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Abril 2021 | Noticias

Con sede en Silicon Valley

Andes Ag: empresa chilena que patentó tecnología para incorporar bacterias benéficas dentro de semillas

Andes Ag desarrolló una innovadora tecnología que permite que sus bacterias se mantengan vivas por más tiempo dentro de una semilla. En una primera etapa han trabajado con bacterias que confieren nitrógeno a las plantas que colonizan. Levantaron US$8 millones en EE.UU., y sacaron su primer producto comercial (Microprime) que se agotó en horas. Ya establecieron alianzas con una de las semilleras más importantes del mundo. Gonzalo Fuenzalida, uno de sus fundadores, será uno de lo ‘speakers’ en el Congreso Internacional de Biocontrol 2021, que organiza Redagrícola.

Uno de los escollos frecuentes con que se encuentran muchos investigadores -o grandes desarrolladores de productos biotecnológicos- es, por un lado, poder hacer que algunos microorganismos benéficos sobrevivan previo a su aplicación en campo, y por otro lado, que éstos sobrevivan en la concentración deseada en el suelo. Muchos de ellos no resisten las condiciones extremas del ambiente, y mueren, lo que imposibilita la misión de nutrición vegetal. Otro problema es que cuesta encontrar bacterias que sean escalables industrialmente.

Tania Timmermann y Gonzalo Fuenzalida, fundadores de Andes Ag.

La empresa chilena Andes (nombre legal es Andes Ag, Inc), formada por el ingeniero comercial Gonzalo Fuenzalida (39), y la bióloga Tania Timmermann (37), ambos egresados de la Pontificia Universidad Católica, desarrolló una novedosa tecnología que permite integrar microorganismos que generan endoesporas al interior de las semillas de maíz, y que aportan una serie de beneficios a las plantas; entre ellos, un mayor crecimiento.

LOS ORÍGENES: CONSEGUIR MICROORGANISMOS QUE SE PRODUZCAN A ESCALA INDUSTRIAL

Su proyecto lo iniciaron hace cinco años en Chile, y hace dos que decidieron radicarse en Silicon Valley, California. Varias fueron las razones que los llevaron a aterrizar con su negocio en EE.UU. Uno, porque el tamaño del mercado es mucho más grande que el chileno; dos, por un tema de desarrollo de productos a escala comercial, pues en Chile es difícil conseguir equipamiento de laboratorio tan especializado y sofisticado, además de capital humano que sea experto en ciertas herramientas de biotecnología, lo que posibilita desarrollar más investigación y desarrollo; y tres, para acceder a mayor financiamiento, dado que en Silicon Valley están todos los grandes fondos de capital de riesgo.

Antes de Andes, Fuenzalida trabajó  como wealth manager en un banco. Mientras que Timmermann se desempeñaba como investigadora en temas relacionados con la interacción benéfica entre plantas y bacterias en la Universidad Adolfo Ibáñez. Cuenta Gonzalo que un día conversaba con un amigo suyo, Bernardo González –destacado docente de esa universidad-, quien le comentó sobre la función de ciertos microorganismos y las ventajas que podrían traer para la agricultura, ya que podían cambiar importantes problemas para la humanidad.

Como siempre le llamó la atención todo lo relacionado con los cuidados del medio ambiente, el entorno natural, y la biología, que era un tema que compartían en común con el académico, decidió aventurarse en conocer más sobre este mundo. Fue así que González lo puso en contacto con Timmermann. Y desde ese momento ambos decidieron impulsar este proyecto. Fuenzalida dejó su trabajo que tenía en el banco, y se dedicó tiempo completo a su iniciativa. De hecho, estuvo dos años sin ningún tipo de ingreso, pero creyendo que lo que estaban haciendo iba por el camino correcto.

En el tiempo que estuvieron en Chile, pusieron sus esfuerzos en investigar rigurosamente sobre microorganismos y su interacción con especies vegetales. “Tuve que aprender harto de ingeniería y ciencia. Uno en el camino se va encontrando con muros que no pensábamos que iban a existir. Y eso nos pasó. Cuando teníamos muy buenas bacterias para hacer un efecto para que creciera mucho más la planta, nos dimos cuenta de que muchas de ellas no son escalables industrialmente. No se puede multiplicar la bacteria en miles de litros y dejarla en un bidón, y después llevarla al campo para que funcione, ya que mueren”, fundamenta Fuenzalida.

Dice que ese es el mayor escollo con que se encuentran muchas empresas. “El gran problema es producir la mayor cantidad de bacterias en el menor tiempo posible para que no mueran para cuando el agricultor las ocupe en el campo”.

Luego de numerosos ensayos, Andes Ag logró fijar bacterias dentro de la semilla de maíz que confieren nitrógeno a las plantas.

