herdabilidade, menor será o ruído devido a outros fatores e mais fiáveis ​​as informações obtidas e utilizadas no cálculo dos valores genéticos. A herdabilidade na percentagem e composição magra das diferentes partes é moderadamente elevada (variação de 0,33 a 0,75), demonstrando o valor desta tecnologia.

A automatização do processo de análise e a uniformização do procedimento, bem como os protocolos de maneio dos varrascos, permitem atualmente que mais de 15.000 varrascos (de quatro linhagens genéticas, paternas e maternas) sejam analisados ​​com esta tecnologia a cada ano.

Como é que a TC nos ajuda a melhorar a robustez dos porcos?

A possibilidade de ver o interior dos nossos porcos vivos ao pormenor permite-nos avaliar aspectos que até então nem sequer tínhamos imaginado. As possibilidades são infinitas, e estamos apenas a começar a compreendê-las e a aproveitá-las. Atualmente, muitos esforços estão focados em identificar qualidades no animal, desde cedo, que possamos associar a animais mais robustos e longevos. Atualmente, estão a ser avaliados:

• Presença de lesões na cabeça do fémur e do úmero para identificar artrite ou osteocondrose. Esta avaliação faz parte do objetivo de seleção para todas as estirpes. O processo inclui uma componente manual que será em breve substituída por um processo automatizado de segmentação e quantificação de lesões, que permitirá também a avaliação de mais superfícies ósseas.
• O tamanho e a forma da omoplata foram avaliados e correlacionados com a longevidade das reprodutoras e com a presença de úlceras e outras lesões nas omoplatas das reprodutoras adultas.

• Outros fenótipos que podem ser de interesse: Estão em curso pesquisas para desenvolver novos fenótipos relacionados com as vísceras de porco, como o volume de órgãos como o coração e os pulmões, que podem estar relacionados com a robustez e a tolerância dos animais ao stress. No entanto, a automatização destes fenótipos apresenta desafios adicionais, uma vez que estes órgãos mudam dinamicamente de forma e tamanho com a respiração e o batimento cardíaco, complicando o processo de análise automatizada. Estão em curso pesquisas, em cooperação com a Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade NMBU (Noruega), para integrar dados de TC com informação recolhida por eletrocardiografia (ECG).

A tomografia computorizada é um excelente exemplo de como a tecnologia de ponta pode ser utilizada como parte fundamental de um programa de seleção de suínos, permitindo-nos aprender detalhes sobre os nossos suínos que nem sequer poderíamos imaginar há anos atrás. Porque "na era da genómica, o fenótipo ainda é rei".