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Un concepto único para el desarrollo de productos de protección vegetal
Un concepto único que adapta el método científico, y más específicamente el farmacéutico, al desarrollo de productos de protección vegetal
El Proyecto
Cada una de nuestras soluciones forman parte de un proyecto de trabajo del equipo de I+D+i único.
El éxito de nuestro método parte de una detección y percepción de la necesidad de cada cliente seguido de un profundo estudio de mercado que nos permite plantear inequívocamente el objetivo de cada proyecto que incluye la identificación de un problema (plaga, enfermedad, nutricional) en un cultivo determinado (cultivo diana) y en un país específico que determinan las condiciones medioambientales en las que esta plaga esté afectando a este cultivo.
Por ejemplo, no es lo mismo investigar la sigatoka negra en banano en Colombia con altas temperaturas y alta humedad, condiciones ambientales de mayor proliferación del hongo; que estudiarlo en España con temperatura y humedad más bajas donde el hongo apenas prolifera.
El Método
Una vez definido los objetivos del proyecto, la obtención de un nuevo biopesticida pasa por las siguientes etapas:
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1. Fase Documental
Comprende tres niveles diferentes:
- Problema objeto del proyecto: Recopilación, estudio y discusión grupal de toda la información relacionada con la plaga, enfermedad o problema nutricional objeto del proyecto.
- Cultivo diana: Recopilación, estudio y discusión grupal de toda la información relacionada con el cultivo objeto del proyecto.
- País diana: Incluye estudio de mercado del país, estudios de oferta y demanda y normativa regulatoria específica sobre el uso, aplicación, y registro de formulaciones de origen natural.
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2. Selección y priorización de la materia prima
- Documentación: El éxito de la solución está en la composición de sus ingredientes activos. Hemos diseñado una metodología única de búsqueda de materias primas de origen natural: botánica, microbiología, microalgas y química verde, con efecto directo o indirecto (inductor de defensa) sobre el problema objeto de cada proyecto. La metodología incluye una búsqueda pormenorizada y específica de las materias primas potenciales incluyendo: literatura científica especializada, conocimiento tradicional y etnobotánico, información incluida en las farmacopeas, conocimiento generado por nuestra propia experiencia de trabajo y otros bloques documentales específicos para cada proyecto. Al final del proceso documental se cuenta con toda la información necesaria sobre cada materia prima: parte utilizada, métodos de extracción, composición química, modos de acción, entre otras.
- Priorización: Una vez terminada la fase documental se realiza una priorización de cada una de las materias primas de origen natural, teniendo en cuenta diferentes criterios dependiendo del proyecto de trabajo.
- Búsqueda de proveedores: Una vez seleccionado y priorizadas las materias primas es necesario identificar los potenciales proveedores de los materiales seleccionados. Trabajamos con extractos optimizados, materias primas originales y controladas durante todo el proceso de obtención de los ingredientes activos. Por ello, la trazabilidad, pureza y homogeneidad de la materia prima ofrecida por el proveedor es el principal aspecto para tener en cuenta en esta fase.
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3. Selección y optimización del proceso de extracción y/o producción de metabolitos
La extracción es un proceso que implica la separación de los componentes bioactivos de los tejidos de origen natural de sus partes inertes mediante el uso combinado de diferentes métodos extractivos y disolventes selectivos. Nuestra línea de producción y optimización de formulados incluye el diseño, desarrollo y optimización de procesos de extracción, separación y formulación de principios activos de origen botánico, microbiológicos y microalgas.
La tecnología de extracción dependerá de la materia prima seleccionada, la parte de dicha materia prima y la composición química que deseemos obtener e incluyen desde métodos convencionales (Soxhlet-Hidrodestilación-Clevenger, arrastre de vapor) hasta los métodos más avanzados que emplean fluidos supercríticos, extracción asistida por ultrasonidos, sistemas de dispersión multifuncional/molino coloidal, así como procesos de fermentación e hidrólisis enzimática.
Cada una de las variables del proceso seleccionado se estudia y optimiza a nivel de laboratorio y posteriormente se produce el proceso de escalado. Al final de esta fase se obtienen los extractos crudos químicamente caracterizados y listos para pasar a la fase de screening biológico.
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4. Sinergia 4 áreas naturales
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5. Screening de laboratorio mediante bioensayos específicos:
Los extractos seleccionados se someten a screening frente al problema diana (plaga, enfermedad, deficiencia nutricional) en dependencia del proyecto que se esté desarrollando. Para ello, en los laboratorios hemos adaptado de la literatura científica especializada más de más de 10 tipos de micro ensayos específicos a nivel de placa y planta con el fin de evaluar inequívocamente la actividad insecticida, acaricida, nematicida, fungicida, bactericida, fitotóxica, bioestimulante, así como la capacidad de inducción de defensa de cualquier materia prima.
