La biotechnologie est l’étude de systèmes biologiques et d’organismes vivants visant à développer ou modifier des produits ou des procédés à des fins pratiques. Cette approche multidisciplinaire peut permettre de faire face aux défis actuels associés notamment à l’alimentation, l’environnement et la santé.
L’Alimentation
De nos jours, différentes problématiques conduisent les entreprises à être plus attentives à la santé du consommateur et à développer des produits alimentaires plus écoresponsables. Par ailleurs, l’accès à de nouvelles terres agricoles est de plus en plus limité tandis que la population mondiale croît rapidement.
Les biotechnologies agricoles sont actuellement utilisées pour compléter et améliorer l’efficacité des techniques traditionnelles. Leur combinaison a pour but d’augmenter le rendement des cultures, renforcer les plantes face aux maladies, animaux nuisibles et conditions environnementales extrêmes (sécheresse et grand froid) permettant de réduire l’utilisation de produits phytosanitaires tout en améliorant leur qualité nutritive le cas échéant.
Pour y parvenir, le croisement génétique entre différentes espèces est par exemple effectué. Plus précisément, un gène identifié comme conférant un avantage est introduit dans l’ADN d’une plante pour lui donner un caractère souhaité. De cette manière, il est également possible d’éliminer certaines caractéristiques de plantes indésirables. Ainsi, l’application de la biotechnologie dans le secteur agricole permet d’améliorer la précision de sélections végétales ce qui ne serait pas envisageable en utilisant seulement le croisement traditionnel d’espèces apparentées.
Par ailleurs, des procédés biotechnologiques sont utilisés dans l’industrie agroalimentaire pour améliorer la qualité du processus de transformation des produits agricoles en aliments destinés à la consommation humaine et animale.
À titre d’exemple, la fermentation qui est une réaction biochimique permet de conserver les produits alimentaires plus longtemps en ralentissant la dégradation naturelle des microorganismes et d’augmenter la qualité nutritionnelle des aliments tout en facilitant leur digestion.
De plus, certaines enzymes d’origine végétale, microbienne et animale sont ajoutées dans les denrées alimentaires telles que la protéase pour attendrir la viande. De cette manière, leur application permet le développement de formulations plus respectueuses de la santé des consommateurs en remplaçant certains produits chimiques de synthèse. Ces protéines biodégradables sont également utilisées comme catalyseurs biologiques ce qui permet à de nombreux procédés industriels d’être plus écologique, appelés écoprocédés, en raison de leur plus faible consommation en énergie et produits chimiques pouvant être toxiques.
L’Environnement
Les procédés biotechnologiques jouent l’un des rôles principaux pour lutter contre le changement climatique en réduisant le développement de déchets nocifs pour la planète. Plus précisément, des systèmes biologiques tels que des microorganismes sont utilisés pour dégrader les polluants présents dans l’eau, l’air et le sol.
L’application de bioréacteurs ou de biofiltres dans le traitement des eaux usées et des effluents industriels vise à éliminer les substances toxiques contenues dans ces substrats via leur mise en contact avec des microorganismes. En général, ces derniers sont sélectionnés selon la spécificité de leur métabolisme à dégrader le contaminant en l’utilisant comme source d’énergie.
De la même manière, des digesteurs anaérobies sont utilisés afin de biodégrader des déchets solides ce qui permet de valoriser une partie en énergie renouvelable (biogaz) tout en étant respectueux de l’environnement.
En outre, des détecteurs microbiologiques sont utilisés pour identifier la présence de polluants. Ces biodétecteurs se composent d’un système biologique (enzymes, anticorps, bactéries, etc.) et d’un dispositif électronique permettant de mesurer la quantité de contaminants. Leur fonctionnement consiste en une réaction biologique lorsque la substance à détecter rentre en contact avec les microorganismes.
Par conséquent, l’activité de nombreux systèmes biologiques permet de limiter les impacts sur la planète en agissant sur la dégradation (bioremédiation) et la détection de certains produits toxiques pour l’environnement.
La Santé
De nombreux avancements dans le domaine de la santé sont réalisés grâce aux biotechnologies, car elles permettent de traiter certaines pathologies ainsi que mieux déterminer leur présence. En effet, l’activité de certaines maladies génétiques a été identifiée par les techniques de séquençage de l’ADN permettant le développement de traitements plus efficaces.
Parmi ces biotechnologies se trouve la thérapie cellulaire qui vise à substituer les cellules défaillantes par de nouvelles généralement issues de cellules souches afin de traiter un organe ou un organisme déficient. Au-delà de la régénération tissulaire, les organes artificiels sont actuellement en développement.
D’autre part, les biomédicaments reposent sur l’activité issue d’organismes vivants tels que les anticorps pour traiter diverses maladies. De cette manière, ils regroupent l’ensemble des médicaments dont le principe actif est associé à une source biologique comme pour les antibiotiques et les vaccins.
De ce fait, les biotechnologies ont contribué au développement de médicaments biologiques et de nouveaux traitements plus performants. Outre cela, elles représentent un élément clé de l’innovation thérapeutique.
Pour conclure, la biotechnologie a permis de nombreux progrès notamment par rapport à la santé humaine et celle de notre planète. Elle est actuellement employée dans divers domaines et favorise leur avancement scientifique et technologique. Cependant, son utilisation ne fait pas l’unanimité en raison de certains aspects plus controversés qui lui sont associés tels que les organismes génétiquement modifiés.
Garance Tosi – Consultante RS&DE dans le domaine manufacturier
