Sección: 28as jornadas de productos fitosanitarios
Abstract: Hoy en día el deseo de la agricultura es presentar un sistema agrario cuyo objetivo fundamental es la obtención de alimentos de la máxima calidad, conservando la fertilidad de la tierra y respetando el medio ambiente. Dentro de este esquema se presentan los productos microbianos por su especificidad, la cual mantiene la diversidad del sistema y de su entorno.
Los microorganismos pueden producir sustancias para estimular el crecimiento vegetal (las giberelinas) e inhibir el crecimiento de otros organismos. Principalmente, el control microbiano en la agricultura se ha usado para controlar la población de insectos, aunque también se conocen para el control de bacterias, hongos, virus, protozoarios, nematodos y malezas.
Las enfermedades en los insectos han sido observadas a través de la historia: ya en el año 2.700 AC, los chinos (Steinhaus, 1956) habían registrado enfermedades en el gusano de seda. Pero es a partir de 1835 que la patología de insectos comienza a ser considerada como ciencia, gracias a los trabajos de Agostino Bassi, quien estudió una enfermedad en el gusano de seda provocada por el hongo Beauveria bassiana.
Desarrollo
El proyecto de desarrollo de productos microbianos suele quedar enmarcado en la investigación y búsqueda de productos de origen microbiano que minimicen la colonización ó el desarrollo de plagas sobre los sistemas de cultivo. El principio suele basarse en los antecedentes reportados en los cuales se postula la existencia de microorganismos capaces de inhibir el asentamiento de plagas especificas. Para esto, se realizan muestreos periódicos de sustratos naturales y artificiales con el fin de aislar, seleccionar y caracterizar cepas con características deseables en cuanto a eficacia, a través de bioensayos inhibitorios con organismos representativos en sistemas de cultivo. Posteriormente, se llevarán a cabo bioensayos in situ en sistemas de cultivo.
El modo de acción de los productos microbianos suele quedar dentro de tres esquemas principales:
- Interacción directa toxicológica o infectiva con la plaga.
- Regulación del de la población plaga a través de competición por su nido ecológico.
- Inducción de una resistencia vegetal.
Estos modos de acción, por su naturaleza, pueden ser difíciles de identificar y desarrollar.
El desarrollo comercial de un producto microbiano requiere una interacción interdisciplinaria que permitirá consolidar especialistas en la microbiología, el arte de fabricación y fermentación y la agricultura. Es necesario que se conozcan los principales microorganismos, sus características, los parámetros que afectan su crecimiento, su fabricación en grande escala, los parámetros de control para mantener una cepa genéticamente pura, como evitar la contaminación con otros microorganismos, entre muchas otras especificaciones.
Factores intrinsecos que afectan en el crecimiento microbiano.
1. pH - Rangos de pH que afectan en el crecimiento microbiano.
2. Tipos de ácidos presentes en los alimentos y su efecto en el desarrollo microbiano.
3. La relación entre las isotermas de sorción y el crecimiento microbiano.
4. Clasificación de los microorganismos en base a sus requerimientos de oxígeno.
5. Clasificación de los alimentos en base a su potencial de óxido-reducción.
6. Fuentes de energía para el crecimiento microbiano - Contenido de elementos nutritivos.
7. Fuente de nitrógeno.
8. Temperatura optima.
El fermentador como reactor, seguido de la formulación de un producto final llega a presentar un conjunto de técnicas importantes que determinan la calidad y estabilidad del producto.
En conjunto, la investigación, el desarrollo, la fabricación y la formulación de un producto eficaz requiere una gran inversión de conocimientos, tiempo, dinero e información intelectual.
Registro
La Directiva 2005/25/EC ha modificado el anexo IV de la Directiva 91/414/CEE en cuanto se refiere a los productos fitosanitarios basados en microorganismos.
Esta Directiva ha sido un paso positivo en que establece por primera vez un cambio de pensamiento alejado del clásico basado en sustancias químicas. Aun así se presentan muchos factores costosos y difíciles de contestar para el registrante.
Al mismo tiempo se requieren especialistas en microbios y sus características dentro de las autoridades regulatorias, las cuales están acostumbradas en pensar en términos químicos. Estos están raramente disponibles. Las diferencias fundamentales entre el fitosanitario químico y microbiano no quedan reconocidas, y el proceso de registro
Requisitos para el registro de productos técnicos microbianos y productos microbianos formulados
Gran parte de la evaluación de un fitosanitario microbiano depende de la identificación de dicho microorganismo y sus propiedades identificadas en la literatura científica.
