Bio-Révolution prête à évoluer

Des percées dans la biofabrication pourraient positionner l'économie américaine pour de nouvelles possibilités qui remodèlent les industries - et maintiennent notre compétitivité mondiale

Imaginez faire griller un steak cultivé en laboratoire sur votre terrasse, mais les briques sont faites de bactéries. Les invités à votre barbecue portent une ceinture de champignons, des tongs d'algues ou un manteau de protéines. Pendant ce temps, quelqu'un roule dans de nouveaux pneus de pissenlit pour sa voiture. Tout cela pourrait être possible avec la révolution technologique qui se développe rapidement.

Les États-Unis mènent la recherche en biosciences depuis des années, mais ils ont récemment atteint un point d'inflexion. Le séquençage des gènes peut désormais être effectué de manière rentable, tandis que les progrès de l'édition des gènes, de l'informatique avancée, de la bioinformatique, de l'automatisation et de l'intelligence artificielle convergent pour porter ce que nous pouvons faire avec la biologie à un niveau nouveau et étonnant. Notre capacité à construire biologiquement des molécules, des matériaux et des structures est prête à déclencher des innovations révolutionnaires qui remplaceront les objets et les produits que nous utilisons aujourd'hui. Une étude récente du McKinsey Global Institute estime que jusqu'à 60 % des intrants physiques de l'économie mondiale pourraient théoriquement être produits biologiquement.

La R&D a créé cette opportunité. La biofabrication est la façon dont nous apportons cette révolution à l'échelle des domaines industriels, environnementaux et sociétaux. Les avantages pourraient être énormes :

· 4 XNUMX milliards de dollars par an en impact économique mondial, selon l'analyse de McKinsey.

· Des produits plus durables, tels que des produits chimiques, des carburants plus propres et des biens et aliments produits de manière durable.

· Innovations pour la décarbonisation et la remédiation environnementale.

· Innovations révolutionnaires en matière de soins de santé, y compris la réparation des tissus et la production de médicaments à la demande.

· Opportunités économiques pour les économies agricoles rurales.

· Nouvelles industries et nouveaux emplois.

Temps de mise à l'échelle. Rappelant les premiers jours de la révolution numérique dans les années 1990, la technologie numérique s'insinuait dans l'économie, représentant environ 200 milliards de dollars de valeur ajoutée aux États-Unis. L'administration Clinton a mis en place un cadre politique pour soutenir le développement et le déploiement de la technologie et des infrastructures numériques par le secteur privé. La révolution numérique s'est accélérée dans une montée abrupte de la courbe d'adoption, et l'économie numérique a décuplé en valeur ajoutée réelle pour atteindre plus de 2.5 billions de dollars en 2021. Au fur et à mesure que la révolution numérique s'est étendue, elle a remodelé l'expérience humaine, l'économie, la sécurité nationale, les affaires, les communications, des industries entières et la société — et ne ralentit pas.

En 2017, le Council on Competitiveness s'est associé à quatre laboratoires nationaux américains pour une étude intitulée "Advancing US Bioscience: Challenges and Opportunities in Sustainable Energy, Environmental Remediation, 21st Century Agriculture, Human Health, and Biomanufacturing"..« Le but du partenariat et de l'étude était de capitaliser sur nos années de recherche et des milliards d'investissements en R&D afin de passer des laboratoires et de la fabrication pilote à de grandes plateformes de bioproduction. Nous avons appelé à un effort stratégique, agressif et coordonné des États-Unis pour exploiter le grand potentiel de la biofabrication. Ces étapes comprenaient :

· Repousser les frontières des biosciences et de la bio-ingénierie, y compris la R&D et renforcer nos capacités, telles que l'application de l'informatique de pointe et de l'IA pour alimenter un secteur en évolution rapide.

· Combler la « vallée de la mort » de l'innovation — les 10 années que le ministère de l'Énergie indique, en moyenne, qu'il faut pour mettre à l'échelle un bioprocédé — et accélérer le processus d'innovation. Dans le but de réduire ce temps de moitié, nous avons besoin de bancs d'essai et d'efforts de prototypage pour accélérer la traduction de la science en application à la fabrication pilote, et d'une infrastructure industrielle et de chaînes d'approvisionnement pour amener la biofabrication à grande échelle.

