La première installation industrielle de viande cultivée est née d’une startup issue d’un laboratoire de bio-ingénierie qui innove également dans le développement de médicaments pour l’industrie pharmaceutique et recherche les technologies des dispositifs médicaux.
Future Meat Technologies, basée en Israël, a ouvert la première usine de viande de culture industrielle en juin, dans le but de faire en sorte que sa viande cultivée en laboratoire atteigne les étagères américaines d’ici 2022.
« Notre objectif est de rendre la viande cultivée abordable pour tous, tout en veillant à ce que nous produisions des aliments délicieux à la fois sains et durables, contribuant ainsi à assurer l’avenir des générations à venir. » – Yaakov Nahmias, fondateur et CSO, Future Meat Technologies
À un rythme « environ 20 fois plus rapide que l’agriculture traditionnelle », la nouvelle usine de viande cultivée en laboratoire devrait produire 500 kilogrammes de produit par jour, soit l’équivalent de 5 000 hamburgers de protéines, grâce à un processus qui des cellules qui se développent pour toujours sans aucune modification génétique.
Fondée en 2018 et soutenue par le plus grand producteur de viande des États-Unis, Tyson Foods, Future Meat fait partie d’une poignée de startups issues des recherches révolutionnaires du fondateur et directeur scientifique Yaakov Nahmias.
Dynamique tissulaire, une autre startup que Nahmias a fondée en 2017, cherche «perturber les processus de développement de médicaments » par « fournir des outils révolutionnaires de toxicité et d’efficacité des médicaments pour l’industrie pharmaceutique. «
Les deux startups sont des spin-offs du laboratoire de bio-ingénierie de Nahmias à l’Université hébraïque de Jérusalem, qui se spécialise dans les nanotechnologies (puces microfluidiques) et l’ingénierie tissulaire pour la viande cultivée innovante, le développement de médicaments et les dispositifs médicaux.
Un laboratoire de bio-ingénierie, plusieurs startups dérivées
En plus d’être le fondateur et scientifique en chef de Future Meat Technologies et de Tissue Dynamics, Nahmias est également le directeur fondateur du Alexander Grass Center for Bioengineering, qui a produit plusieurs start-ups dérivées.
« Les applications vont du développement plus rapide de médicaments et de la médecine personnalisée aux études de toxicité sans animaux et à la viande cultivée » – Alexander Grass Center for Bioengineering MicroTissue Lab
Le laboratoire est « un centre de recherche multidisciplinaire avec plus de 25 millions de dollars projets de recherche allant des diagnostics basés sur les nanotechnologies aux dispositifs médicaux innovants à modèles informatiques avancés et alternatives aux puces électroniques pour les tests sur les animaux.
Parmi les startups dérivées du Alexander Grass Center, citons :
- Technologies futures de la viande: Viande cultivée en laboratoire
- Dynamique tissulaire: Développement de médicaments pour la pharma
- CardioVia: Dispositif médical qui offre un accès invasif minimal à la surface externe du cœur
- GuideInMedical: Dispositif médical qui permet une identification claire de la trachée, ainsi que des intubations rapides, précises et sûres même dans les scénarios cliniques les plus difficiles dans lesquels la visualisation de la trachée est très limitée
- VenoVision: Un système de surveillance basé sur des algorithmes pour alerter le personnel médical avant que l’état du patient ne dégénère
- ThoraXS (non actif): Un ouvre-porte thoracique à une main qui réduit le temps de procédure d’insertion d’un drain thoracique à moins de 30 secondes.
À l’Université hébraïque de Jérusalem, le MicroTissue Lab de Nahmias étudie « le métabolisme régulation de l’infection, développement humain, morphogenèse des tissus et régénération des organes, » et « tisse l’ingénierie tissulaire et la microfluidique pour étudier comment les cellules traitent l’information dans des conditions physiologiques dynamiques.
Avec cette recherche, « Les applications vont du développement plus rapide de médicaments et de la médecine personnalisée aux études de toxicité sans animaux et à la viande cultivée. «
Donc, ici, nous voyons la recherche venant d’un laboratoire tourner dans deux directions – développement de médicaments (Dynamique tissulaire) et viande cultivée en laboratoire (Future Meat Technologies) — tous deux inspirés de concepts et de techniques technologiques similaires.
Nahmia est également la fondatrice d’une autre startup de viande cultivée basée à Tel Aviv appelée SuperMeat.
Fondée en 2016, SuperMeat est spécialisée dans les produits de poulet d’élevage et sa production se fait à une échelle beaucoup plus petite que celle de la nouvelle usine Future Meats.
Des micro-foies co-cultivés à la viande cultivée en laboratoire
En remontant le temps, Nahmias a obtenu en 2009 un brevet qui « est devenu la technologie de base de HµREL, la première société d’humain sur puce sur le marché visant à remplacer les expérimentations animales dans le développement de médicaments ».
HµREL développe des « micro-foies » cultivés et propose des micro-foies constitués de 12 modèles différents représentant 10 espèces de mammifères, dont l’homme.
