Agricultura sustentable: tecnología basada en ARN

Dr. Federico Ariel, CONICET-APOLO Biotech

Toda la vida en la Tierra ocurre alrededor de lo que llamamos “dogma central de la biología”: el ADN se transcribe a ARN y este se traduce en proteínas. Por eso se habla de ARN mensajero, porque copia mensajes del ADN para sintetizar proteínas. Al ARN pueden leerlo todos los organismos vivos, y eso implica que es la molécula que debemos usar para comunicarnos entre organismos. Por ejemplo, las vacunas de ARN de Pfizer o Moderna contra el coronavirus suministran una fracción del ARN del virus, que se traduce en una única proteína contra la cual el ser humano genera anticuerpos y bloquea la infección. No hace falta inyectar el virus desactivado, sino que con un ARN viral alcanza para producir una única proteína viral en el cuerpo.

Nuevos desarrollos

Algo así estamos haciendo con las plantas, con una gran diferencia: si uno puede hacer un spray en agua de ARN, las plantas lo absorben y lo pueden leer. Lo que hacemos básicamente es mostrarle a la planta un segmento del genoma del patógeno, por ejemplo, un hongo o un virus, y la planta genera moléculas de defensa. De esta manera, podemos reemplazar un pesticida químico por información. Por eso la analogía con las vacunas es tan certera. 

En general, en agricultura usamos directamente químicos que matan al patógeno y a todos los organismos vivos que andan dando vueltas, cuya mayor parte –en un equilibrio ecológico- es saludable. Si podemos reemplazar esos químicos -que son análogos a los antibióticos para controlar una infección bacteriana que ocurre si no estamos vacunados- por información, la planta puede entonces defenderse sola. Ese es el primero de los objetivos tecnológicos que tenemos en la empresa -APOLO Biotech– y está muy avanzado. 

Perspectiva

Por otro lado, a más largo término y con una carga científica más importante, estamos viendo cómo podemos evitar la pérdida de productividad de los cultivos por efectos del cambio climático: por ejemplo, los picos de altas temperaturas o las heladas, que son mucho más recurrentes en un contexto de cambio climático y que afectan drásticamente la productividad de los cultivos. Estamos trabajando en tomate (también vamos a hacerlo en trigo) e intentamos saber cuáles son los ARN propios de la planta involucrados en esa adaptación, o en esa preparación -lo que en biología de plantas se llama aclimatación-, para poder avisarle a la planta mediante ARN: “che, va a venir un pico de calor; preparate y no pierdas productividad”. 

Estos son los dos objetivos: el primero, reemplazar agroquímicos sintéticos; el otro, lo que en el mundo del emprendedurismo o de las startups se llama océano azul: no hay un químico que prevenga que la planta pierda productividad frente al calor. Eso no existe. Estamos haciendo algo absolutamente nuevo, que requiere más desarrollo científico. Se trata de entender mejor a las plantas para poder diseñar estrategias de agricultura sustentable. 

Objetivo hambre cero

Hice un posdoctorado en Francia, entre 2010 y 2016, donde ya empezamos a ver esto de que las plantas absorbían ARN, y lo primero que se nos ocurrió fue aplicarlo con un fin científico. En lugar de hacer que una planta transgénica exprese ese ARN o mutarle el ARN (algo que llevaba mucho tiempo), pensamos en “tirarle el ARN (a la planta) y si cambia algo en su estructura o en su comportamiento, podemos estudiarlo”. Para hacer eso, nos dimos cuenta de que necesitábamos otra pata científica interdisciplinaria, la nanotecnología, porque los ARN son muy inestables y necesitan ser protegidos en “carriers” o partículas que los protejan. Intentamos interactuar con grupos de nanotecnología en Francia, en ese momento, pero en Europa suelen estar más dedicados a la industria farmacéutica y entonces no había, realmente, nanotecnología dedicada a la agricultura que nos permitiera estos objetivos. 

