De nos jours, on peut concevoir des microbes pour produire à peu près n’importe quoi, même si cela n’a pas toujours de sens commercial, dit Startup basée à Berkeley Pow.bio. Mais une approche continue, plutôt que par lots, pourrait-elle changer cette équation ?
Même si cela n’a pas de sens pour chaque ingrédient, explique la cofondatrice et PDG Shannon Hall, exécuter un processus de fermentation qui ressemble davantage à une chaîne de montage qu’à une série de lots de biscuits peut permettre « des augmentations multiples de la productivité » et permettre aux entreprises de réduire leurs coûts en en utilisant des bioréacteurs plus petits et plus efficaces pour obtenir le même résultat.
AgFunderActualités rencontré Hall lors du récent SynBioBêta conférence à San Jose pour en savoir plus…
Traitement par lots ou continu
Dans un processus traditionnel de fermentation de précision par lots, les microbes prolifèrent (la phase de croissance) jusqu’à ce qu’ils atteignent une masse critique dans une cuve de fermentation, puis sont déclenchés pour commencer à produire une molécule cible via un changement dans le milieu (la phase de production). Le lot est ensuite terminé, l’ingrédient est extrait, le réservoir est nettoyé et tout le processus recommence.
Ceci, affirme Pow.bio, est lent et répétitif. Chaque fois que vous vous installez, vous devez tout stériliser, faire pousser les cellules, les inciter à produire le produit, le récolter et répéter ce processus encore et encore.
En revanche, Pow.bio a trouvé un moyen de maintenir les microbes dans un état ultra-productif pendant des semaines dans un processus qui, selon lui, peut réduire les coûts d’investissement et augmenter la capacité de biofabrication de plusieurs ordres de grandeur en combinant une fermentation continue avec une méthodologie de contrôle avancée.
Découpler la croissance de la phase de production
La plateforme Pow.bio dissocie efficacement la croissance [of the host microbes] et production [of the target ingredients]« résolvant les problèmes de contamination et de dérive génétique », affirme Hall, qui a cofondé Pow.bio avec le microbiologiste Dr Ouwei Wang en 2019.
« Nous avons divisé la fermentation en opérations unitaires afin de pouvoir nous concentrer sur les paramètres de performance à chaque étape. Nous nous concentrons sur la croissance, puis sur la production, puis sur la récupération des produits, afin de pouvoir disposer d’un véritable tapis roulant de cellules entrantes et de produits sortants.
« Ce faisant, nous avons créé un environnement peu susceptible d’induire une mutation au cours de la première étape, et nous avons créé un environnement qui résiste à la contamination au cours de la deuxième étape. Et en pratique, nous sommes capables de mesurer qu’il n’y a pas d’événements de contamination ou qu’il n’y a pas d’événements de mutation génétique.
Elle a expliqué : « Il y a un petit bioréacteur qui stimule la croissance et un plus grand bioréacteur qui est entièrement consacré à la production et à un lien entre les deux. Nous avons consacré énormément d’ingénierie au logiciel et au matériel pour gérer le débit. Et puis nous recyclons constamment les cellules, récupérons les produits et gérons la biomasse. Tout cela est donc intégré à notre système et géré par un logiciel piloté de manière autonome.
Le modèle économique
L’objectif est d’obtenir une licence et de prendre en charge la technologie de Pow.bio dans plusieurs environnements, a déclaré Hall, qui a levé une série A de 9,5 millions de dollars dirigée par Re:Nourriture et Thia Ventures l’automne dernier, portant le financement cumulé de la startup à 13,5 millions de dollars.
« Nous proposons des services de validation de principe et des services dans lesquels nous produisons de petites quantités de matériaux allant de quelques grammes à des centaines de kilos. À partir de là, les mathématiques et l’analyse technico-économique vont vous aider à comprendre : est-ce quelque chose que je veux posséder ? Est-ce quelque chose que je veux louer ?
Le problème des risques cumulés dans la biofabrication
Mais si une technologie de fermentation continue comme celle-ci est une évidence, pourquoi tout le monde ne le fait-il pas ? Et étant donné que la plupart des startups s’appuient sur des fabricants sous contrat pour leur mise à l’échelle, cela ne nécessite-t-il pas leur adhésion ?
Selon Hall : « Je pense que les gens courent déjà beaucoup de risques et que l’infrastructure est déjà construite pour les approches fed-batch… c’est un problème de risque cumulé. Pendant longtemps, les gens se sont dit : Hé, suivons le processus en place parce que notre énergie, notre argent, notre vision reposent sur une plate-forme de conception, notre produit final.
Mais les avantages d’un processus continu sont évidents, a-t-elle ajouté : « Fondamentalement, vous pouvez construire une installation plus petite pour générer la même quantité de production. Vous allez donc clairement avoir un meilleur retour sur capital investi et un taux de retour interne plus rapide.
“Lorsque nous modélisons des systèmes continus utilisant la technologie Pow.bio pour un nouveau site, nous constatons que nous obtenons au moins 30 % de moins, et parfois 70 % de moins.”
Elle a ajouté : « Personne ne veut payer les investissements nécessaires à la construction d’infrastructures. Tout le monde regarde autour de la table et se demande qui d’autre pourrait payer ? Peut-être s’agit-il d’une initiative du gouvernement ? En fait, je ne pense pas qu’il y aura un seul payeur. Je pense qu’il existe une opportunité de rassembler les parties intéressées pour donner un sens à tout cela.
Lectures complémentaires :
SynBioBeta 2024 : Des nouveaux hôtes aux cellules « trompées » pour être plus productives… abordant le « paradoxe échelle-coût » dans la biofabrication
2024-05-30 00:02:45
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