Dans son CV, Nahmias décrit comment il a trouvé sa vocation à l’intersection de la bio-ingénierie et de la nanotechnologie.
« Mes intérêts pour la nanotechnologie et l’ingénierie des tissus hépatiques se sont croisés au début de ma carrière lorsque j’ai co-édité un livre avec le Prof. [Sangeeta] Bhatia intitulé « Microdispositifs en biologie et en médecine », a-t-il écrit.
Publié en 2009, « Microdevices in Biology and Medicine » explore comment «motifs à micro-échelle, les caractéristiques tridimensionnelles et la physique des petits endroits offrent une capacité unique de contrôler le microenvironnement fournir des outils innovants pour l’étude, le diagnostic et le traitement des maladies. «
Avance rapide jusqu’à aujourd’hui et les puces microfluidiques sont un élément clé de l’offre technologique de base de Tissue Dynamics, qui « permet l’évaluation en temps réel de la fonction métabolique ».
Selon Piémont CMG, «Puces microfluidiques, parfois appelée technologie Lab-on-a-Chip, sont des dispositifs extrêmement petits qui peuvent intégrer plusieurs flux et fonctions dans un processus microfluidique. Ils peuvent être aussi petits que quelques centimètres, mais peuvent atteindre un débit élevé en criblage ou en test. »
En médecine et en biologie, le concept d’organes sur puce gagne en popularité pour plusieurs raisons. L’une est qu’ils peuvent aider à contourner le besoin de tester des traitements sur des animaux.
D’autres avantages des organes sur puce incluent leurs « coûts réduits, leurs petites dimensions qui les rendent facilement transportables, des temps expérimentaux réduits et la possibilité de réaliser des expériences in vitro avec un meilleur contrôle des paramètres », selon Génie Biomédical International.
Plus tôt dans sa carrière, Nahmias « développé un microdispositif de foie sur puce capable de suivre la dynamique du métabolisme central du carbone en temps réel à l’aide de nanoparticules intégrées. «
Grâce à son microdispositif de foie sur puce, Nahmias a pu identifier un mécanisme de l’acétaminophène, l’ingrédient actif du Tylenol, qui « pourrait être à l’origine de sa toxicité rénale idiopathique ».
Il a également « développé un commutateur génétique qui nous a permis de développer des cellules hépatiques humaines sans perdre la fonction métabolique », ainsi qu' »une bibliothèque de cellules commercialisée par Upcyte Technologies ».
Les cellules d’Upcyte sont d’origine humaine et sont utilisées pour la recherche, le criblage et le développement de médicaments.
Et parce qu’il s’agit de cellules humaines génétiquement modifiées, elles sont «classées dans le groupe de risque 1 et doivent être manipulées dans une installation de génie génétique effectuant des travaux de génie génétique au niveau de sécurité 1».
Venant d’un laboratoire, l’innovation derrière la culture de cellules hépatiques humaines co-cultivées a été appliquée à la culture de viande cultivée dans un laboratoire, avec de multiples applications commerciales utilisées par diverses entreprises.
Mais les contributions de Nahmias à la biotechnologie ne s’arrêtent pas là.
Il a également fait une « découverte révolutionnaire de l’utilisation de médicaments pour lutter contre la pandémie mondiale ».
La connexion COVID-19
En collaboration avec le professeur Benjamin Tanover de l’hôpital Mount Sinai, les recherches de Nahmias en juillet 2020 ont conduit à une découverte révolutionnaire autour du coronavirus, qui a aidé à expliquer pourquoi les personnes ayant une glycémie élevée et un taux de cholestérol élevé étaient plus vulnérables au COVID-19.
« Notre analyse est la première description complète de la réponse pulmonaire humaine au virus SARS-CoV-2. Nous montrons que la réponse pulmonaire au SRAS-CoV-2 est principalement métabolique, conduisant à une accumulation saine de graisse », a déclaré Nahmias sur le site Web de son laboratoire.
« Nos données indiquent que [improper] l’accumulation de graisse peut établir des aspects critiques du développement de COVID-19. C’est une percée qui ouvre des possibilités pour neutraliser l’action du virus en ciblant l’activité du tissu hôte qui lui permet de développer un substrat », a-t-il ajouté.
Le rapport poursuit en disant que «le système de balayage robotique de Nahmias a montré que les cellules pulmonaires infectées par le virus consommaient plus de glucides, tels que le glucose, nécessaires à la distribution rapide du virus, et formaient des graisses qui s’accumulaient dans le tissu pulmonaire.
« Ces résultats expliquent pourquoi une glycémie élevée (hyperglycémie) et un taux de cholestérol élevé (dyslipidémie) sont un facteur de risque majeur de corona, même en l’absence de diabète. »
Qu’il s’agisse de perturber les processus de développement de médicaments, de déchiffrer le code corona ou de créer des viandes cultivées dans un laboratoire, Nahmias continue d’être à l’avant-garde de nombreuses percées scientifiques avec un impact significatif dans le monde réel.
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