L’analyse multi-omique longitudinale au service de la bioproduction

Les technologies Omiques, -transcriptomique, protéomique, métabolomique et lipidomique- intégrées dans une approche de biologie des systèmes, sont désormais au coeur de la recherche en microbiologie et maladies infectieuses.

La multi-omique pour l’optimisation des bioprocédés

Dans le domaine de la bioproduction, le développement de ces technologies omiques et des méthodes biostatistiques associées permet d’envisager une optimisation des procédés de culture basée sur une réelle compréhension du métabolisme de l’organisme cultivé, et non plus uniquement sur une approche traditionnelle de plans expérimentaux. L’analyse à différent niveaux (ARN, protéines, métabolites, lipides…) d’un organisme d’intérêt (bactérie, levure, cellule) au cours du bioprocédé permet de mettre en relation son comportement avec des modifications de l’environnement extracellulaire dans le fermenteur, donnant ainsi des pistes d’améliorations du procédé. 

Ces dernières peuvent concerner le milieu de culture, les paramètres du procédé ou même l’organisme cultivé qui peut être modifié par ingénierie génomique.

Des approches explicatives ou prédictives

Les vaccins contre la coqueluche reposent sur des antigènes vaccinaux qui sont produits par culture de souches spécifiques de la bactérie responsable de la maladie, B. pertussis. Fort de son expertise dans les technologies omiques, l’Institut de Recherche Technologique BIOASTER a publié en 2023 dans le journal Frontiers Microbiology une étude multi-omiques longitudinale de B. pertussis cultivée en fermenteurs. Cette étude, en collaboration avec Sanofi, a permis de comprendre le métabolisme bactérien au cours de la fermentation, s’intéressant notamment aux mécanismes de régulation influençant la production d’antigènes vaccinaux.

Au-delà d’une démarche descriptive et explicative des procédés, le déploiement de méthodes biostatistiques dites prédictives pourraient permettre, à l’avenir, d’identifier des biomarqueurs pertinents pour le suivi du procédé. La mesure de ces biomarqueurs à un stade précoce de la culture permettrait d’anticiper une dérive et d’appliquer des mesures correctives, améliorant ainsi la robustesse du procédé.