Lancé en 2021 pour une durée de 4 ans, le projet Metapath a pour ambition de mieux comprendre les consortiums microbiens, en vue de faciliter le développement de nouveaux produits fermentés chez les industriels de la fermentation. Ce projet permettra de définir les combinaisons optimales entre micro-organismes et conditions de fermentation pour mieux répondre aux besoins des industriels et aux attentes des consommateurs.
A mi-parcours, MetaPath vient de franchir une étape significative dans son exécution : la validation des méthodes d’analyses omiques et le développement d’une première version fonctionnelle du logiciel permettant la reconstruction des réseaux métaboliques en jeu dans la production de molécules d’intérêt.
Glossaire
- MetaToul-MetaboHUB : plateforme de Metabolomique et Fluxomique de Toulouse qui met à disposition de la communauté scientifique et des entreprises les concepts, outils, méthodes et leur expertise liés à l’analyse fonctionnelle du métabolisme dans des cellules, tissus, et organismes.
- Méthodes d’analyses omiques : les méthodes d’analyses métagénomiques, métatranscriptomiques, métabolomiques et volatilomiques permettent respectivement de cartographier et d’étudier l’ensemble des gènes portés par les micro-organismes d’un consortium, les gènes réellement exprimés et les métabolites réellement produits, dont les molécules volatiles responsables des odeurs dans les conditions industrielles de fermentation.
- Consortiums microbiens : désigne l’ensemble des micro-organismes qui constituent un écosystème et qui interagissent pour donner à cet écosystème ses propriétés, notamment métaboliques.
- Réseau métabolique : désigne l’ensemble des réactions biochimiques de production et de dégradation de molécules, qui déterminent les propriétés physiologiques et biochimiques d’une cellule.
Un partenariat pour accélérer la recherche et l’innovation dans le domaine de la fermentation
La prise de conscience de l’impact de l’alimentation sur la santé et l’environnement génèrent chez les consommateurs de nouvelles attentes. Ainsi, ils se tournent davantage vers des aliments naturels, sains et éco-responsables, mais pas moins savoureux et accessibles. La fermentation, parce qu’elle est naturelle et offre un champ des possibles très large, ouvre de formidables opportunités pour répondre à ces attentes. L’objectif du projet MetaPath est de développer une solution qui permettra de décrire, prédire et maitriser les consortiums microbiens pour accélérer la conception de nouveaux produits alimentaires fermentés aux qualités sensorielles et de conservation améliorée.
L’ensemble des méthodes, stratégies expérimentales et données générées pendant ce projet pourront également contribuer à révéler le potentiel infini des consortiums microbiens responsables de la fermentation.
La première étape de ce projet a été le développement et la validation de méthodes d’analyses des écosystèmes spécifiques pour générer des données qui sont à la base de la reconstruction des réseaux métaboliques. Ainsi, Bel et Lesaffre ont développé les méthodes de métagénomique ou génomique, métatranscriptomique et volatilomique appliquées au levain (pour Lesaffre) et au fromage (pour Bel). MetaToul a quant à lui développé des méthodes d’analyse métabolomiques pour ces 2 mêmes applications. En parallèle, Abolis Biotechnologies, par l’intermédiaire de sa division Microbiome Studio, a bâti le socle technique du logiciel et développé les algorithmes nécessaires pour traiter les données omiques qui serviront à reconstruire les réseaux métaboliques puis à les modéliser. Cette solution permettra notamment d’utiliser les informations complémentaires issues de ces différentes données pour reconstruire les réseaux métaboliques fiables, alors que les outils actuels analysent ces données de manière individuelle.
Pour les prochaines étapes, Bel, Metatoul et Lesaffre fourniront les données relatives à chaque application. Ces données permettront à Abolis Biotechnologies de poursuivre le développement des outils de traitement, de visualisation et de modélisation des réseaux métaboliques sur des cas industriels concrets, en s’appuyant également sur les bases de données publiques.
Un gain de temps et de pertinence dans la conception de produits fermentés
Lauréat du 9ème appel à « Projets Structurants Pour la Compétitivité », ce projet est soutenu par l’Etat, au titre du Plan d’Investissement France 2030 financé par Bpifrance. Metapath aboutira à la conception du logiciel baptisé Microbiome Studio qui permettra une compréhension fine de l’écosystème microbien à l’échelle moléculaire.
Il sera à la fois un outil de compréhension des écosystèmes microbiens, mais également un outil d’aide à l’innovation grâce aux prédictions très précises du comportement métabolique complexe des consortiums microbiens, qui servira l’ensemble des applications dans lesquelles de tels consortiums interviennent (boissons fermentées, levains, produits laitiers et analogues de produits laitiers fermentés…). Grâce à sa capacité à interconnecter de grandes quantités de données et son interface intuitive construite pour des biologistes, cette solution guidera le choix des micro-organismes composant l’écosystème, la sélection des matières premières, la définition des recettes de fabrication pour produire les molécules recherchées.
« L’approche collaborative et partenariale de ce projet s’inscrit parfaitement dans l’esprit d’innovation ouverte que nous cultivons chez Lesaffre. C’est en s’associant dans une démarche constructive avec les autres membres du consortium que nous avons franchi, dans les temps, les étapes significatives du développement de ce projet. Il va impacter de façon majeure nos pratiques et permettra d’innover encore plus vite » souligne Christine M’Rini, Chief R&D Officer de Lesaffre.
« La fermentation est un processus clé pour répondre aux enjeux de naturalité, de nutrition et de végétalisation qui sont parmi les principaux défis à relever pour accompagner la transition alimentaire. Une meilleure compréhension des écosystèmes microbiens et la prédiction du comportement des microorganismes et de leur métabolisme, seront déterminants pour le développement d’offres saines durables et toujours aussi gouteuses pour nos consommateurs. Le groupe Bel est ainsi, extrêmement fier de participer et contribuer à ce consortium de partenaires publics-privés- directement impliqués dans ces avancées majeures » complète Anne Pitkowski, directrice de la Recherche et des Applications du Groupe.
« Le projet MetaPath est pleinement aligné avec la vision d’Abolis Biotechnologies de comprendre et d’utiliser le potentiel métabolique incroyable des microbes pour concevoir des produits plus sains et durables. Nous sommes fiers de travailler au quotidien avec nos partenaires MetaPath, privés et publics, pour développer cette vision sur les challenges actuels autour de l’alimentation et dans une atmosphère ouverte de partage d’expérience et de savoir-faire. » termine Sylvia Julien, responsable de la Business Unit Microbiome Studio chez Abolis Biotechnologies et chef de fil du consortium MetaPath.