Si la biologie peut le construire, ils viendront : Ginkgo Bioworks jette les bases de la bioéconomie à 4 trillions de dollars

Imaginez qu’il existe une méthode unique pour fabriquer à peu près n’importe quel produit dans le monde – plastiques, aliments, médicaments, dispositifs de stockage de données, voire interfaces cerveau-ordinateur. Imaginez maintenant que cette méthode soit plus rapide, moins chère et plus durable que la fabrication conventionnelle. Cela ressemble à de la science-fiction, non ?

Ce n’est pas de la science-fiction : c’est la biologie synthétique, un domaine qui utilise la biologie comme plateforme de fabrication. Grâce aux dernières techniques d’édition de gènes, la biologie synthétique peut programmer des levures et des bactéries pour en faire de minuscules usines cellulaires capables de fabriquer une gamme infinie de produits. C’est également la force motrice de la bioéconomie, qui représente 4 000 milliards de dollars et qui est très prometteuse pour la construction d’un monde plus durable et plus abondant.

Par rapport à des secteurs comme les produits pharmaceutiques et les produits chimiques industriels, la biologie synthétique est relativement jeune. Environ 150 entreprises sur Crunchbase se décrivent en utilisant le terme « biologie synthétique », bien que SynBioBeta suive plus de 700 entreprises dans ce domaine. Ces adopteurs précoces fabriquent leurs propres produits avec la biologie synthétique ou fournissent des outils et des technologies synbio pour aider d’autres entreprises à transformer la façon dont elles fabriquent les choses.

Les premiers innovateurs en biologie synthétique ont dû faire preuve de créativité pour faire croître non seulement leurs propres entreprises, mais l’industrie dans son ensemble – et peut-être peu d’entreprises ont contribué davantage à la croissance de l’industrie que Ginkgo Bioworks.

Préparer les bases de l’avenir de la bioproduction

Ginkgo Bioworks fait partie d’une classe d’entreprises comme Genomatica, Arzeda, Conagen, Zymergen et Amyris AMRS qui fournit des infrastructures et des services de biotechnologie – le « back-end » de l’industrie de la biologie synthétique. Plutôt que de produire elle-même des produits finaux, Ginkgo conçoit et ingénie des microbes pour un large éventail de besoins des clients, des bactéries productrices de cannabinoïdes aux levures qui fermentent les protéines alimentaires de la prochaine génération.

Intérieur de Ginkgo Bioworks.

Alors que Ginkgo pense que ses microbes pourraient un jour produire pratiquement n’importe quel bien physique, la plupart des clients potentiels de Ginkgo s’appuient depuis des décennies sur des moyens de production pétrochimiques ou agricoles traditionnels. Mais Ginkgo n’attend pas l’adoption lente et progressive de la biologie synthétique par les acteurs du vieux continent. Au lieu de cela, elle apporte son approche basée sur la biologie sur le marché en créant sa propre demande.

Construire le marché de la biologie synthétique

Déjà, Ginkgo a annoncé trois spin-outs et des investissements stratégiques :

• Motif Foodworks, une spin-out interne développant des produits alimentaires
• Joyn Bio, une coentreprise avec Bayer axée sur les produits agricoles
• Synlogic, où elle a réalisé un investissement stratégique dans l’espace pharmaceutique

En février 2019, Ginkgo a lancé Motif Foodworks avec une série A de 90 millions de dollars, la plus importante de l’histoire de la food tech. Cette spin-out utilise des microbes pour fournir des protéines alternatives de nouvelle génération et d’autres ingrédients aux entreprises alimentaires, ce qui montre la vision holistique de Ginkgo sur le marché de la biologie synthétique. Ginkgo a créé Motif pour développer et fabriquer des ingrédients alimentaires sans animaux, pariant sur le fait que les viandes d’origine végétale et les produits laitiers alternatifs deviendraient un marché lucratif. Dans le cadre de ce spin-out, un « accord de service » a positionné Ginkgo comme le fournisseur des microbes que Motif utiliserait pour fabriquer ses produits.

