Faire du foie gras sans gavage, tel est le pari un peu fou de la start-up Aviwell. L’idée est basée sur le développement d’un microbiote spécifique capable d’orienter naturellement le métabolisme de l’animal vers le stockage des lipides dans le foie. La toute jeune entreprise développe son concept au sein de la structure toulousaine TWB, spécialisée dans les biotech.
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Le campus de Rangueil, à Toulouse, accueille la fine fleur de la recherche scientifique universitaire. Entre les facultés de sciences et les laboratoires de physique et chimie, au sein du campus de l’Insa, Institut national des sciences appliquées, se trouvent les nouveaux locaux de TWB, Toulouse White Biotechnology. Cette structure originale a pour objectif d’accélérer l’innovation jusqu’à l’étape préindustrielle des projets de biotechnologies. Elle héberge plusieurs start-ups pour lesquelles elle met à disposition ses plateformes technologiques et son expertise scientifique. Cinq start-ups sont aujourd’hui hébergées dans ses locaux, dont Aviwell qui affiche le projet de produire du foie naturellement gras, c’est-à-dire sans gavage.
Le microbiote et le foie gras
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Son fondateur Rémy Burcelin fut directeur de recherche à l’Inserm et professeur à l’institut des maladies métaboliques et cardiovasculaire à l’université Paul-Sabatier de Toulouse. « Avec mes équipes, nous avons travaillé dès le début des années 2000 sur la façon dont le microbiote contrôle les maladies métaboliques et le métabolisme énergétique. Nous avons été les premiers à mettre en œuvre les mécanismes de gestion du sucre et du gras par le microbiote intestinal. Nous avons établi des modèles, d’abord animaux, puis humains. Parmi les maladies métaboliques sous le contrôle du microbiote nous avons étudié le diabète ainsi que la stéatose hépatique. Ce phénomène est naturel chez les oiseaux migrateurs, comme les oies ou les canards, qui doivent stocker dans leur foie les réserves énergétiques nécessaires au grand effort que constitue la migration, d’où l’idée de le maîtriser pour produire du foie naturellement gras. ». Pour développer ce concept, Aviwell est née en 2015.
La première phase de développement a consisté à mener des expériences avec un éleveur d’oies et une vétérinaire, pour comprendre le mécanisme par lequel la flore intestinale contrôle ce dépôt graisseux sans affecter par ailleurs la santé de l’animal. « Sans gavage, les populations d’oies comptent un faible pourcentage d’individus dont le foie est naturellement gras. Nous avons examiné le microbiote de ces animaux. En nourrissant l’animal et son microbiote nous avons réussi à obtenir 100 % d’oies avec un foie gras sans gavage. La limite de notre modèle est que seuls 30 % des animaux présentent un gros foie. Pour autant, malgré une durée d’élevage plus longue et le coût d’une alimentation spécifique, il nous semble qu’avec un marché bien plus rémunérateur que celui du foie gras issu du gavage, ce taux de gros foies est suffisant pour un modèle d’élevage rentable. Nous croyons fortement au concept de foie naturellement gras. ».
Aviwell se retrouve néanmoins face à une difficulté majeure : organiser une filière parallèle à celle du foie gras conventionnel, alors que cette dernière souffre d’une brutale désorganisation après le passage de la grippe aviaire. L’entreprise décide alors de changer de stratégie et redéfinir son modèle économique : « Nous avons décidé de nous consacrer à notre savoir-faire : identifier et favoriser le développement des microbiotes. Nous avons réalisé une première levée de fonds en septembre qui nous a permis de réunir 1,6 million d’euros et annonçons un second tour de table au printemps 2022. ».
Pour développer sa plateforme d’analyse du microbiome, Aviwell a rejoint TWB en avril 2021.