Para cada uno de los proyectos hemos establecido umbrales de eficacia muy restrictivos con el fin de que los extractos seleccionados lleguen hasta las etapas finales del proceso. Al final de esta etapa se obtiene una selección de extractos de origen botánico, microbiológico y microalgas que por su eficacia son candidatos a formar parte del formulado final. Cada uno de los extractos lleva información específica de: dosis efectiva, perfil químico, fitotoxicidad, efecto sobre fauna auxiliar, permanencia en la planta, modo y mecanismo de acción.
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6. Priorización de los extractos seleccionados
Los extractos seleccionados se someten a un proceso de priorización para determinar cuáles pasarán a las pruebas de pre-formulación. Para la priorización se tiene en cuenta lo siguiente:
- Eficacia: Basado en las dosis efectivas.
- Perfil metabolómico: Composición molecular.
- Materia prima: Disponibilidad y trazabilidad de la materia prima.
- Análisis económico: Incluye un estudio de los costes de todo el proceso productivo.
- Regulación: Restricciones de uso y registro en el país diana.
- Toxicidad y eco-toxicidad: Existencia de estudios previos sobre estudios de toxicidad y ecotoxicidad.
- Facilidad de formulación: Mezcla, formación de emulsiones estables, extracciones conjuntas, etc.
- Posibilidad de fraccionamiento biodirigido: En muchos casos el fraccionamiento de los extractos crudos ha demostrado la capacidad de aumentar considerablemente la eficacia. Después de una rigurosa priorización de los extractos teniendo en cuenta su eficacia y perfil metabolómico asociado, implementamos diferentes protocolos de fraccionamiento químico guiado por bioensayos que combinan diferentes técnicas cromatográficas entre las que destacan cromatografía flash (FC), cromatografía líquida de vacío (VLC), cromatografía líquida de alta resolución preparativa (pHPLC). La huella química de las fracciones y productos obtenidos se realiza mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas (LC-MS) y técnicas de resonancia magnética nuclear (NMR).
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7. Pre-formulación y optimización
En esta fase los ingredientes activos seleccionados se mezclan entre sí (sinergias binarias y terciarias) con el objetivo de incrementar su eficacia. Paralelamente se realizan pruebas de extracción conjunta de varias materias primas seleccionadas con el objetivo de optimizar el proceso de extracción. Se realizan estudios de estabilidad del formulado. Los pre-formulados pasan nuevamente a la screening para comprobar que la eficacia no se haya perdido durante el proceso de formulación.
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8. Formulación y estandarización:
Los pre-formulados seleccionados por su eficacia, estabilidad y capacidad de optimización se someten al proceso de formulación final mediante una tecnología específica diseñada para cada proyecto.
Todos nuestros formulados pasan nuevamente por un proceso de estandarización biológica (basada en la actividad biológica deseada) y molecular (perfil metabolómico). La evaluación de las actividades biológicas se realiza mediante micro ensayos a nivel de laboratorio-planta-campo aplicando biomodelos (insectos plaga-vectores, hongos y bacterias fitopatógenas, plantas y nematodos fitoparásitos), desarrollados/adaptados en nuestro laboratorio.
El metaboloma total de los formulados e ingredientes activos se determina fundamentalmente mediante resonancia magnética nuclear (1HNMR), cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas (LC-DAD-MS) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). El procesamiento posterior de los mismos (análisis quimiométrico) nos da una valiosa información de los principales componentes del formulado.
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9. Pruebas de toxicidad y ecotoxicidad
El estudio documental previo ha definido qué tipos de pruebas toxicológicas y eco-toxicológicas se requieren en los países diana para el uso del formulado. Estas pruebas se realizan en los laboratorios acreditados para tales efectos.
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10. Ensayos de validación campo
Cada uno de los formulados se somete a ensayos de validación en condiciones de semi campo, invernadero y campo abierto. Los ensayos de laboratorio previos establecen la dosis efectiva recomendada. Los ensayos de campo se realizan con arreglo a diseños experimentales estadísticos e incluyen estudios de dosis, fitotoxidad, plazos de seguridad, efecto knock-down, permanencia, sistémica, efecto sobre la fauna auxiliar, entre otros.
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11. Dossier y registro
Con toda la información recopilada durante la documentación, procesamiento de la materia prima, proceso productivo, formulación, composición química, ensayos de laboratorio, ensayos de campo y ensayos toxicológicos se elabora un dossier para presentar en los trámites de pre- y registro. Además, todos nuestros formulados llevarán un análisis de ciclo de vida (LCA) con una evaluación de la huella ambiental.