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Um conceito único que adapta o método científico e, mais especificamente, o farmacêutico, ao desenvolvimento de produtos de proteção vegetal.
Um conceito único que adapta o método científico e, mais especificamente, o farmacêutico, ao desenvolvimento de produtos de proteção vegetal.
O Projeto
Cada uma das nossas soluções faz parte de um projeto único de trabalho da equipe de P&D&i.
O sucesso do nosso método se deve à detecção e percepção da necessidade de cada cliente, seguidas de um estudo de mercado profundo que nos permite afirmar inequivocamente o objetivo de cada projeto. Para isso, identificamos um problema (pragas, doenças, nutrição) numa determinada cultura (cultura objetivo), e num país específico que determinem as condições ambientais em que esta praga está afetando essa cultura.
Por exemplo, não é o mesmo que pesquisar sobre a sigatoka negra na banana na Colômbia com altas temperaturas e alta umidade, condições ambientais de maior proliferação de fungos; que estudá-la na Espanha com temperatura e umidade mais baixas, onde o fungo mal se prolifera.
O Método
Uma vez definidos os objetivos do projeto, a obtenção de um novo biopesticida passa pelas seguintes etapas:
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1. Fase documental geral
Compreende três níveis diferentes:
- Problema objeto do projeto: coleta, estudo e discussão em grupo de todas as informações relacionadas com a praga, a doença ou o problema nutricional objeto do projeto.
- Cultura objetivo: coleta, estudo e discussão em grupo de todas as informações relacionadas com a cultura objetivo do projeto.
- País objetivo: Inclui o estudo de mercado do país, estudos de oferta e demanda e normas regulatórias específicas sobre o uso, a aplicação e o registro das formulações de origem natural.
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2. Seleção e priorização da matéria-prima
- Documentação: o sucesso da solução está na composição dos seus ingredientes ativos. Criamos uma metodologia exclusiva para pesquisa de matérias-primas de origem natural: botânica, microbiologia, microalgas e química verde, com efeito direto ou indireto (indutor de defesa) sobre o problema objeto de cada projeto. A metodologia inclui uma pesquisa detalhada e específica das matérias-primas potenciais, incluindo: literatura científica especializada, conhecimento tradicional e etnobotânico, informações incluídas nas farmacopeias, conhecimento gerado pela nossa própria experiência de trabalho e outros blocos documentais específicos para cada projeto. No final do processo documental, estão disponíveis todas as informações necessárias sobre cada matéria-prima: a parte utilizada, os métodos de extração, a composição química, os modos de ação, entre outros.
- Priorização: concluída a fase documental, é realizada uma priorização de cada uma das matérias-primas de origem natural, levando em consideração diferentes critérios, dependendo do projeto de trabalho.
- Busca de fornecedores: depois que as matérias-primas são selecionadas e priorizadas, é necessário identificar os possíveis fornecedores dos materiais selecionados. Trabalhamos com extratos otimizados, matérias-primas originais e controladas durante todo o processo de obtenção dos ingredientes ativos. Portanto, a rastreabilidade, pureza e homogeneidade da matéria-prima oferecida pelo fornecedor é o principal aspecto a ser considerado nessa fase.
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3. Seleção e otimização do processo de extração e/ou produção dos metabólitos
A extração é um processo que envolve a separação dos componentes bioativos dos tecidos de origem natural, das suas partes inertes, através do uso combinado de diferentes métodos extrativos e solventes seletivos. A nossa linha de produção e otimização das formulações inclui o design, desenvolvimento e otimização dos processos de extração, separação e formulação dos ingredientes ativos de origem botânica, microbiológica e de microalgas.
A tecnologia de extração dependerá da matéria-prima selecionada, da parte da matéria-prima e da composição química que queremos obter. Inclui desde métodos convencionais (Soxhlet-Hydrodestilation-Clevenger, arrastamento a vapor) até os métodos mais avançados que usam fluidos supercríticos, extração assistida por ultrassom, sistemas de dispersão multifuncional/moinho coloidal, bem como processos de fermentação e hidrólise enzimática.
Cada uma das variáveis do processo selecionado é estudada e otimizada no laboratório e, posteriormente, ocorre o processo de escalonado. No final desta fase, obtemos extratos brutos quimicamente caracterizados e prontos para passar para a fase do screening biológico.
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4. Sinergia das 4 áreas naturais
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5. Screening de laboratório através de bioensaios específicos
Os extratos selecionados são rastreados em relação ao problema existente (pragas, doenças, deficiência nutricional), dependendo do projeto que está sendo desenvolvido. Para isso, nos laboratórios, adaptamos da literatura científica especializada mais de 10 tipos de microensaios específicos (placa e planta), com o objetivo de avaliar inequivocamente a atividade inseticida, acaricida, nematicida, fungicida, bactericida, fitotóxica e bioestimulante, bem como a capacidade de indução de defesa de qualquer matéria-prima.