Une plateforme pilotée par l’IA
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« Le marché de l’alimentation en général et celui des produits animaux fait face à une demande sociétale nouvelle, à la recherche de solutions naturelles et plus saines », explique Jeffrey Christensen, responsable scientifique pour Aviwell. « Les filières sont demandeuses de connaissances scientifiques sur le rôle du microbiote dans la santé et la croissance des animaux de rente. », ajoute-t-il. Mouli Ramani, PDG d’Aviwell renchérit : « Nous avons déjà expérimenté avec succès nos procédés brevetés sur les oies dans le but de produire du foie naturellement gras, sans recourir au gavage. Nous souhaitons à présent passer à la vitesse supérieure et appliquer les enseignements tirés de notre plateforme de découverte du microbiome à d’autres espèces telles que les poulets et les cochons, que nous consommons de manière beaucoup plus régulière que le foie gras. ». Ces derniers mois, Aviwell a concentré ses efforts sur le poulet de chair, avant de se pencher dans un futur proche sur le porc. « Notre ambition n’est pas de commercialiser des mélanges bactériens aptes à améliorer la croissance et soutenir la santé animale, mais de commercialiser les brevets incluant les souches et recettes », précise Rémy Burcelin.
C’est donc à Toulouse au sein de TWB qu’Aviwell développe sa plateforme exclusive de découverte du microbiome, pilotée par l’intelligence artificielle. « Notre travail est d’étudier le microbiome des animaux les plus pertinents en termes de croissance ou de santé et d’identifier des cohortes de découverte. Nous outils et nos algorithmes analysent les complexités et diversités moléculaires et permettent de découvrir, d’isoler et reproduire des bactéries cibles », décrit Jeffrey Christensen. « Nous recherchons les bactéries qui ont une incidence sur l’effet cible. Les étapes sont donc l’isolation, la caractérisation et la multiplication. L’analyse des données à vaste échelle, le big data, est aussi au cœur de notre savoir-faire », soutient Rémy Burcelin.
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TWB est installé depuis décembre 2020 dans ses nouveaux locaux toulousains. « Notre emplacement est stratégique, au cœur d’un campus dédié aux biotechnologies industrielles », affirme Olivier Rolland, directeur exécutif de TWB. « Nos nouvelles installations constituent un complexe de biotechnologies industrielles unique en Europe. ». Le domaine des biotechnologies désigne l’application des sciences et technologies aux organismes vivants : « Les biotech n’ont jamais autant été d’actualité que depuis le début de cette pandémie puis que les vaccins à ARN en sont le fruit », illustre-t-il.
TWB dispose de deux plateformes : l’une dédiée à l’ingénierie des souches bactériennes, l’autre au développement des bioprocédés. La première est un laboratoire de biologie moléculaire qui permet de réaliser de la biologie de synthèse : « Tout est automatisé, ce qui nous permet d’identifier des souches, de les sélectionner, d’extraire et préparer les ADN, d’observer leur réaction dans des milieux nutritifs et des conditions de multiplication variées, à haute cadence », explique Laurie Rey, directrice business et partenariat de TWB. Une fois qu’elles sont « ingénierées » les souches passent dans la partie dédiée au développement des bioprocédés, dont le premier est la fermentation : « Le développement se fait d’abord dans des fermenteurs de 15 ml, nous plaçons les souches dans des milieux stressants ou favorisants, afin de les soumettre à une pression de sélection pour leur faire exprimer des gènes d’intérêt. » Après une phase d’optimisation de culture dans des fermenteurs de 50 ml, les souches peuvent ensuite passer dans des fermenteurs de 300 ou 500 ml, puis des unités de 5 l à 20 l, possession de TWB au sein du Critt, afin de se rapprocher des conditions industrielles et de valider que les performances des micro-organismes sont maintenues lors du changement d’échelle. Le dernier laboratoire de TWB permet le comptage et l’analyse des cellules par la cytométrie en flux. « Dans ces laboratoires, œuvrent des scientifiques salariés de TWB qui sont à la disposition des start-ups et des entreprises en contrat avec TWB », décrit Laurie Rey. À l’étage, sont hébergées les start-ups et se trouvent les laboratoires analytiques. L’un d’entre eux est particulièrement utile à Aviwell, qui peut y réaliser ses manipulations en milieu anaérobie.
« En tant que scientifique, je n’aurais jamais pu rêver d’une meilleure plateforme d’isolement et d’identification du microbiote que celle fournie par TWB », conclut Rémy Burcelin. « TWB nous permet de développer pleinement notre stratégie scientifique de rupture et nos capacités de mise à l’échelle de la production. ».
Françoise Foucher