Selon le projet, une filiale comme Motif pourrait avoir accès à la plateforme et à la technologie de Ginkgo sans frais. Alternativement, l’investissement peut avoir des dollars spécifiquement affectés aux services de Ginkgo, ce qui se traduit par un nouveau client immédiat et générateur de revenus. Quel que soit l’arrangement financier initial, Ginkgo a réussi à créer à la fois un investissement prometteur et un futur client fiable en un seul geste ambitieux.

Joyn Bio est une coentreprise annoncée en mars 2018 et financée à hauteur de 100 millions de dollars par le géant agricole Bayer, Ginkgo et Viking Global Investors. L’entreprise Joyn Bio comporte également des avantages technologiques, puisque 100 000 souches microbiennes exclusives de Bayer sont partagées avec Gingko. Ces souches peuvent désormais être intégrées dans la base de données métagénomiques interne de Ginkgo. Même sans transfert explicite de propriété intellectuelle, Ginkgo peut faire jouer ses muscles technologiques et commerciaux dans le contexte d’une nouvelle industrie.

Dans l’industrie pharmaceutique, Ginkgo a investi 80 millions de dollars dans son partenaire Synlogic, qui utilisera la plate-forme de programmation cellulaire de Ginkgo pour accélérer le pipeline de médicaments vivants de Synlogic. Les deux entreprises estiment que la capacité de programmer des cellules vivantes pour qu’elles sentent et réagissent afin de traiter des maladies complexes a un grand potentiel, pouvant transformer la prochaine génération de produits pharmaceutiques.

« Nous travaillons avec Ginkgo depuis plus de deux ans maintenant », a déclaré Aoife Brennan, chef de la direction de Synlogic. « Nous avons d’abord commencé par un projet pilote qui s’est si bien déroulé que nous avons étendu notre collaboration. »

Brennan affirme que Synlogic a vraiment bénéficié en tant qu’entreprise de sa collaboration avec Ginkgo. « Avoir accès à l’expertise et aux services de fonderie de Ginkgo nous a permis d’initier plus de projets et de nous assurer que nous faisons passer les meilleures biotiques synthétiques dans la suite du développement. »

Brennan affirme que Ginkgo n’est pas seulement un bon collaborateur, il partage également les valeurs de son entreprise. « Nos deux entreprises partagent une passion pour la biologie synthétique et pour avoir un impact positif sur le monde. »

Alors que Ginkgo cherche à attirer des clients sur de nouveaux marchés, les spin-outs et les investissements comme Motif, Joyn Bio et Synlogic démontrent aux autres grands acteurs comment la biologie synthétique va perturber des industries comme l’alimentation, l’agriculture et la pharmacie – et comment la biologie synthétique peut être utilisée pour transformer leurs propres entreprises.

Former des start-ups de biotechnologie en futurs clients

Avec ce modèle commercial piloté avec succès, Ginkgo a commencé à construire un pipeline de start-ups de biotechnologie prometteuses prêtes à être des utilisateurs de sa plateforme de conception microbienne. En partenariat avec les incubateurs de start-ups Y Combinator et Petri, Ginkgo offre à des start-ups sélectionnées l’accès à ses services en échange d’une participation. Les start-up bénéficient d’un accès à une pile technologique qui peut leur faire économiser de grandes quantités de capital et de temps qui seraient autrement englouties dans la construction de leur propre infrastructure de conception microbienne.

« Ginkgo Bioworks a été la première entreprise de sciences de la vie financée par YC, en 2014 », m’a dit Jared Friedman, partenaire de Y Combinator. « Nous avons cru très tôt que ce qu’ils construisaient aiderait à alimenter la prochaine génération de startups synbio, et il a été impressionnant de les voir exécuter cette mission. »

Friedman dit que Ginkgo rend moins cher et plus facile pour les nouvelles entreprises de se lancer en leur fournissant une plate-forme qui facilite l’ingénierie de la biologie.

