Des scientifiques de Cambridge ont créé une entreprise ambitieuse de biologie synthétique qui réécrira le code génétique des bactéries, permettant aux microbes de fabriquer une vaste gamme de nouveaux matériaux, des médicaments aux plastiques biodégradables.
Constructive Bio, comme l’appelle la start-up, est une émanation du Laboratoire de biologie moléculaire du Conseil de la recherche médicale. Une équipe scientifique dirigée par Jason Chin a découvert comment ajouter de nouvelles lettres chimiques au code de la vie, par lesquelles l’ADN des gènes ordonne aux cellules de fabriquer des molécules biologiques spécifiques.
Reprogrammer les bactéries de cette manière pourrait conduire à des usines microbiennes capables de fabriquer de nouveaux matériaux qui ne sont pas accessibles par d’autres moyens. En revanche, les dernières méthodes «d’édition de gènes», telles que Crispr, manipulent le code génétique existant mais ne créent pas de nouveau code.
Suite à la divulgation de la découverte dans un article scientifique l’année dernière, Chin a cofondé Constructive Bio pour le commercialiser, avec un cycle de financement de démarrage de 15 millions de dollars dirigé par Ahren Innovation Capital achevé en juin. L’entreprise a négocié une licence exclusive avec la MRC pour exploiter ses brevets sur la technologie.
Constructive Bio développe deux technologies de plate-forme, a déclaré Chin. “L’un est la capacité de construire un génome synthétique à partir d’ADN synthétisé chimiquement, ce qui a de larges implications en termes de capacité à construire des organismes qui font toutes sortes de choses utiles.
« La seconde est la capacité d’utiliser ces organismes reprogrammés pour coder les séquences de polymères entièrement synthétiques, qui pourraient être des molécules de type médicament jusqu’aux nouveaux plastiques et matériaux électroniques. Il existe des classes entières de nouvelles molécules qui n’existent tout simplement pas aujourd’hui, qui auraient des propriétés entièrement sur mesure et différenciées », a-t-il ajouté.
Alice Newcombe-Ellis, associée fondatrice d’Ahren, a déclaré : « Le problème pour l’entreprise sera de savoir sur quoi se concentrer, car il existe un marché si vaste et vaste qu’elle pourrait viser. L’application qui me passionne le plus est la possibilité de programmer des polymères pour qu’ils soient biodégradables. La plupart des plastiques disponibles aujourd’hui proviennent du pétrole et sont très difficiles à dégrader.
Depuis l’aube de la vie sur Terre, l’ADN a quatre lettres chimiques – abrégées en A, T, C et G – que la cellule lit par groupes de trois pour fabriquer des acides aminés, éléments constitutifs des protéines. Mais beaucoup de ces triplets sont des synonymes, codant pour le même acide aminé.
Chin et ses collègues ont profité de cette redondance dans le code, donnant à certains triplés une signification entièrement nouvelle tout en permettant à leurs synonymes de fabriquer tous les acides aminés essentiels à la vie.
« En nous inspirant de la nature et en réimaginant ce que la vie peut devenir, nous avons la possibilité de construire les industries durables du futur », a déclaré Chin.
Outre la capacité de fabriquer de nouveaux matériaux, les bactéries synthétiques sont résistantes aux infections virales car les virus ne peuvent pas se répliquer dans les cellules qui ont un ADN non naturel. Cette propriété pourrait également être une grande opportunité commerciale pour Constructive Bio, a déclaré Newcombe-Ellis.
Les microbes reprogrammés de l’entreprise sont basés sur E. coli, l’espèce utilisée pour fabriquer de nombreux médicaments protéiques, dont l’insuline. Les bioréacteurs dans lesquels les protéines thérapeutiques sont produites aujourd’hui sont très sensibles à la contamination par des phages (virus bactériens), ce qui réduit considérablement le rendement – un problème qui pourrait être surmonté en incorporant de l’ADN synthétique.
“L’industrie laitière présente un autre grand marché potentiel car elle est particulièrement touchée par le problème des phages”, a ajouté Ola Wlodek, directeur général de Constructive Bio. La société met en place des laboratoires au Chesterford Research Park, à l’extérieur de Cambridge.
Sir Shankar Balasubramanian, professeur de chimie médicinale à l’université de Cambridge, a déclaré que la technologie de l’entreprise « permet l’exploration d’un espace chimique d’une manière qui n’est pas possible avec les méthodes existantes et a un véritable potentiel de transformation. Le développement et la commercialisation de ces technologies chez Constructive Bio sont incroyablement excitants.