El sustituto natural al Glifosato

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¿Por qué son tan problemáticas las malas hierbas en la agricultura?

Las “malezas” o hierbas indeseables se consideran una de las plagas que mayores pérdidas causan en la producción agrícola mundial, siendo responsables de más del 30% en la disminución de los rendimientos y calidad de las cosechas. Aparecen durante todo el período de crecimiento de los cultivos y son especialmente perjudiciales en el momento de la siembra y durante la cosecha.

Compiten por el aprovechamiento de la luz, los nutrientes, el espacio, energía y el dióxido de carbono. Además, constituyen un reservorio natural y son huéspedes intermediarios de numerosas plagas y enfermedades que atacan al cultivo principal.

Durante los últimos 60 años su control se lleva a cabo casi exclusivamente mediante la aplicación de herbicidas de origen químico. El uso indiscriminado de estas moléculas de síntesis ha causado serios problemas ambientales como alteración del equilibrio ecológico y efectos directos sobre la salud humana debido fundamentalmente a su toxicidad y bioacumulación (Contaminantes Orgánicos Persistentes, COP). Además, su modo de acción específico sobre las dianas ha provocado la aparición de las temidas resistencias cruzadas en las llamadas “supermalezas”, consideradas una de las principales amenazas emergentes a las que están sometidos los sistemas agrícolas.

Por ello, estamos convencidos de que existe una necesidad urgente de:

  • Desarrollar alternativas al uso de herbicidas químicos con especial atención al caso del Glifosato.
  • Implementar herbicidas con niveles de eficacia iguales o superiores a los convencionales y que cumplan con los requisitos orgánicos en respuesta al interés creciente de los consumidores por la seguridad agroalimentaria.

¿Lo conseguiremos?

Mala hierba, ¿nunca muere? La historia de un “aliado” peligroso: El Glifosato

El sustituto natural al Glifosato

Pues sí, muere y mucho, o si no que se lo pregunten a los investigadores que en su día desarrollaron el herbicida más “popular” y empleado en el mundo, el glifosato. Pero esta pregunta debe añadir otra si cabe aún más importante ¿A qué coste?

El Dr. Henri Martin, químico suizo de una empresa farmacéutica, descubre en 1950 el Glifosato, cuyo nombre químico es N-(phosphonomethyl) glycine). Al no tener ningún efecto farmacológico aparente, se cede a numerosas compañías químicas para la búsqueda de otros posibles usos. Es entonces cuando el Dr. John Franz, químico de Monsanto, descubre en 1970 las propiedades herbicidas del compuesto formulándolo y patentándolo con el nombre comercial de Roundup en 1974.

A partir de este momento se convierte en el herbicida sistémico de amplio espectro (no selectivo) más empleado de todos los tiempos para usos tanto agrícolas como no agrícolas. Su bajo precio de venta, su eficacia en post-emergencia y el desarrollo en 1996 de las primeras variedades de soja, maíz y algodón resistentes al Glifosato (conocidas como Roundup Ready o “RR”) han sido, sin duda, los factores claves de su éxito. Al expirar la patente en el año 2000, se han desarrollado más de 700 productos registrados a nivel mundial cuyo ingrediente activo es el glifosato.

Sin embargo, su eficaz y único modo de acción, actúa sobre la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa que participa en la síntesis de los aminoácidos aromáticos vitales para las plantas; ha sido el punto de partida de su declive. En el año 1996 aparece la primera especie de maleza resistente al glifosato (nada más y nada menos que una especie de Loleum, una de las malezas de hoja estrecha más temidas). Actualmente hay confirmadas más de 50 especies de “malas hierbas” con resistencia demostrada al glifosato, según la “International Herbicide-Resistant Weed Database”; las llamadas “supermalezas”.

Los problemas no cesan para el “Goliat” de los herbicidas. Al incesante aumento de la aparición de resistencias, se une en 2011 la demostración de su bioacumulación en el aire y el agua de lluvia; y en 2014 la documentación de su impacto negativo sobre abejas, organismos acuáticos e invertebrados terrestres. El primer “tiro de gracia” al Glifosato lo dan la Organización mundial de la Salud (OMS) y la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) cuando en 2016 lo clasifican como “probable carcinogénico para los seres humanos” y “carcinogénico para los seres humanos”, respectivamente.