« Ce que l’AWS d’Amazon a fait pour les entreprises de logiciels, Ginkgo le fait pour les entreprises de biologie », a-t-il déclaré.

« Nous avons une vision commune de l’avenir, une vision dans laquelle les startups de biologie sont aussi faciles à démarrer que les startups de logiciels, où les fondateurs n’ont pas besoin de passer des années et des millions de dollars pour démarrer un laboratoire de génie génétique », a déclaré Friedman. « Nous sommes fiers de faire partie du travail continu de Ginkgo pour que cela devienne la norme. »

Pour renforcer ce pipeline précoce de startups qui s’appuient sur la plateforme de Ginkgo, la société a récemment annoncé la création d’un Ferment Fund de 350 millions de dollars. Le Ferment Fund permettra d’essaimer des entreprises supplémentaires sur des marchés prometteurs identifiés par l’équipe de Ginkgo. Non seulement ces investissements fournissent à Ginkgo une participation dans des entreprises biotechnologiques prometteuses, mais ils permettent également à Ginkgo de soutenir la croissance d’un écosystème synbio dépendant de sa plateforme.

Réponse à la pandémie

Dans une démonstration de la flexibilité de la plateforme technologique de l’entreprise, ainsi que de son engagement à contribuer à la lutte contre le coronavirus, Ginkgo a récemment pris plusieurs mesures pour aider à mettre à l’échelle la réponse de la communauté de recherche à la pandémie.

Ginkgo a annoncé Concentric, un programme visant à offrir des tests COVID-19 à l’échelle pour soutenir les écoles et les entreprises dans leurs stratégies de réouverture. Concentric peut fournir des services de test de bout en bout, sur place, aux organisations qui cherchent à mettre le test à la disposition de leurs communautés.

« Le test est essentiel pour comprendre et arrêter la propagation du virus », a déclaré Ginkgo dans un op/ed. En réaffectant sa capacité de séquençage de nouvelle génération à la mise à l’échelle rapide des tests, Ginkgo espère inverser la tendance.

En mars, Ginkgo a promis 25 millions de dollars de ses ressources de recherche et développement pour aider les chercheurs à lutter contre le coronavirus. Ginkgo a utilisé ses capacités de synthèse d’ADN pour rendre les séquences du virus librement disponibles pour une utilisation en R&D pour les diagnostics, les thérapeutiques et les vaccins. Ginkgo fait également partie d’un consortium de Berkeley Lights pour la découverte et le test d’anticorps, contribuant à la mise à l’échelle de l’infrastructure pour l’optimisation des pistes d’anticorps.

Un cycle vertueux de biologie synthétique

A mesure que les start-ups de biologie synthétique se développeront, elles continueront à s’appuyer sur la plateforme de Ginkgo pour la conception microbienne, car le développement de capacités internes apparaîtra de plus en plus redondant avec chaque collaboration réussie de Ginkgo. De cette façon, Ginkgo aura créé un écosystème robuste d’entreprises modelé sur son propre Motif Foodworks, rempli de start-ups qui excellent dans le développement et la bioproduction de produits finaux tout en externalisant leur conception microbienne au vaisseau-mère de Ginkgo Bioworks.

Suivez-moi sur Twitter à @johncumbers et @synbiobeta. Abonnez-vous à mes lettres d’information hebdomadaires en biologie synthétique. Merci à Matthew Kirshner pour les recherches supplémentaires et le reportage dans cet article. Je suis le fondateur de SynBioBeta, et certaines des entreprises sur lesquelles j’écris, notamment Ginkgo Bioworks, sont des sponsors de la conférence et du bulletin hebdomadaire SynBioBeta. Voici la liste complète des sponsors de SynBioBeta.