Avancées en biotechnologie : médicaments à base de plantes, fermentation des protéines, fabrication plus écologique

Des chercheurs ont rapporté des avancées en biotechnologie durable, notamment une méthode pour recréer des composés médicinaux issus de deux plantes toxiques, un processus de fermentation en deux étapes qui élimine les odeurs désagréables des protéines végétales, et la preuve que les usines biopharmaceutiques hybrides constituent le « point idéal » pour réduire les empreintes carbone.

Centrée sur l'aconit et le pied-d'alouette, la première découverte provient d'une collaboration entre des scientifiques de la Michigan State University et de l'Académie des sciences tchèque, publiée dans la revue Molecular Plant. Ces plantes provoquent une neurotoxicité et une paralysie à des doses infimes, mais sont également connues pour lutter contre la douleur, le paludisme, le cancer et les parasites. Pour la première fois, les chercheurs ont identifié la voie de biosynthèse que ces plantes utilisent pour produire des alcaloïdes diterpénoïdes, un groupe de composés chimiques toxiques mais prometteurs. En insérant les instructions génétiques dans des plants de tabac, ils ont découvert six enzymes distinctes qui ont réussi à produire l'alcaloïde diterpénoïde atisinium, en l'aidant à se replier dans sa forme finale complexe et en facilitant l'ajout d'une source d'azote. Bien qu'il ait été isolé il y a près de 200 ans, le composé apparenté aconitine n'a toujours pas été synthétisé avec succès en laboratoire. Cette découverte pourrait à terme aider à créer de nouveaux médicaments inspirés de ces produits naturels.

Dans une étude distincte publiée dans la revue Foods, des chercheurs ont mis au point un processus de fermentation en deux étapes pour éliminer les arômes désagréables des protéines végétales. Cette approche a permis d'éliminer entre 95 % et 99 % des odeurs clés, surpassant nettement la fermentation en une étape pour toutes les protéines testées. La première étape utilisait la bactérie bénéfique Lactobacillus plantarum ; la seconde utilisait une culture de yaourt traditionnelle contenant des bactéries connues pour développer et moduler des arômes souhaitables. La méthode a été appliquée à huit protéines végétales : soja 9 %, pois, pois chiche, haricot mungo, fève, riz, orge-riz et chanvre. L'ajout d'allulose a renforcé l'activité de Lactobacillus plantarum, les confitures de fraise ont aidé les bactéries du yaourt, tandis que les additifs non fermentescibles tels que la pectine, la gomme xanthane et l'huile n'ont eu que des effets minimes.

Par ailleurs, des recherches comparant l'impact environnemental des installations de fabrication biopharmaceutique ont montré que les installations hybrides combinant acier inoxydable et technologies à usage unique présentent l'empreinte carbone la plus faible. Un cycle à usage unique à l'échelle de 2 000 L génère jusqu'à 6,5 tonnes de CO2e par lot en déchets de plastique et d'emballage, tandis que l'installation hybride a utilisé moins de la moitié des plastiques et a réduit l'empreinte carbone liée aux matériaux de 62 %, ramenant les émissions à 2,8 tonnes de CO2e par lot. L'analyse s'est appuyée sur des données de comptabilité des émissions fondées sur le marché et a noté que l'empreinte CO2 des systèmes à usage unique est nettement plus élevée qu'on ne le supposait auparavant, tandis que certaines étapes clés du processus en acier inoxydable peuvent désormais avoir une empreinte carbone inférieure à celle de leurs équivalents à usage unique. Les chercheurs ont suggéré de conserver l'acier inoxydable pour les opérations simples et à grand volume comme la préparation de tampons et de milieux de culture, tout en gardant l'usage unique pour les processus centraux complexes et flexibles tels que les bioréacteurs.