A partir de aquí se genera una gran controversia en la comunidad científica y diferentes Órganos Estatales sobre la toxicidad y efectos indeseables del Glifosato. Los fraudes científicos (falsificación de datos toxicológicos) y la publicidad engañosa (clasificándolo como biodegradable) han acompañado al producto durante los últimos años debido fundamentalmente a la presión social y los “lobbies” empresariales. En la actualidad existe suficiente evidencia científica que demuestran una gran cantidad de efectos adversos como carcinogénico, daños al sistema reproductor, malformaciones en el embrión, daños cerebrales, alteraciones metabólicas, toxicidad aguda por inhalación, disruptor endocrino, inductor de linfomas, entre otros muchos efectos.

Está claro que el “Goliat” químico está agonizando y que es hora del “David” natural.

¿Qué pensamos nosotros?

Durante años, hemos visto como el equilibrio entre naturaleza, el medio ambiente, la salud y la producción agronómica ocupaba un segundo lugar para la agroindustria en pro de un objetivo mayor: producir la cantidad suficiente de alimentos para una población mundial creciente. Sin embargo, desde nuestros comienzos, en 2007, consideramos que ese enfoque estaba equivocado y tuvimos la visión de un mundo sin pesticidas ni hormonas sintéticas. Por aquella época muchos consideraban que estábamos locos por querer cambiar el orden establecido y hacer realidad nuestra visión de conseguir una agricultura natural y productiva sin residuos ni tóxicos en los alimentos ni en el medio ambiente. Lo que no sabían era que no sólo queríamos desarrollar productos naturales, sino que apostábamos que esas soluciones fueran igual de eficaces que las de síntesis química.

En esta línea, en 2019 nos propusimos obtener una formulación natural con actividad herbicida y con una eficacia igual o superior a la del glifosato. Un proyecto que claramente responde a una demanda social y política de primer orden y que ha logrado despertar el interés de entidades públicas y privadas, recibiendo financiación del CDTI y de Fondos FEDER.  En palabras de Félix García CEO de Kimitec: “cantidades ingentes de herbicidas de síntesis química y desinfectantes de suelo se siguen usando hoy en día porque todavía no existe una alternativa. En el momento en el que consigamos una solución natural igual de eficaz que el glifosato, pero sin sus efectos perjudiciales, se producirá el cambio”.

¿Qué nos diferencia como empresa biotecnológica?

Muchos aspectos nos diferencian de otras empresas tanto químicas como biotecnológicas. El primero y la base de nuestro éxito es la aplicación de un modelo de investigación único al desarrollo de bio-productos conocido como “Lean Research Process” (LRP). En nuestro LRP, la necesidad del mercado, la opinión de los expertos sobre el terreno, nuestro know-how en I+D+i, la propiedad intelectual y los aspectos regulatorios se aúnan bajo un enfoque único. El otro aspecto diferenciador es la adaptación única del método farmacéutico al estudio de productos naturales bajo nuestra tecnología 4Health. Dicha tecnología se basa en la obtención y combinación, sobre una base científica, de moléculas bioactivas procedentes de 4 grandes fuentes naturales: Botánica, Microbiología, Microalgas y Química Verde. Dicha variabilidad en metabolitos bioactivos estará asociada a una gran multifuncionalidad. Es precisamente esta diversidad de mecanismos de acción, lo que marcará la diferencia en la nueva generación de bioproductos; con especial mención a los biopesticidas.

¿Qué diferencia a nuestro bioherbicida del glifosato?