SISTEMA PATENTADO QUE INTEGRA BACTERIAS AL INTERIOR DE LAS SEMILLAS

Observando esa problemática, es que indagaron más allá, y buscaron otras opciones para hacer que las bacterias duren mucho más tiempo. “Lo que hicimos es utilizar la semilla como medio de transporte para las bacterias. Pero no por fuera, sino que por dentro de la semilla. Si uno mira la anatomía de ellas, hay un pequeño espacio entre la cáscara, y el embrión, donde se puede guardar cosas dentro. Se nos ocurrió desarrollar una forma muy eficiente para poder cargar microorganismos dentro de la semilla. Ese fue nuestro primer logro, ya que es primera vez que alguien tenía una semilla con bacterias y que esa semilla era estable en el tiempo. Es decir, puede pasar uno o dos años, y tendrás el mismo efecto de las bacterias en esa planta. Hay muchos agricultores que guardan las semillas, uno, dos o tres años. Si quieres tener algo que sea compatible y estable con eso, tienes que tener un tratamiento de semillas que sea compatible con ese periodo”, subraya.

“Somos la primera empresa en el mundo que puede tener una integración entre bacterias y semillas en el largo plazo, y eso es tremendamente compatible con las industrias de maíz, soja, y cultivos extensivos. Esa ventaja que tenemos hoy está cubierta por propiedad intelectual. Tenemos patentes que protegen lo que estamos haciendo”, reconoce.

Los dos primeros años desarrollaron la tecnología a nivel experimental, y con eso ya funcionando dieron el salto para llegar hasta Estados Unidos, donde lo impulsaron a escala comercial. “Nos fuimos con fondos de financiamiento desde Chile. Tuvimos la suerte de ganarnos un proyecto CORFO, y también entraron a invertir dos fondos de capital de riesgo, además de otros family offices chilenos. Sin embargo, acá es todo cinco veces más caro que en Chile. La cantidad de plata que teníamos era poca y nos alcanzaba para sobrevivir solo seis meses. Cuando llegamos tuvimos la suerte de encontrar un fondo de capital de riesgo estadounidense que apostó por nosotros. Con ese fondo levantamos casi US$ 8 millones el año pasado, y ya con esa cantidad de plata se nos hizo más fácil”, relata.

Microorganismos creciendo en una placa de petri.

GENERAN ENDOSPORAS: AL GERMINAR, SE MULTIPLICA LA BACTERIA MIENTRAS CRECE LA PLANTA

Una de las primeras cosas que hicieron en Chile fue recolectar, aislar y caracterizar bacterias. “Tenemos un banco propio de 3.000 bacterias, de las cuales nos hemos enfocado en cinco. Todas ellas son del filo Firmicutes. Son bacterias que tienen capacidad de generar endoesporas. Se transforman en una especie de huevo, pudiendo permanecer en ese estado durante mucho tiempo hasta que las condiciones sean favorables y se vuelva a transformar en una bacteria que se multiplica. Transformarnos la bacteria en una endoespora y esa endoespora la metemos dentro de la semilla para que cuando germine la semilla, se multiplique la bacteria mientras crece la planta”, precisa.

“A las bacterias con las que trabajamos le pedimos tres cosas: una, que tengan la capacidad de fijar nitrógeno del aire, y dárselo a la planta para que ésta lo pueda absorber y así la planta tenga nutrientes durante todo su ciclo de vida, traduciéndose en un mayor rendimiento. En ese sentido, nuestras bacterias son muy buenas para fijar el nitrógeno que se encuentra en el aire. Lo que es un valor importante para los agricultores, ya que se les paga por la cantidad de granos (en peso) que producen: entre más, mejor”, añade.

Cultivo de bacterias naturales en una placa de petri.

Dos: que sea compatible con la planta. “No todas las bacterias son buenas para vivir con ciertas plantas. Una bacteria que funciona bien con la semilla de la lechuga, no necesariamente funciona bien para una de espinaca. Uno pensaría que son cercanas, pero hay bacterias que no se entienden bien con una u otra especie vegetal.  También que esta bacteria contenga los genes diferentes. Por ejemplo, que genere la proteína (nitrogenasa), que es la que captura el nitrógeno del aire y lo convierte en un compuesto asimilable para la planta. Nosotros vamos más allá, además de trabajar con bacterias naturales, lo que hemos estado haciendo en el último año es modificar genéticamente estas bacterias, para que sean mejor para colonizar una planta, y para producir estas proteínas de interés que interactúan con ella”, apunta.