· Développer une main-d'œuvre multidisciplinaire couvrant les sciences de la vie et les bioprocédés, les produits chimiques, la bioingénierie, les données et la science informatique, et la production biomanufacturière.

· Créer des voies réglementaires claires et transparentes permettant aux entreprises de commercialiser des produits biosourcés. Étant donné que les applications biologiques toucheront une gamme de domaines - des aliments et médicaments aux matériaux et produits chimiques en passant par l'assainissement de l'environnement et les produits de consommation - le paysage réglementaire est complexe, mais les processus doivent être efficaces, rationalisés et opportuns.

· Établir des normes pour le paradigme de la biofabrication. Des garde-corps sont nécessaires pour promouvoir la biosûreté et la biosécurité, ainsi que pour la sécurité environnementale et professionnelle tout au long du cycle de vie des produits biosourcés. Nous devons également avoir une conversation sérieuse sur les questions éthiques, juridiques et sociales, y compris la confidentialité des données.

Cadre à l'échelle. L'année dernière, le Congrès et l'administration Biden ont lancé bon nombre de ces actions par le biais de la loi CHIPS and Science Act de 2022. La législation oblige le président à mettre en œuvre une initiative nationale de recherche et de développement en génie biologique et ordonne au président de faire progresser la recherche en biofabrication grâce à la recherche interdisciplinaire. centres, soutenir l'éducation et la formation et travailler à un réseau national de bancs d'essai et d'activités de preuve de concept pour élever la recherche en laboratoire.

De plus, en septembre, le président Biden a signé le décret exécutif 14081 sur «l'avancement de l'innovation en biotechnologie et en biofabrication», établissant une approche pangouvernementale pour faire progresser la biotechnologie et la biofabrication dirigée par l'assistant du président pour les affaires de sécurité nationale. Le décret exécutif appelle à renforcer et à coordonner les investissements fédéraux dans la R&D en biofabrication, à favoriser l'expansion de la production nationale de biofabrication, la formation de la main-d'œuvre et à clarifier et rationaliser les réglementations. Il ordonne également aux agences fédérales de faire leur part, allant de la R&D, des normes ou du développement de la main-d'œuvre, ou de l'atténuation des menaces à la sécurité nationale et économique.

"Alors que la bioéconomie s'étend des produits thérapeutiques aux produits de base, il est essentiel que nous augmentions considérablement les investissements dans la R&D pour les technologies de plate-forme, telles que la biologie synthétique et le développement de processus de mise à l'échelle axés sur les données, afin de raccourcir davantage le temps de mise sur le marché du laboratoire, », a déclaré Joe Elabd, vice-chancelier pour la recherche au sein du système Texas A&M University. "Une alliance solide entre l'académie, l'industrie et le gouvernement et un réseau de centres régionaux seront un catalyseur essentiel pour atteindre cet objectif et renforcer la compétitivité des États-Unis."

Ce cadre national de politiques et de programmes pourrait dynamiser le moteur d'innovation du secteur privé, faisant passer la bio-révolution à la vitesse supérieure et sur la voie rapide. Simultanément, la Chine vise à propulser sa bioéconomie au premier plan mondial d'ici 2035. Son 14e plan quinquennal pour le développement de la bioéconomie est une stratégie élaborée pour faire progresser les industries piliers de la Chine dans quatre domaines - la biomédecine, l'agriculture, la biofabrication et la biosécurité - grâce à l'innovation. , l'industrialisation et la politique gouvernementale. La course à la concurrence est déjà en cours avec notre plus grand homologue économique - nos efforts sont des pas dans la bonne direction, et nous devons les développer et ne pas rester tranquilles.

Parce que la biofabrication touche à de nombreux secteurs et domaines sociétaux, les nouvelles bio-capacités vont remodeler massivement l'économie, de la fabrication à l'agriculture en passant par les chaînes d'approvisionnement pour les produits pharmaceutiques, chimiques et les produits de consommation. Nous sommes rapidement passés du laboratoire à l'aube d'une révolution, avec des applications quotidiennes réelles comme le barbecue susmentionné. En créant des voies - et des investissements - pour que ces technologies s'implantent, nous et les générations futures pouvons en bénéficier et continuer à innover.