Venomic biodiversity and its applications in agriculture

Ao longo do tempo, a humanidade se valeu dos recursos da natureza para extrair os meios dos quais necessita para o seu desenvolvimento. Dentre naturais, os venenos têm despertado interesse pela sua composição e seus efeitos de letalidade. Em virtude disso, as pesquisas com compostos da biodiversidade venômica têm sido amplamente realizadas na área da saúde humana e animal. Contudo, os incentivos recentes para o desenvolvimento de uma economia de base biológica, ou da bioeconomia, tem colocado os ativos biológicos em evidência. Uma série de iniciativas associando a biotecnologia e elementos da biodiversidade para a produção de produtos de valor agregado tem feito parte das políticas, programas e estratégias nacionais em bioeconomia. A agricultura é um setor no qual as inovações baseadas em biotecnologia têm sido empregadas em larga escala. Nesse contexto, o questionamento que motivou a presente pesquisa foi: A biodiversidade venômica tem sido utilizada para o desenvolvimento de produtos de uso agrícola? O objetivo geral foi investigar as aplicações da biodiversidade venômica em inovações relacionadas à agricultura. Para atingir o objetivo geral, cinco espécies de animais peçonhentos foram selecionadas: aranhas, abelhas, cobras, escorpiões e vespas. O uso do veneno dessas espécies em inovações relacionadas à agricultura foi identificado por meio do registro de patentes. A base de registros de patentes Patenscope da World Intelectual Property Organization – WIPO foi escolhida para a pesquisa. Os campos do mecanismo de busca da própria base de patentes foram preenchidos com o nome da espécie animal, adicionado o operador booleano AND e acrescido do termo “venom”. Assim, para a busca de patentes sobre o uso de veneno de abelha, por exemplo, os termos “bee” AND “venom” foram utilizados. Em seguida, dois filtros foram aplicados: um selecionando, dentre os Classificação Internacionais de Patentes – CIP, a Área “A01” que diz respeito a Área “Necessidades Humanas” Classe “agricultura”; e outro, selecionando patentes específicas CIP A01H para exemplificar aplicações da biodiversidade venômica associadas a agricultura. Os resultados mostram uma tendência de crescimento no registro de patentes utilizando a biodiversidade venômica na agricultura, especialmente a partir do ano 2000. Cobras, escorpiões e vespas são as espécies animais mais frequentemente citadas nas patentes em associação à agricultura. Os CIPs com maior ocorrência de registros foram: A01H, o qual refere-se a “novas plantas ou processo para obtenção das mesmas; reprodução de plantas por meio de técnicas de cultura de tecidos”; A01K, que diz respeito a “pecuária; tratamento de aves, peixes, insetos; piscicultura; criação ou reprodução de animais, não incluídos em outro local; novas criações de animais”; A01N, que trata da “conservação de corpos de seres humanos ou animais ou plantas ou partes dos mesmos (preservação de alimentos ou produtos alimentícios ); biocidas, por exemplo: desinfetantes, como pesticidas ou como herbicidas (preparações para fins medicinais, dentários ou toalete que matam ou previnem o crescimento ou proliferação de organismos indesejados ); repelentes ou atrativos de pestes; reguladores do crescimento de plantas (misturas de pesticidas com fertilizantes). Contudo, o CIP A01H foi aquele que prevaleceu quanto ao númeor de pedido de registros de patentes. Assim, foi possível sintetizar as aplicações da biodiversidade venômica no desenvolvimento de novas variedades de plantas em diferentes espécies, desde aquelas de cultivo comercial, como soja, milho, trigo, arroz, dentre outras, até hortaliças. Por fim, a descrição sucinta de algumas patentes desse CIP foi utilizada a título de exemplificação da aplicação da biodiversidade venômica na agricultura. Outro resultado interessante é alta concentração de registros de patentes por grandes empresas tradicionais do fornecimento de insumos agrícolas de base química, como Monsanto, Pioneer, Syngenta, Basf, dentre outras. Concluindo, os resultados mostram que grandes corporações têm intensificado o pedido de registros de patentes utilizando compostos da biodiversidade venômica. Embora a biodiversidade esteja distribuída entre os continentes, o registro de patentes tem se concentrado nos Estados Unidos. O Brasil, embora disponha de ampla biodiversidade, não tem aparecido na lista dos top ten, evidenciando um espaço com potencial de exploração para agregação de valor e aplicações em um dos principais setores econômicos do país.Over time, humanity has used nature’s resources to extract the means it needs for its development. Among natural substances, poisons have aroused interest in their composition and their lethal effects. As a result, research on compounds from venomic biodiversity has been widely carried out in human and animal health. However, new incentives for the development of a bio-based economy, or the bioeconomy, have put biological assets in evidence. A series of initiatives associating biotechnology and elements of biodiversity for the production of value- added products has been part of national policies, programs, and strategies in bioeconomics. Agriculture is a sector in which biotechnology-based innovations have been employed on a large scale. In this context, the question that motivated the present research was: Has venomic biodiversity been used to develop products for agricultural use? The general objective was to investigate the applications of venomic biodiversity in agricultural-related innovations. To achieve the general objective, five species of venomous animals were selected: spiders, bees, snakes, scorpions, and wasps. The use of these species’ venom in innovations related to agriculture was identified through the registration of patents. The World Intellectual Property Organization - WIPO Patenscope patent base was chosen for the research. The search engine fields were filled with the name of the animal species, the Boolean operator AND plus the term “venom.” Thus, for the search for patents on the use of bee venom, for example, the terms “bee” AND “venom” were used. Then, two filters were applied: one selecting, from the International Patent Classification - IPC, the Area “A01” that concerns the Area “Human Needs” Class “agriculture”; and another, selecting specific patents IPC A01H to exemplify applications of venomic biodiversity associated with agriculture. The results show a trend of growth in the registration of patents using venomic biodiversity in agriculture, especially from the year 2000. Snakes, scorpions, and wasps are the animal species most often cited in patents in association with agriculture. The IPCs with the highest occurrence of records were: A01H, which refers to “new plants or processes for obtaining them; plant reproduction by means of tissue culture techniques”; A01K, which concerns “livestock; treatment of birds, fish, insects; pisciculture; animal breeding or reproduction, not included elsewhere; new animal creations”; and, A01N, which deals with the “conservation of the bodies of human beings or animals or plants or parts of them (preservation of food or food products); biocides, for example: disinfectants, as pesticides or as herbicides (preparations for medicinal, dental or toilet purposes that kill or prevent the growth or proliferation of unwanted organisms); repellents or pest attractants; plant growth regulators (mixtures of pesticides with fertilizers). However, IPC A01H was the one that prevailed regarding the number of applications for patent registrations. Thus, it was possible to illustrate the applications of venomic biodiversity in the development of new varieties of plants in different species, from commercial cultivation, such as soybeans, corn, wheat, rice, and vegetables. Finally, the brief description of some patents of this IPC was used to exemplify the application of venomic biodiversity in agriculture. Another impressive result is the high concentration of patent registrations by large traditional companies in the supply of chemical-based agricultural inputs, such as Monsanto, Pioneer, Syngenta, and Basf. In conclusion, the results show that large corporations have intensified patent applications using compounds from venomic biodiversity. Although biodiversity is distributed across continents, patent registration has been concentrated in the United States. Although it has vast biodiversity, Brazil has not appeared in the list of the top ten, showing a space with the potential for exploration to add value and applications in one of the country’s main economic sectors