Identificación:
- Clasificación taxonómica de ACBM. 1
- Número de código de aislamiento depositado en colección oficial.
Tratado de Budapest
La principal característica del Tratado de Budapest sobre el reconocimiento internacional del depósito de microorganismos a los fines del procedimiento en materia de patentes, que fue adoptado en 1977, consiste en que el Estado Contratante que permite o exige el depósito de microorganismos a los fines del procedimiento tiene que reconocer, para tales fines, el depósito de un microorganismo ante una "autoridad internacional de depósito", con independencia de si dicha autoridad está dentro o fuera del territorio de ese Estado. Se elimina así la necesidad de proceder a un depósito en cada país en el que se solicita protección. Al 31 de diciembre de 2003, el número total de Estados contratantes ascendía a 58.
- Identificación bioquímica, serológica y otra que corresponda al ACBM. (Hoy en día, análisis de ADN).
- Concentración del ACBM/PTM expresado en unidades infectivas conocidas.
- Estabilidad genética del ACBM.
- Certificados de composición y origen del PMF.
- Organismo nocivo controlado y modo de acción.
Considerando que, si se liberan en el medio ambiente durante el transcurso de su utilización, los microorganismos pueden reproducirse y extenderse.
- Historia del organismo y presencia en el medio ambiente donde se espera usar.
- Relación con patógenos de plantas, vertebrados y/o invertebrados no objetivos.
- Especificidad y efecto sobre organismos no objetivo.
Dentro de la información sobre el proceso básico de producción del ACB/PTM.
- Listado de los materiales: inicial, intermediario y final de la producción.
- Procedimientos para limitar contaminaciones químicas o biológicas a niveles aceptables.
- Pureza del aislamiento original (stock).
- Procedimiento para uniformidad y estandarización de la producción.
- Posibilidad de formación de ingredientes no deseados (toxinas, metabolitos, etc.).
Propiedades físico químicas:
Estas quedan reducidas pues muchas no corresponden a organismos biológicos.
Sin embargo, otras presentan retos difíciles por la misma naturaleza biológica, por ejemplo.
- Estabilidad en diferentes condiciones ambientales (luz solar, pH, aire, temperatura).
- Estabilidad en el almacenamiento.
Ciertos países no aceptan productos que no presenten por lo menos dos años de estabilidad en almacenamiento. La estabilidad queda establecida dentro de una bajada de menos de un 10%, al igual que los productos químicos.
Esto prueba ser imposible para muchos microorganismos, especialmente esos formulados en sistemas acuosos. Hay que recordar que un sistema biológico lleva de por si una gran variabilidad innata que no se observa en una molécula química.
Toxicología en mamíferos:
La toxicología requerida para establecer la seguridad el microorganismo queda dividida en tres fases. En la mayoría de los casos los datos de las pruebas que se realicen en la Fase I serán suficientes para una evaluación de riesgo potencial del producto, en función de la patogenicidad, infectividad y toxicidad.
La fase II procede solamente si se detecta algún efecto adverso y si no existe seguridad en que éstos efectos no serán de mas severidad durante exposiciones mas prolongadas.
Las metodologías adoptadas por OECD en la realización de todas las pruebas tóxico-patológicas han sido desarrolladas por US EPA. De momento el US EPA ha sido el único organismo que ha establecido metodologías a los requerimientos designados, al excepto de PMRA en Canadá que ha desarrollado algún estudio especialmente en la rama de organismos no objetivo. De todas, las maneras estos protocolos están en revisión y se espera algún cambio.
Pruebas de infectividad/patogenicidad/toxicidad del ACBM y PTM quedan establecidas para:
- Oral aguda.
- Pulmonar aguda.
- Intravenosa.
- Intracerebral.
- Intraperitonal.
Estas están basadas en el numero de microorganismos que necesitan ser introducidos en el animal de prueba, seguidos por un periodo durante el cual se estudia la eliminación del microorganismo del sistema experimental.
Toxicología en otros organismos no objetivo; Pruebas de patogenicidad/toxicidad del ACBM/PTM.
- Aves (oral).
- Aves (inhalatoria).
- Peces de agua dulce.
