Utilisation de champignons pour produire des plates-formes chimiques durables
La start-up biotechnologique Biophelion travaille à l'extraction de nouveaux matériaux précieux à partir de déchets industriels
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La nouvelle startup veut accélérer la transition vers une économie circulaire dans l'industrie. Les processus biotechnologiques doivent être utilisés pour apporter plus de durabilité à l'industrie chimique à forte intensité de matériaux, qui a causé d'énormes problèmes environnementaux dans le passé. Les deux fondateurs, Lars Regestein et Till Tiso, ont à leurs côtés un auxiliaire inhabituel : un champignon noir ressemblant à une levure. Les deux ingénieurs veulent l'utiliser pour transformer en composés utilisables des mélanges de substances qui étaient auparavant considérés comme des sous-produits sans valeur ou même des déchets. Pour ce faire, ils tirent parti de l'énorme variabilité du métabolisme du champignon. Le micro-organisme peut ainsi transformer en nouveaux produits des mélanges de substances contenant du carbone provenant de flux industriels (déchets), tels que ceux produits en grandes quantités lors de la production de bioéthanol ou lors de la fabrication de sucre et de papier. Ainsi, le carbone contenu dans ces substances ne se retrouve pas dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone nuisible au climat, comme c'était le cas auparavant, mais il est rendu à l'homme.
Les deux fondateurs, Lars Regestein (à gauche) et Till Tiso (à droite), en route vers les laboratoires du BioInstrumentation Center.
© Tillmann Franzen
Un champignon plein de potentiel
La levure noire produit trois composés clés à partir de ces déchets : un polyester qui pourrait être utilisé à l'avenir pour fabriquer du plastique pour les emballages, par exemple ; le pullulan, un polymère comestible déjà utilisé aujourd'hui dans la production alimentaire ; et un nouveau tensioactif dont les propriétés et les applications commerciales potentielles sont actuellement à l'étude. "Biophelion développe spécifiquement des applications qui ne sont pas encore concevables aujourd'hui - nous innovons avec le pullulan et notre molécule de surfactant en particulier", explique Till Tiso. L'une des idées est d'utiliser le pullulan comme matériau pour l'impression 3D. Le processus de fabrication a connu un essor considérable ces dernières années, ce qui va de pair avec des besoins élevés en matériaux. À l'avenir, le pullulan pourrait remplacer ou au moins compléter les plastiques traditionnels pour l'impression 3D. Les deux fondateurs imaginent même produire à l'avenir des bioréacteurs imprimés en 3D pour la bioéconomie circulaire à partir du pullulan, ce qui permettrait à leurs micro-organismes de produire leur propre récipient de culture, pour ainsi dire.
Les surfactants, quant à eux, sont produits en masse et constituent l'un des principaux ingrédients des détergents à lessive et des liquides vaisselle. Ils se retrouvent donc dans les eaux usées et polluent l'environnement. Les alternatives produites biologiquement et donc facilement dégradables sont une contribution importante à la réduction de l'empreinte écologique.
Le succès de SPRIND
C'est l'Agence fédérale pour les innovations de rupture (SPRIND) qui a donné l'impulsion à la création de l'entreprise. Le "Circular Biomanufacturing Challenge" organisé par SPRIND est spécifiquement conçu pour promouvoir la création de nouvelles entreprises de haute technologie dans le domaine des sciences de la vie. Il s'agit d'une entreprise risquée, mais qui offre également de grandes opportunités. Même un seul des projets financés peut permettre de récupérer la totalité de l'investissement dans ce type de concours s'il est couronné de succès et s'il confère un avantage concurrentiel à l'Allemagne en tant que lieu d'implantation d'entreprises. Biophelion a été créée en tant que spin-off commune de Leibniz-HKI et de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle au cours de la deuxième phase de financement sur un maximum de trois. "SPRIND nous a donné de l'élan - en termes de contenu, de financement et de stratégie", souligne Lars Regestein, qui occupera à l'avenir le poste de directeur général. Till Tiso assumera le rôle de directeur technique tout en continuant à travailler dans la recherche universitaire. La start-up s'installera dans les bureaux du BioInstrumentezentrum sur le campus Beutenberg à Iéna, à deux pas du Leibniz-HKI. Une étroite collaboration avec l'institut se poursuivra à l'avenir afin d'optimiser les bioprocédés de fabrication des nouveaux produits. En tant que partenaire de transfert de technologie de Leibniz-HKI, Ascenion GmbH a accompagné le projet depuis le début et a été impliquée dans le processus d'essaimage.
"Leibniz-HKI est ravi de pouvoir continuer à accompagner et à soutenir les deux fondateurs en tant qu'institution participante à l'avenir. Nous apprécions grandement l'excellente expertise scientifique de Lars Regestein et de Till Tiso, ainsi que le courage dont ils ont fait preuve en fondant leur propre entreprise. Nous souhaitons maintenant aux nouveaux directeurs généraux beaucoup de succès avec Biophelion", a déclaré Axel Brakhage, directeur du Leibniz-HKI.
Les fondateurs
Lars Regestein a étudié l'ingénierie mécanique et l'ingénierie des procédés à Dresde. En 2007, il a entamé un doctorat sous la direction scientifique du professeur Jochen Büchs à l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle dans le domaine de l'ingénierie des bioprocédés, qu'il a achevé avec succès en 2012. Il est ensuite devenu ingénieur principal dans le même département et a travaillé sur les systèmes visqueux, les processus de culture mixte et les processus intégrés en aval. Il a interrompu son séjour à Aix-la-Chapelle en 2014/15 pour effectuer un séjour de recherche en tant que professeur adjoint à l'université Western de London, dans l'Ontario, au Canada. Depuis 2017, Lars Regestein mène des recherches au Leibniz-HKI à Iéna. Son équipe développe et met à l'échelle des processus allant du microlitre au mètre cube, couvrant l'ensemble du processus, de la matière première au produit pur.
Till Tiso a étudié la bio-ingénierie à l'université TU de Dortmund. En 2011, il a rejoint l'Institut de microbiologie appliquée de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle, où il a obtenu son doctorat en 2016. Il a ensuite pris la direction de son propre groupe de recherche et a obtenu son habilitation en 2024 en travaillant sur le rôle de la microbiologie dans la bioéconomie circulaire. Ses séjours de recherche l'ont conduit, entre autres, à l'Imperial College de Londres et au CSIC de Madrid. Depuis 2025, il est professeur de biotechnologie des systèmes à l'université de Bielefeld. Ses travaux scientifiques portent sur le développement de processus biotechnologiques durables destinés à être mis en œuvre dans l'industrie.
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