Nanotecnología

Cuando regresé en 2016 empecé a notar que Argentina tiene un gran desarrollo en nanotecnología, pero como es un país agroproductor, hay muchos grupos de nanotecnología excelentes con los que empezamos a interactuar. Ahí fue cuando surgió un programa del Ministerio de Ciencia y Técnica de la Nación, en 2020; se llamaba “Ciencia y tecnología contra el hambre” y era mucho dinero, un apoyo muy fuerte –crucial en mi carrera y en la gestación de la startup. Eso nos permitió probar si podíamos transformar ciencia en tecnología, y ver si desarrollábamos nanotecnología para estabilizar los ARN. Si bien la pregunta seguía siendo: “¿podemos hacer esto?”, el programa del Ministerio que nos convocaba tenía una cuestión muy aplicada. Y la aplicación fue eso: mostrarles a las plantas el segmento del genoma de un patógeno y ver si podían defenderse solas, sin químicos. 

Se trataba de responder científicamente a un llamado que venía desde una política de estado. El objetivo era ver si podíamos generar tecnología para una agricultura sustentable y contribuir así a los objetivos del “hambre cero”. Esa adecuación de la investigación científica a una política de estado, en nuestro caso, salió muy bien.

Un problema a resolver a nivel mundial

Claramente, el uso intensivo de agroquímicos, en Argentina y en el mundo, es un problema. Existe una demanda social y una urgencia ambiental para cambiar esto y nosotros teníamos una tecnología inocua, respetuosa del ambiente y de la salud humana. Cuando la probamos y funcionó, decidimos, con el aval del Conicet, la Universidad Nacional del Litoral y el respaldo del Ministerio de Ciencia y Tecnología en su momento, hacer una empresa y seguir agregando valor a esto. Como nosotros decimos: desde Argentina para Argentina, y desde Argentina para el mundo, porque este tipo de tecnología les permite, a los agricultores y la producción agrícola, ampliar los destinos de exportación de lo que producimos. 

Obviamente, implica un impacto social y ambiental fuerte en Argentina si podemos reemplazar agroquímicos. Esto quiere decir, además, que podemos exportar mejores productos y de mayor valor agregado, y que podemos solucionar problemas socio-ambientales en el país. Nuestro objetivo, a la vez, es exportar la tecnología del ARN: producir y mandar a Brasil, Europa, EE.UU. y Asia, para solucionar los problemas allá, como un compromiso nuestro de hacer ciencia y tecnología para Argentina y para el mundo desde Argentina. 

El escalado

Empezamos esto en laboratorios de biología molecular estándar.  El primer paso, como hito para el escalado, lo alcanzamos en abril de este año, cuando montamos la primera planta piloto de producción de ARN en América latina. Estamos asentados en Santa Fe, con financiamiento de la Agencia de promoción científica (I + D + i), en parte; y en gran parte, del Banco Interamericano de Desarrollo, que tiene un programa de apoyo a las startups en América Latina llamada BID Lab. Entre el apoyo de ambos, y los aportes propios de la empresa, pudimos montar esta primera planta piloto que nos permite probar el escalado y tener capacidad productiva para abastecer cultivos intensivos en Argentina. Es un montón. Estamos hablando de cientos de miles de hectáreas por año y ya estamos en condiciones de producir a esa escala. 

Tenemos dos desafíos ahora. El primero: qué pasa si queremos exportar ARN a Brasil. Para esto no nos da la capacidad, porque Brasil está entre los cinco primeros productores más grandes del mundo de cualquier alimento. No llegamos a producir eso. El segundo objetivo es pasar de cultivos intensivos en Argentina a cultivos extensivos. Estamos hablando de unos cientos de miles de hectáreas a 38 millones de hectáreas. No todo el mundo nos va a comprar los productos, obviamente, pero el objetivo siempre tiene que apuntar hacia cuál será el mercado que uno pueda abastecer. Ahí hay un desafío enorme, ya no técnico. Lo técnico lo hemos superado en la escala piloto. Sabemos que podemos escalar la producción. Ahora el desafío es empresarial: necesitamos construir una fábrica industrial de producción de ARN y estabilizantes.

Llegar al mercado

La pregunta es cuándo vamos a llegar al mercado y eso depende de la regulatoria: la palabra ARN está en Anmat por las vacunas, pero no existe en Senasa. En el mundo entero hay solo un producto registrado de ARN para la agricultura: es en Estados Unidos y se trata de un insecticida para controlar al colorado potato beetle, un insecto que afecta a la papa y necesita entre 1800 y 2000 veces más ARN por hectárea que lo que aplicamos nosotros, por lo cual la regulatoria nos facilita mucho. La gente del Senasa, de manera muy cordial y predispuesta, está investigando para ver cómo clasificar el ARN en la regulatoria argentina. 