Sin duda en lo único en lo que nos queremos parecer al glifosato es en su eficacia final. En todo lo demás, nuestra tecnología marcará la diferencia. Más allá de nuestro modelo y tecnología de desarrollo que hablan por sí mismo, queremos destacar cuatro puntos diferenciadores:

1. Persistencia, biodegradación, residualidad y bioacumulación

El glifosato y su principal producto de degradación (AMPA, ácido aminometilfosfónico) tienen una alta persistencia en el suelo, lluvia, aguas superficiales y subterráneas y tejidos vegetales, lo que favorece su bioacumulación y los convierte en potenciales COP (Contaminantes Orgánicos Persistentes). Nuestro bioherbicida estará compuesto de moléculas que existen en el entorno natural y para las cuales la naturaleza ha desarrollado mecanismos eficientes de biodegradación durante miles de años de coevolución. En la selección de estas moléculas se tendrán en cuenta metabolitos secundarios derivados y/o relacionados con los procesos de interacción alelopática entre las propias plantas, conocidos como aleloquímicos. Es por ello, que no dejará residuos y no tendrá riesgo de bioacumulación.

2. Mecanismo de acción (MoA)

El glifosato es una molécula que tiene un MoA único en la inhibición de una enzima clave en la síntesis de aminoácidos de las plantas (único sitio de acción en la diana). Esta especificidad en el MoA favorece la aparición de resistencia.

Nuestro bioherbicida tendrá una mayor complejidad desde el punto de vista de composición, con mezclas sinérgicas de obtenidas de nuestras 4 fuentes naturales. Esto garantizará una gran multifuncionalidad que se traduce en diferentes MoAs en un mismo producto (frente a muchos sitios de acción en la diana) y por tanto en un riesgo mínimo de desarrollo de resistencias.

Queremos incidir no sólo sobre los procesos de germinación y desarrollo de la semilla (potencial pre-emergente); sino también sobre la integridad de la membrana y cutícula vegetal, sobre procesos básicos de la fotosíntesis y síntesis de pigmentos (efecto post-emergente).

3. Compatibilidad e interacciones no deseadas

La aparición creciente de resistencias ha derivado en el empleo de mezclas herbicidas más potentes mediante la combinación del glifosato con otras materias activas y/o adyuvantes específicos. Esto ha provocado un aumento de la residualidad y bioacumulación, así como la generación de nuevas moléculas con un mayor impacto toxicológico. Nuestro bioherbicida contará con varios mecanismos de acción que evitará la aparición de resistencias y, por ende, la necesidad de aplicación de otras materias activas.

4. Valor añadido

Nuestro bioherbicida podrá ser empleado tanto en sistemas de agricultura convencional como orgánica y/o ecológica.

¿En qué fase estamos del desarrollo del producto?

De acuerdo con nuestro LRP, hemos identificado las necesidades el mercado y los principales aspectos agronómicos en más de 20 reuniones técnicas con técnicos especialistas en los cultivos y países previamente definidos por nuestro equipo de “Bussines Intelligence”.  Se han identificado y adquirido las principales especies representativas de malezas que afectan a los cultivos extensivos y especialidades, algunas con resistencia demostrada al Glifosato. Entre ellas se encuentran monocotiledóneas y dicotiledóneas de hojas estrechas y anchas como Amaranthus spp., Conyza spp., Echinochloa spp., Alopercus spp., Cyperus spp., Loleum spp., Chenopodium spp., Solanum spp. y Kochya spp.

Actualmente nos encontramos en una fase muy avanzada de identificación de los candidatos procedentes de las 4 áreas, así como en la optimización de los procesos de obtención de las moléculas bioactivas (fermentación, extracción, fraccionamiento, cultivos celulares, etc.).

Hemos comenzado la fase de screening HIT to LEAD (H2L) frente a las diferentes dianas de malezas. Para ello, hemos diseñado y/o adaptado diferentes ensayos in vitro e in vivo que nos permiten diferenciar entre los diferentes mecanismos de acción. Hasta el momento se han identificado un total de 10 HITS con niveles de eficacia prometedores frente al control positivo (Glifosato) que se encuentran en la fase de screening secundario para su potencial selección como cabezas de serie y/o componentes sinérgicos.

Este proyecto se encuentra financiada por CDTI, donde participamos en colaboración con empresas de gran relevancia en el sector olivarero (De Prado) y el sector de los zumos y frutas frescas (Grupo AMC). Dicha colaboración nos permitirá contar con nuevos candidatos derivados de sus procesos productivos (co-productos y sub-productos). Además, De Prado cuenta con experiencia en la aplicación extensiva de herbicida lo que nos brindará un soporte adicional en nuestros futuros ensayos de validación en campo.

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