Agricultores agora têm uma forma mais sustentável de combate a pesticidas

Todos os anos, agricultores de todo o mundo gastam US$ 80 bilhões em pesticidas para suas plantações. Esses pesticidas afetam os insetos nocivos, mas também as abelhas e as bactérias benéficas presentes no solo. Eles também podem escoar para cursos d’água e prejudicar o meio ambiente. Além disso, estão cada vez mais sendo associados a doenças humanas, como Parkinson e câncer.

Em meio à crescente conscientização sobre esses problemas, os pesticidas produzidos a partir de microrganismos vivos estão ganhando popularidade. Infelizmente, esses pesticidas microbianos costumam ser menos eficazes, obrigando os agricultores a escolher entre possíveis danos ambientais e maiores rendimentos das lavouras.

Agora, a [empresa de biotecnologia] Robigo está equipando os microrganismos – que ocorrem naturalmente – com capacidades mais potentes de combate às pragas. A empresa, cofundada por Andee Wallace [que obteve seu Ph.D. em 2020], utiliza tecnologias mais comumente associadas a usos médicos, como o RNA de interferência e CRISPR, para desenvolver microrganismos autorreplicantes que atingem patógenos de plantas com mais precisão do que os pesticidas químicos e com mais eficácia do que outras soluções de base biológica.

“Os pesticidas químicos têm sido um pilar da produção agrícola nos últimos 70 anos, a ponto de ser quase impossível imaginar um sistema agrícola sem eles”, diz Wallace. “Mas aqui vai a visão que temos de longo prazo: fornecer aos produtores novas ferramentas que possibilitem um sistema alimentar equilibrado com o meio ambiente e que seja produtivo, resiliente e seguro”.

Em testes de campo realizados em cinco estados, a empresa já demonstrou que seus microrganismos oferecem resultados comparáveis aos dos pesticidas químicos. Em um teste realizado no verão passado, que comparou o produto da Robigo com outro produto microbiano comercial, o sistema da Robigo resultou em um aumento de 250% no rendimento da lavoura.

“Muitas culturas, como a alface, são colhidas manualmente, e o produtor me disse que, se uma doença reduzir o rendimento em apenas 25%, não é economicamente viável para ele pagar trabalhadores para colher todo o campo”, diz Wallace. “Os produtores estão apenas tentando produzir alimentos suficientes para alimentar a todos. É por isso que usam pesticidas no final das contas. Estamos tentando oferecer a eles uma opção melhor”.

Biotecnologia desenvolvida para combater pesticidas na agricultura

Wallace fez seu doutorado no laboratório de Chris Voigt, professor Daniel Wang do MIT e chefe do Departamento de Engenharia Biológica. Ela entrou no laboratório depois de trabalhar na Bolt Threads, uma startup criada a partir do laboratório de Voigt para desenvolver um material para a indústria da moda, inspirado na seda da aranha.

“Entrei no MIT sabendo que queria fazer parte do laboratório de Voigt”, diz Wallace. “Eu estava realmente encantada com os biomateriais em geral. Há tantos exemplos de animais e organismos que produzem materiais incríveis que nós, humanos, não conseguimos replicar”.

O doutorado de Wallace se concentrou na engenharia de microrganismos na tentativa de replicar intrincadas nanoestruturas de vidro produzidas por algas unicelulares chamadas diatomáceas.

Wallace gostou de sua experiência na startup e explorou o empreendedorismo durante seu período no MIT. Mas foi somente depois da graduação que ela retomou contato com dois alunos do MIT, Jai Padmakumar e Connor Sweeney, e decidiu abrir sua própria empresa.

A ideia inicial dos fundadores era desenvolver microrganismos para transportar o CRISPR com o objetivo de atingir e matar as bactérias prejudiciais às plantações. Eles usaram vários recursos do MIT para colocar a empresa em funcionamento, incluindo o Venture Mentoring Service, o MIT Sandbox, o delta v e a MIT $100K Entrepreneurship Competition. Sweeney esteve envolvido no empreendimento por cerca de um ano. Padmakumar deixou a Robigo em 2022.

Hoje, a Robigo está enfrentando um problema de importância crescente para a indústria agrícola.