Creo que este año vamos a terminar de resolver qué es lo que nos van a pedir en función de cómo se clasifique. Una vez que sepamos eso, será cuestión de seguir la regulatoria normal. Estimo que en 2026 esto podría estar superado con la primera serie de productos para controlar diferentes hongos y con los que podremos salir al mercado. Deberíamos, en paralelo, construir una fábrica hasta 2026. Esos son los dos grandes objetivos de APOLO: superar la regulatoria y aumentar la escala de producción. Con esas dos cosas llegamos al mercado y podemos estar más tranquilos.

El limón es un caso paradigmático, porque Argentina es un gran exportador. Tucumán es responsable de eso. Pero hoy se presenta un problema para la exportación: las grandes empresas que compran limones tucumanos no los adquieren si tienen hongos en la superficie, pero tampoco los aceptan si tienen agroquímicos en la superficie. El asunto es cómo reemplazamos esos agroquímicos por tecnología que tenga residuos cero, nada químico, y que pueda controlar esos hongos. Si no lo conseguimos, estamos perdiendo ventas. Hay interés y nosotros estamos trabajando en poscosecha en limones con dos hongos: penicillium y geotrichum. Obtuvimos resultados de laboratorio muy promisorios. La idea es ver si podemos reemplazar los químicos que hoy normalmente se usan por tecnología de residuo cero que pueda mantener altos estándares de producción y venta, y que a la vez controle los hongos.

Socios estratégicos

Hubo otro programa en 2023, durante la gestión de Daniel Filmus en el ministerio: la convocatoria de Redes federales de alto impacto, la convocatoria científico-tecnológica más contundente de la historia argentina. Eran proyectos de un millón de dólares para cuatro años y nunca en Argentina se había financiado algo así, comparable a la inversión de los países centrales, EE.UU. y Europa. Solo financiaron 23 proyectos; uno de ellos, el nuestro. 

De nuevo fue la política pública la que nos llevó a tomar decisiones que resultaron estratégicas. Uno de los objetivos de la red federal es, justamente, establecer laboratorios vinculados que estén en tres lugares diferentes del país y con capacidades diferentes. El nuestro es un laboratorio de biología molecular; el segundo laboratorio, de María Eugenia Zanetti y Flavio Blanco en La Plata, también es de biología molecular de plantas. Claramente, venimos trabajando con ellos desde hace mucho tiempo, pero los subsidios de investigación con los que trabajamos en Argentina no nos permiten ir más allá de lo que ya estamos haciendo. Esa convocatoria era contundente: por un lado, en términos económicos; por el otro, traccionando decisiones que nos empujaron a ampliar nuestras redes no solo en términos geográficos –por lo de federal- sino también en la complementariedad de capacidades. Ahí, con María Eugenia, empezamos a pensar quién podía ser nuestro socio estratégico. Y el Itanoa-EEAOC apareció como inherente y espontáneo, porque tiene muchísima trayectoria en el desarrollo científico y ya está en contacto directo con la producción agrícola y en la solución de problemas. Nosotros hacemos toda la primera parte, el desarrollo de biología molecular, con un gran potencial biotecnológico, pero no tenemos la capacidad de probar o validar esas cosas en parcelas experimentales y campos, ni tenemos la necesaria vinculación con el sector productivo para saber exactamente cuál es el problema que hay que resolver. 

Panorama promisorio

Tenemos capacidades científicas pero cero capacidades tecnológicas. Entonces, lo que pusimos a disposición entre el laboratorio de Eugenia y el nuestro fueron nuestros avances científicos, para ver cómo los podíamos articular con el grupo de Nadia Chalfoun y Gabriela Michavila, del Itanoa. Necesitábamos saber si podíamos transformar esto en tecnología. Por eso la importancia del Itanoa en esta red, por la contundencia de esa institución y la experiencia en transferir tecnología al sector productivo. Son capacidades con las que nosotros no contamos. Creo que se ha generado un consorcio con capacidad para desarrollar moléculas y fortalecer el vínculo con los productores para su aplicación.