En el marco del nuevo proyecto Foundational Security for Food Systems, los investigadores tratarán de identificar enfermedades de los cultivos a gran escala antes de que se produzca una pérdida catastrófica de cosechas, incluso en el caso de patógenos de origen desconocido.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, o DARPA, está desarrollando formas de proteger el suministro nacional de alimentos procedente de cualquier amenaza potencial, incluyendo enfermedades nunca vistas para las que Estados Unidos no tiene defensas ni medios de detección.
Garantizar la seguridad alimentaria de Estados Unidos y del mundo es una tarea crítica, que se ve dificultada por las enfermedades en constante evolución, y en algunos casos fabricadas, que atacan a los cultivos alimentarios. El nuevo programa Foundational Security for Food Systems, o FS2, dirigido por los equipos de investigación de vanguardia de la Oficina de Ciencias de la Defensa de DARPA, a menudo llamado «el DARPA de DARPA», pretende iniciar el debate sobre la identificación de enfermedades de los cultivos potencialmente catastróficas, independientemente de su origen, y las formas en que dichas enfermedades tienden a progresar en los cultivos de cereales.
«Los enfoques actuales de la vigilancia de nuevas cuestiones y problemas en los cultivos de EE.UU. dependen generalmente de enfoques que implican una lista de patógenos, necesariamente limitada a taxones de origen natural», o familias de enfermedades, dijo Molly Jahn, la directora del programa DSO que dirige el proyecto FS2, el 17 de enero durante una sesión informativa.
«La mitigación suele centrarse en evitar que un agente patógeno de la lista cause daños a las plantas», explicó. «Durante muchos años hemos luchado con enfoques integrales para supervisar en tiempo real los daños debidos a incógnitas desconocidas».
Las nuevas tecnologías han permitido a los investigadores cambiar de táctica hacia la «detección de anomalías», dijo Jahn, pero siguen adoleciendo de altos costes de supervisión, elevadas relaciones ruido-señal para la detección y problemas para vincular definitivamente esas anomalías a causas específicas con la rapidez suficiente para reaccionar dentro de una ventana relevante.
«Por eso, el programa FS2 se centra en probar un enfoque basado en vías para desarrollar capacidades avanzadas de detección y alerta de amenazas para los cultivos de cereales de Estados Unidos», es decir, granos de alto rendimiento como el arroz, el trigo y el maíz, explicó Jahn.
Al centrarse en las formas en que fallan los cultivos, la DSO espera desarrollar un medio de detectar y detener enfermedades importantes sin importar la causa real.
Esta primera tanda se centrará en uno de los cereales más sencillos, el arroz, y en un patógeno bien conocido, la roya del maíz, una enfermedad fúngica frecuente en Estados Unidos sobre la que existen numerosos datos. Aunque los granos de arroz son inmunes a las enfermedades fúngicas de la roya, los directores del programa DSO esperan usarlo como «un desafío de prueba bien caracterizado para la salud de los cultivos que depende de vías definidas del huésped para el desarrollo de síntomas o respuestas resistentes», según la convocatoria.
En la primera fase, los participantes desarrollarán modelos de cómo la roya fúngica y otras enfermedades se desplazan por el arroz y el maíz, examinando la progresión y los síntomas de la enfermedad en un solo organismo y en el bioma en general. Una vez identificadas esas vías, la Fase II se centrará en cómo identificarlas durante un evento activo, sea cual sea el patógeno, y «desarrollar un nuevo paradigma centrado en las vías para detectar e interpretar señales a nivel de campo de un evento genético preocupante», señala el documento.
Jahn se refirió a trabajos similares sobre patógenos que atacan a seres no vegetales, como seres humanos y animales, en los que «la variación en el lado del patógeno -ya sea natural, generada por el hombre o una combinación de ambas- supera nuestra capacidad de anticipar con fiabilidad cada posible variante y diagnosticar el patógeno a tiempo para guiar el tratamiento».
El programa FS2 intentará responder a tres preguntas clave:
- ¿Existen relativamente pocas vías de desarrollo de síntomas que puedan servir de base para la detección más temprana de un proceso con potencial para ser muy preocupante?
- En caso afirmativo, ¿puede la activación de estas vías constituir la base de paradigmas de detección más independientes de los agentes?
- ¿Puede la intervención en la progresión de estas vías servir de base para mitigar los daños?
Jahn también subrayó que el programa «no [implica] la modificación genética de ningún organismo ni ningún trabajo de laboratorio húmedo», en el que los investigadores trabajarían con organismos vivos. Las dos primeras fases del FS2 se centrarán exclusivamente en el modelado a partir de conjuntos de datos.
Como muchos de sus programas, DARPA está utilizando su propiead de otras operaciones para financiar el proyecto. Las agencias a las que el Congreso ha concedido la autoridad de OT pueden recurrir a este método de contratación de baja regulación para proyectos más arriesgados, no probados, de menor cuantía económica y financiación incremental.
El proyecto FS2 se ejecutará en dos fases, cada una de ellas con un tope de 500.000 dólares, por un total de un millón de dólares. La Fase I durará un máximo de 10 meses y la Fase II un máximo de ocho.
Fte. Nextgov