“Os pesticidas químicos estão sob uma pressão enorme: maior escrutínio por parte dos consumidores e reguladores, e aumento da resistência aos pesticidas entre pragas, doenças e ervas daninhas”, explica Wallace. “Nos últimos 40 anos, apenas duas formas novas de ação contra herbicidas foram comercializadas, então é compreensível que as pessoas estejam preocupadas. Se não conseguirmos desenvolver soluções novas, a resistência só vai aumentar e deixará os produtores sem ferramentas eficazes para proteger suas plantações. Acho que a biotecnologia tem o potencial para resolver esse problema”.

Os agricultores também esperam que sim: em uma tentativa de enfrentar as preocupações ambientais e de saúde, eles têm recorrido cada vez mais às chamadas soluções de pesticidas biológicos, que são produzidos principalmente a partir de fontes naturais, como os extratos de plantas, os produtos naturais derivados de microrganismos e, cada vez mais, as soluções de biotecnologia, como os peptídeos e RNA.

“Eles são mais seguros e melhores para o meio ambiente, mas atualmente simplesmente não têm o mesmo desempenho nem a mesma confiabilidade dos pesticidas da química sintética, então há uma grande desconfiança entre os produtores”, diz Wallace. “Estão pedindo aos produtores que escolham entre o alto desempenho ou a segurança e a sustentabilidade. A Robigo está tentando resolver esse problema ao oferecer a eles os produtos que façam as duas coisas”.

A plataforma de biotecnologia ARGO da Robigo combina a biologia sintética e os processos proprietários de design computacional para desenvolver microrganismos que tenham um desempenho semelhante ao dos pesticidas químicos, mas com perfis de segurança melhores para as pessoas e o planeta. Uma parte fundamental dessa abordagem é aproveitar a capacidade de autorreplicação dos microrganismos para continuamente produzir e liberar moléculas bioativas no campo ao longo da temporada de cultivo.

Nos últimos anos, a empresa passou da entrega de CRISPR para o RNA de interferência, ou RNAi, que inibe as funções essenciais nos patógenos que pretende atingir.

A Robigo também se diferencia, em sua abordagem, de outras empresas de pesticidas microbianos. Wallace afirma que outras empresas fazem triagens para descobrir microrganismos novos com as propriedades desejadas e, então, cultivam esses microrganismos para a pulverização e outros métodos de aplicação. Mas esses microrganismos especializados podem não ser capazes de prosperar no microbioma do solo agrícola da Califórnia, por exemplo, onde são necessários. Isso significa que podem morrer pouco depois de serem utilizados. Por outro lado, a Robigo concentra-se em dar aos microrganismos robustos e comprovados pela indústria a capacidade de atingir pragas e doenças específicas.

“Nosso ponto de partida é: ‘Para quais culturas isso será usado?’ e ‘Quais doenças queremos controlar?’”, diz Wallace. “Para desenvolver produtos mais seguros, precisamos ser diretos na forma como projetamos o RNAi para atingir doenças diferentes. Outra camada da nossa tecnologia é o que chamamos de empilhamento de RNAi, em que combinamos vários RNAi em um único microrganismo para ampliar o espectro de patógenos que podemos controlar com um único produto”.

Do laboratório à fazenda e à mesa

No ano passado, a Robigo realizou testes de campo para seus dois produtos principais – soja e alface – em regiões do Meio-Oeste e do Oeste dos Estados Unidos. Trabalhando com empresas terceirizadas de testes, eles demonstraram que uma única aplicação de seus microrganismos ofereceu uma proteção às plantações durante toda a temporada de cultivo e igualou o desempenho do principal pesticida químico a uma fração do custo.

“Isso é muito incomum para os produtos biológicos e até mesmo para muitos produtos químicos, então estamos realmente otimistas de que os microrganismos desenvolvidos por engenharia possam ser uma nova solução capaz de romper com o paradigma convencional dos pesticidas químicos”, diz Wallace.

Wallace afirma que a Robigo está quadruplicando de tamanho este ano e planeja expandir ainda mais rapidamente no próximo, com a ajuda de empresas agroquímicas grandes e interessadas em soluções mais sustentáveis. A empresa também está estabelecendo parcerias para expandir para outras culturas, à medida que ajuda os agricultores em todo o mundo.

“Há muitas oportunidades que nos empolgam, e estamos trabalhando com vários parceiros à medida que crescemos”, diz Wallace. “Nos últimos nove meses, usamos sistematicamente nossa plataforma ARGO para abordar novas oportunidades – e temos vários produtos no pipeline que estamos trabalhando para levar aos produtores de todo o mundo”.

O artigo original (em inglês) foi traduzido e republicado aqui com a permissão do MIT News.

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