Bioproduction microbienne : développer des processus durables et moins coûteux

Le secteur de la bioproduction microbienne est un domaine en pleine expansion. Il manufacture une large gamme de produits pour divers secteurs, notamment les produits pharmaceutiques, chimiques, les enzymes, les cosmétiques et les biocarburants. Il s’appuie souvent sur la fermentation en batch pour des raisons de simplicité, de temps de production plus courts ou encore de traçabilité.

Cependant, ce procédé est très sensible aux fluctuations du marché et présente des difficultés significatives pour son passage à l'échelle. De plus, il génère une empreinte carbone élevée et requiert un investissement conséquent en raison de la taille importante des équipements, de leur immobilisation, du coût opératoire en personnel et matériels, et de procédures de nettoyage onéreuses. Grâce à des processus de bioproduction en continu, le projet PRODIGES répond à certaines limites des processus par batch en offrant une alternative plus durable, soutenue par une productivité globale plus élevée, et la promesse d’une qualité de produit mieux maîtrisée.

Malgré ces avantages majeurs, les coûts de développement initiaux élevés et les délais nécessaires à la mise en place d'un processus continu ont jusqu'à présent limité son intérêt pour les applications biotechnologiques, en dehors du secteur pharmaceutique. Pour réduire les risques liés à l'investissement requis et démocratiser la production continue, PRODIGES ambitionne de répondre à plusieurs facteurs et limitations, notamment à l'instabilité génétique de la souche sur un grand nombre de générations, ainsi que le contrôle et la surveillance du processus en temps réel pour garantir l'opérabilité à long terme et le maintien de la stérilité.

Ce projet 100% toulousain rassemble un consortium interdisciplinaire issu des domaines de la biologie moléculaire, de la microbiologie et des procédés. Il est coordonné par INRAE, avec son démonstrateur pré-industriel TWB, et implique deux partenaires académiques, l’INSA (Institut National des Sciences Appliquées) Toulouse avec sa plateforme CRITT Bio-industries, et Toulouse INP (Institut National Polytechnique) avec le Laboratoire de Génie Chimique (LGC). Ils ont pour mission de sécuriser le développement industriel d'un procédé de production original avec la conception rapide de souches de production originales (TWB), de concevoir et valider les étapes de production (TWB) et de purification du procédé (CRITT Bio-Industries), l’ensemble étant orienté par des indicateurs clés économiques et environnementaux (LGC).

Au cours du projet, une étude complète du comportement de deux châssis microbiens, produisant deux composés spécifiques, cultivés en mode de production continue sera réalisée. Cela permettra de proposer des stratégies pour assurer une production stable et robuste de protéines recombinantes de haute qualité, combinée à des stratégies de purification adaptées.

Soutenu dans le cadre du programme de recherche « Biomasses, biotechnologies et technologies durables pour la chimie et les carburants » (PEPR B-BEST), ce projet a obtenu un financement de 1,6 millions d’euros.