Y tres: que tengan la capacidad de producir ciertas proteínas que tengan como efecto la producción de moléculas que almacenan carbono (CO2 atmosférico) de forma estable y permanente en el suelo. “Lo anterior no es con la finalidad de aumentar el rendimiento de los cultivos, sino de generar lo que se conoce como créditos de carbono, los cuales se pueden transar posteriormente en mercados, generando una nueva fuente de ingreso para la compañía y los agricultores, mientras ayudamos a combatir el cambio climático (ver recuadro)”.

– ¿Qué buscan con la manipulación genética?

– Por un lado, la colonización de raíz por parte de la bacteria. Eso permite un crecimiento de la bacteria tipo biofilm (cobertura que generan sobre la superficie de la raíz). Y por otro, producción de ciertas moléculas y proteínas de interés para la fijación de nitrógeno atmosférico (enzima nitrogenasa), y para la fijación de carbono en el suelo. A fines de este año, partiremos un tercer programa enfocado en la protección de la planta bajo el suelo.

Ensayo en raíces de una planta de maíz.

– ¿Y cómo lo hacen?

– Todo el desarrollo de ir haciendo mejor una bacteria, o modificarla, una parte importante guarda relación con hacer muchas variantes a partir de una misma bacteria. Luego se hace un barrido de todas esas nuevas bacterias, y ver si cambió alguna característica que estamos buscando que cambie. Todo eso se hace a través de robots. Tenemos la capacidad de agarrar una bacteria, la hacemos mutar, que cambie una pequeña parte de su genoma, y después esas bacterias se van multiplicando. Tenemos la capacidad de generar sobre 100 mil nuevas bacterias en solo dos meses. Eso hace 15 años era impensado. Y eso se puede hacer con este tipo de tecnología.

– ¿Con cuántas trabajan?

– Trabajamos con una bacteria por especie. Por ejemplo, con la semilla de maíz trabajamos con una especie, pero la cantidad de esa bacteria en su interior es del orden de medio millón de bacterias por semilla. Esa cantidad es ideal, ya que cuando uno pone la semilla en la tierra, y germina, esa cantidad se va a multiplicar en 10 millones de bacterias en solo dos días, y van a seguir creciendo con la raíz.

– ¿Por qué no usan consorcios?

– Cuando partimos en Andes, estuvimos enfocados en el uso de consorcios de microorganismos para su uso en la agricultura. El problema de trabajar con consorcios tiene que ver con la capacidad de poder construir nuevas y mejores características microbianas año a año. Nuestra visión sobre la tecnología microbiana en la agricultura guarda relación con el uso de una sola bacteria como base (chasis) y sobre ella ir mejorando o agregando características deseables para aumentar el valor para los agricultores. Con tecnologías como la secuenciación genética, modificación genética, y robots para generar grandes librerías y evaluarlas, cada vez va a ser más abordable la estrategia de pensar en una sola bacteria como plataforma sobre la cual construir más y mejores características. Si a lo anterior le agregamos la complejidad (en términos de interacción entre especies) que reviste un consorcio, creemos que va a ser más difícil poder llevar a cabo eficientemente este trabajo de mejora año a año. Esta misma visión es compartida por otros, incluyendo Bayer, al menos para cultivos intensivos (como el maíz y soja).  

Anatomía de una semilla con Microprime vista en un microscopio.

LANZAMIENTO DE MICROPRIME: AGRICULTORES AGOTAN  PRODUCTO EN POCAS HORAS

Otro hito importante fue asociarse con una de las más grandes productoras de maíz de Estados Unidos, Corteva. En el mes de enero lanzaron su primer producto: Microprime, y fue un éxito de ventas. “Tuvimos una capacidad de producción de 15.000 sacos de semillas para hacer la etapa precomercial. Un saco contiene 80 mil semillas. Eso alcanza para sembrar a una hectárea de maíz. La temporada pasada vendimos US$300.000, solo en muestras precomerciales.  El salto que queremos dar es multiplicar eso entre 10 y 15 veces más para la próxima temporada y seguir creciendo a ese ritmo año a año. Fue tanta la demanda que se nos agotó el producto. Nunca pensamos que iba a ser tan fuerte el interés por parte de los agricultores. De hecho, hasta el día de hoy nos siguen pidiendo”, señala.

La demanda del producto se da mayoritariamente en la zona centro-norte (Indiana, Ohio, Minnesota, Dakota del Norte, Dakota del Sur, Nebraska, Kansas, Iowa, Missouri, Kentucky, Illinois y Michigan). “El maíz que ofrecemos es maíz dentado, no es maíz dulce. Es maíz que se ocupa para la producción de etanol, y para alimentar animales. Aunque su mayor uso es para etanol, y otros derivados”, comenta.