- Invertebrados de agua dulce.
- Animales de estuarios y marinos.
- Plantas.
- Artrópodos benéficos (predadores, parásitos).
- Abejas.
- Lombrices.
Eficacia, Residuos, Métodos de Análisis:
Datos de residuos del ACBM/PTM o de sus toxinas asociadas que puedan aparecer en cultivos que sirvan para la alimentación humana y de animales, solo debieran ser exigidos en el caso que algún efecto adverso significativo fuera observado en las pruebas de la Fase II o III de la evaluación tóxico/patológica en mamíferos. En el caso de que el producto no presente ningún efecto adverso significativo en la Fase I de la evaluación tóxico patológica en mamíferos, el solicitante debiera poder pedir que se le exima de exigencias de tolerancia.
Las exigencias de pruebas de eficacia son, en mi opinión, excesivas en el sistema de la Unión Europea, especialmente para productos que suelen tener un mercado tan reducido. Los costos de estas pruebas son una barrera significante para las empresas que tienen que juzgar su amortización.
También, las pruebas de eficacia se suelen hacer en comparación a una sustancia química pues normalmente no existe comparación microbiana. Esto suele poner al producto microbiano en desventaja, sin consideraciones de sus propiedades de respetar los insectos benéficos, falta de residualidad, o umbral económico de control.
Dificultades del sistema de hoy en día:
1. El desarrollo de un biopesticida presenta gastos significantes con, normalmente, la imposibilidad de patentes. La actualidad para la protección de los resultados de la investigación científica y técnica, y los derechos de propiedad industrial e intelectual queda muy reducida para un producto, ya de en si, reducida en mercado.
2. Requerimientos en Europa, que no se exigen en EE UU o Canadá y que por lo tanto no existen protocolos que seguir. Por ejemplo solo la Unión Europea requiere estudios de genotoxicidad para bacteria. Los estudios que quedan establecidos para sustancias químicas no corresponden y tienen un potencial alto de dar falsos positivos.
3. Los sistemas clásicos para establecer un análisis de riesgo no corresponden. Estos están basados en un NOEL de estudios crónicos, los cuales no existen para organismos microbianos normalmente. Al mismo tiempo, los NOEL o CL50 quedan definidos como numero de microorganismos introducidos en cada animal. Algo que no corresponde a los modelos clásicos usados.
4. Falta de precisión en como se debe definir un producto microbiano en la etiqueta. Los estudios de potencia suelen ser por biopotencia y estos no suelen corresponder a un % de peso seco del producto, o necesariamente en el numero de microorganismos por gramo de producto.
5. A efectos de la presente Directiva, se entenderá por «microorganismo», cualquier entidad microbiológica, celular o no celular, capaz de reproducirse o de transmitir material genético. Esto limita la posibilidad de reducir posibles riesgos usando microbios que han sido matados después de formar las toxinas benéficas que deseamos utilizar.
6. Periodo de evaluación. El tiempo de desarrollo y de generar los estudios necesarios se une a un periodo incierto en su largura y exigencias. Especialmente para una empresa pequeña, esto puede significar el quiebre de la misma y la perdida de un producto viable para la agricultura.
Resumen
En conjunto todo el mundo anda en busca de procesos agropecuarios que tengan valor productivo y ecológico y que sean viables desde los puntos de vista económico y social, sin perder de vista las consideraciones de seguridad. Dentro de este sistema es necesario encontrar manera de no desanimar a las empresas en su búsqueda y siguiente comercialización de fitosanitarios microbianos.
Estos fitosanitarios suelen presentar una gran especificad en cuanto a su patología, que mientras asegura la seguridad human y ecológica, presenta un mercado reducido.
La financiación y evaluación de los costos involucrados en traer fitosanitarios microbianos a su comercialización presenta un problema económico en el momento de perseguir estos productos. La tarea de reemplazar los patrones de desarrollo insostenible por un desarrollo ecológicamente racional y sostenible presenta la necesidad de estimular el sentimiento de que se persigue un objetivo en común, igualmente por las empresas como por las autoridades. La armonización a ámbito Europeo, la creación de un grupo de especialistas en la evaluación de los agentes microbianos, la protección de datos, y la ayuda en cuanto a los costos de evaluación ante cada autoridad haría mucho para entusiasmar el desarrollo de productos de menos riesgo.