Para cada um dos projetos, estabelecemos limites de eficácia bem restritivos para que os extratos selecionados atinjam os estágios finais do processo. No final dessa etapa, obtemos uma seleção de extratos de origem botânica, microbiológica e de microalgas, os quais, devido à sua eficácia, são candidatos a fazer parte da formulação final. Cada um dos extratos contém informações específicas sobre: dose efetiva, perfil químico, fitotoxicidade, efeito na fauna auxiliar, permanência na planta, modo e mecanismo de ação.
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6. Priorização dos extratos selecionados
Os extratos selecionados são submetidos a um processo de priorização para determinar quais serão aprovados nos testes de pré-formulação. Para priorizar, levamos em consideração:
- Eficácia: Com base nas doses efetivas.
- Perfil metabolómico: Composição molecular.
- Matéria-prima: Disponibilidade e rastreabilidade da matéria-prima.
- Análise econômica: Inclui um estudo dos custos de todo o processo de produção.
- Regulação: Restrições de uso e registro no país objetivo.
- Toxicidade e eco-toxicidade: Existência de estudos anteriores sobre estudos de toxicidade e ecotoxicidade.
- Facilidade de formulação: Mistura, formação de emulsões estáveis, extrações conjuntas, etc.
- Possibilidade de fracionamento biodirecionado: Em muitos casos, o fracionamento dos extratos brutos demonstrou que é capaz de aumentar significativamente a eficácia. Depois de uma rigorosa priorização dos extratos, levando em conta a sua eficácia e perfil metabolômico associado, implementamos diferentes protocolos de fracionamento químico guiado por bioensaios, que combinam diferentes técnicas cromatográficas, com destaque para a cromatografia flash (FC), cromatografia a vácuo líquido (VLC), cromatografia líquida de alta resolução preparativa (pHPLC). A pegada química das frações e os produtos obtidos são realizados por cromatografia de gases acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), cromatografia líquida de alta resolução acoplada à espectrometria de massas (LC-MS), e técnicas de ressonância magnética nuclear (RMN).
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7. Pré-formulação e otimização
Nesta fase, os ingredientes ativos selecionados são misturados (sinergias binárias e terciárias) para aumentar sua eficácia. Paralelamente, são realizados testes de extração conjunta de várias matérias-primas selecionadas, a fim de otimizar o processo de extração. São realizados estudos de estabilidade da formulação. As pré-formulações passam novamente pelo screening para verificar se a eficácia não foi perdida durante o processo de formulação.
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8. Formulação e padronização
Os pré-formulados (selecionados pela sua eficácia, estabilidade e capacidade de otimização), são submetidos ao processo final de formulação por meio de uma tecnologia específica projetada para cada projeto. Todas as nossas formulações passam por um processo de padronização biológica (com base na atividade biológica desejada) e molecular (perfil metabolômico). A avaliação das atividades biológicas é realizada por meio de microensaios no laboratório-planta-campo, aplicando biomodelos (insetos pragas-vetores, fungos e bactérias fitopatogênicas, plantas e nematóides fitoparasitas), desenvolvidos/adaptados no nosso laboratório.
O metaboloma total das formulações e os ingredientes ativos são determinados principalmente pela ressonância magnética nuclear (1HNMR), cromatografia líquida de alta resolução acoplada à espectrometria de massas (LC-DAD-MS) e cromatografia de gases, acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). O processamento posterior dos mesmos (análise quimiométrica) fornece informações valiosas sobre os principais componentes da formulação.
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9. Testes de toxicidade e ecotoxicidade
O estudo documental anterior definiu quais são os tipos de testes toxicológicos e ecotoxicológicos necessários nos países-objetivo para o uso da formulação. Esses testes são realizados nos laboratórios credenciados para esse fim.
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10. Ensaios de validação de campo
Cada uma das formulações é submetida a ensaios de validação em condições de semi-campo, estufa e campo aberto. Os ensaios de laboratório prévios estabelecem a dose eficaz recomendada. Os ensaios de campo são realizados de acordo com delineamentos experimentais estatísticos, e incluem estudos de dose, fitotoxidade, intervalos de segurança, efeito knock-down, permanência sistêmica, efeito na fauna auxiliar, entre outros.
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11. Dossiê e registro
Com todas as informações coletadas durante a documentação, o processamento da matéria-prima, o processo de produção, a formulação, a composição química, os ensaios de laboratório, os ensaios de campo e os ensaios toxicológicos; elabora-se um dossiê para apresentar os procedimentos de pre- e registro. Além disso, todas as nossas formulações contarão com uma análise do ciclo de vida (ACV) com uma avaliação do impacto ambiental.