¿Qué atributos benéficos aporta la bacteria al maíz? “Hay dos características de valor proporcionadas por la bacteria contenida en nuestras semillas de maíz: uno, la fijación de nitrógeno atmosférico. Estimamos que la versión actual de nuestra tecnología está fijando el equivalente a 25 libras por acre de nitrógeno y estamos actualmente trabajando en una nueva versión para aumentar ese número en al menos un 20% adicional. Hay una correlación directa entre más nitrógeno disponible y rendimiento de la planta de maíz. Y dos, captura de carbono en el suelo. Tiene valor porque pueden ser transformados en créditos de carbono que luego se pueden vender en el mercado (mercado que se encuentra en desarrollo) y convertirse en una nueva fuente de ingreso para agricultores”.

“Hemos realizado tres temporadas de ensayos en Estados Unidos utilizando nuestra actual bacteria comercial y distintos híbridos de maíz de distinta maduración relativa y genética (GMO y convencional). Todos los ensayos los hemos realizado con organizaciones externas e independientes especialistas en esto. Los resultados a la fecha para nuestra bacteria comercial son 7,2 bushels por acre extra de rendimiento y una tasa de éxito del 79%. Durante esta temporada extenderemos los ensayos de campo de nuestras semillas de maíz (y soja) en 52 locaciones distintas en EE.UU. y adicionalmente tendremos 10 locaciones de demostración de nuestras semillas para que agricultores puedan evidenciar la tecnología y su rendimiento”, acota.

 

EL ATRACTIVO MERCADO DE LOS CRÉDITOS DE CARBONO

En Europa y Estados Unidos el mercado de los créditos de carbono crece aceleradamente. Existen dos grandes tipos de mercado: el regulado, que tiene como misión que quienes contaminen (emitan gases de efecto invernadero) sobre cierto nivel estén obligados a compensar esa emisión mediante la compra de créditos de carbono. Y el voluntario, que como lo dice su nombre, es para empresas que por iniciativa propia quieran neutralizar o compensar sus emisiones contaminantes de forma acelerda para alcanzar las metas propuestas por el acuerdo de Paris de 2015. Este último tipo se espera que crezca a tasas de doble dígito durante las próximas dos décadas.

Por ello, y con el propósito de conseguir una producción mucho más sustentable, es que Andes también ha desarrollado e incorporado en sus semillas una tecnología que ayuda a capturar carbono del aire (CO2), y a la vez, genere un ingreso extra a los agricultores por este concepto.

“Las bacterias las programamos para que tengan la capacidad de producir proteínas, que lo que hacen es agarrar una molécula de CO2 (dióxido de carbono), y la transforman en un compuesto que queda en la tierra capturado durante miles de años. Ese compuesto se puede medir. Y para hacer la medición estamos ocupando tecnología satelital: apuntamos satélites para que saquen imágenes a los campos, y con esta información podemos  hacer una predicción con alto grado de certeza de cuánto de ese compuesto estamos generando en la tierra”, precisa.

¿Cómo funciona? “Al capturar el carbono, verificas tu proceso y captura con una empresa tercera sin fines de lucro que se dedica a eso, y esta empresa confirma la captura y te emite un crédito de carbono que se puede salir a vender al mercado. Un crédito de carbono representa una tonelada de carbono capturado y típicamente se transa entre US$5 y US$100, dependiendo del origen y el comprador. Hay industrias que son tremendamente contaminantes en términos de emisión de gases de efecto invernadero. Los créditos de carbono son comprados por las empresas que contaminan y que necesitan o quieren compensar el daño medioambiental que generan”.

NUEVA PLANTA DE TRATAMIENTO DE SEMILLAS EN INDIANA

A partir de junio van a instalar sus operaciones productivas en el Estado de Indiana, para poder hacer tratamientos de semillas con sus bacterias. Mientras que su oficina comercial la tienen instalada en la ciudad de Chicago, Illinois, para estar más cerca de sus clientes y socios comerciales. Ahora alistan sus investigaciones para trabajar con semillas de soja, alfalfa y trigo. “Nuestra tecnología de integrar bacterias con semillas es compatible con cualquier tipo de semillas. Nos estamos enfocando en mercados más grandes porque queremos generar impactos más rápido, y también más rentabilidad, que es lo que les importa a los inversionistas”.

¿Se pueden utilizar en frutales? “Sí. Si bien estamos actualmente enfocados en desarrollarnos como casa de semillas, está en nuestros planes en algún momento ofrecer nuestra tecnología microbiana para otros cultivos no intensivos y la industria frutícola. Vemos valor para los agricultores en estas industrias en las características microbianas de captura de carbono”, responde Fuenzalida.

El próximo año esperan también partir con el modelo de licenciamiento. Es decir, que otras compañías puedan usar su tecnología microbiana para venderlo bajo su nombre. “De esa manera podemos alcanzar más mercados. Ya tenemos algunas casas de semillas independientes que quieren trabajar con nosotros”, cierra.