Des outils rapides, adaptables et rentables pour la découverte d’enzymes
Les enzymes sont utilisées dans les produits de consommation commerciale tels que les détergents depuis le début du 20e siècle. Ces dernières années, la recherche de nouvelles enzymes susceptibles de faciliter la transition de l’Europe vers des modes de production plus verts et plus durables s’est intensifiée. En effet, les enzymes ont le potentiel d’accélérer les processus industriels, tout en remplaçant les produits chimiques synthétiques à base de combustibles fossiles dans de nombreuses applications industrielles.
Plateforme d’identification des enzymes viables
Ce processus de découverte n’est cependant pas simple. Identifier les enzymes viables et garantir leur application sûre et efficace dans les processus ou les biens de consommation courante requiert beaucoup de temps et d’argent. C’est ce défi que le projet RADICALZ(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a voulu relever. «Le développement des enzymes est coûteux, les entreprises y consacrent beaucoup de temps et de ressource», souligne le coordinateur du projet, Aurelio Hidalgo, de l’université autonome de Madrid(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne. «Notre objectif était de créer une plateforme générale qui pouvait être appliquée à une série d’enzymes dans différentes applications, afin de rendre le processus moins coûteux et plus rapide par ordre de grandeur.» Pour garantir la circularité des produits de consommation à base d’enzymes, toutes les matières premières potentielles ont été dérivées de flux de déchets industriels. Il s’agit notamment de la production de saccharose, d’huiles de friture usagées, de sous-produits laitiers et même d’écorces d’arbres. «Pour construire une véritable économie circulaire(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), nous devons tenir compte de l’origine de nos matières premières», ajoute Aurelio Hidalgo. Le projet a concentré ses effort sur des études de cas d’utilisation finale, notamment des produits de lessive, des produits nutraceutiques et cosmétiques.
Des technologies habilitantes, dont l’IA
Le processus lui-même exploite des technologies habilitantes telles que l’IA pour accélérer le processus d’identification. Il a combiné l’IA à des données exclusives de l’un des partenaires du projet afin d’établir des prévisions précises et efficaces sur les performances de certaines enzymes dans des processus spécifiques. Le processus a également fait appel à la microfluidique, qui consiste à manipuler des fluides à l’échelle micrométrique. «En pratique, cela signifie que nous avons pu réduire les volumes par des facteurs de mille», explique Aurelio Hidalgo. «Cela a d’énormes implications en termes de coûts, car cela signifie que nous pourrions effectuer un million d’analyses en quelques heures pour, disons, 10 euros.» L’utilisation de gouttelettes microscopiques comme tubes à essai a permis de réduire les besoins en plastique du projet. Les chercheurs ont ensuite mené des évaluations de la durabilité, depuis l’approvisionnement en matières premières jusqu’à l’élimination finale. «Nous avons constaté un manque de connaissances dans ce domaine et nous avons donc développé de nouvelles équations universelles et simples pour cette tâche», explique Aurelio Hidalgo.
Révéler le pouvoir des enzymes
Cette plateforme pionnière a permis à l’équipe du projet de synthétiser 27 nouveaux ingrédients, qui pourraient se substituer aux produits chimiques synthétiques dans divers produits de consommation. Les partenaires industriels du projet ont déposé des brevets. Des gouttelettes miniatures ont également servi d’échafaudages pour développer des microcapsules pour les ingrédients. L’idée est de préserver la fonction enzymatique jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. «Le simple fait de pouvoir démontrer la viabilité de ces processus pourrait dégager de nouveaux investissements», déclare Aurelio Hidalgo. Le projet a partagé ses résultats dans des notes de politiques et des publications universitaires, mais s’est également concentré sur les enfants en tant que consommateurs de demain. Il a créé une bande dessinée pour les enfants de 8 à 12 ans et conçu une salle d’évasion numérique pour les élèves du secondaire. Leur finalité était de résoudre des énigmes et de découvrir le pouvoir des enzymes. Enfin, le projet a organisé une école de printemps à Madrid afin de réunir des chercheurs en début de carrière et des experts du monde universitaire et de l’industrie, et pour discuter des résultats de RADICALZ, ainsi que des autres projets financés par l’UE, à savoir OXIPRO, EnXylaScope et FuturEnzyme.
