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Mettre en place des réalisations industrielles dans un avenir proche Il convient que, dès maintenant, sur les filières qui sont aujourd'hui connues et que l'on peut juger comme les plus prometteuses, on suscite au moins une réalisation industrielle ou, selon les cas, on consolide fortement une position industrielle existante. Ces réalisations auront valeur d'exemple tant vis-à-vis des états-majors des grands groupes industriels que des chercheurs en biotechnologies. Elles créeront des noyaux, avec des équipes industrielles spécialisées, autour desquels la bio-industrie pourra se développer : compte tenu du caractère général des procédés de fermentation, les équipes qui auront acquis une expérience
procédés de fermentation, les équipes qui auront acquis une expérience industrielle seront à même dans l'avenir de l'appliquer à d'autres produits de la bio-industrie. Le choix de la bio-industrie comme un des thèmes d'actions du CODIS (Comité d'orientation pour le développement des industries stratégiques) définit les moyens de cette politique industrielle. Des contrats de développement, faisant usage de l'ensemble des outils de politique industrielle de l'Etat, seront passés par les pouvoirs publics avec des entreprises qui prendront des engagements précis de croissance, d'exportation, de recherches, sur les créneaux qui auront été retenus. Les filières qui seront examinées et retenues concerneront
été retenus. Les filières qui seront examinées et retenues concerneront les produits de la bio-industrie que l'on sait fabriquer aujourd'hui et pour lesquels il existe un marché, potentiel ou actuel. Il est certain que cette liste ne devra pas rester figée, et qu'au contraire elle devra s'allonger régulièrement de nouvelles fabrications. Il s'agira donc que l'industrie française surveille continuellement les développements de la recherche biotechnologique, notamment dans les pays les plus en pointe que sont les Etats-Unis et le Japon de telle sorte que les nouveaux créneaux qui apparaîtront soient abordés par des groupes industriels français. b. Etoffer la recherche
abordés par des groupes industriels français. b. Etoffer la recherche industrielle et technologique en y maintenant un foisonnement On a souligné plus haut que la recherche industrielle et technologique française était d'une bonne qualité mais qu'elle souffrait d'être très limitée en volume. Cela vaut aussi bien pour les travaux menés dans l'industrie (Roussel-Uclaf, qui dispose pourtant d'une des plus grosses équipes avec Rhône-Poulenc n'a que 40 chercheurs dans les biotechnologies) que pour ceux menés dans les universités ou les écoles. Une action doit donc être menée dans le domaine de la recherche biotechnologique. Il conviendrait toutefois, à notre sens, que
la recherche biotechnologique. Il conviendrait toutefois, à notre sens, que cette action ne vise pas des thèmes trop précis, car nul ne sait aujourd'hui ceux qui déboucheront à coup sûr dans cinq ans : il importe de maintenir un certain foisonnement dans les directions de recherches. c. Préparer la bio-industrie d'après-demain en rapprochant la recherche biologique fondamentale de l'industrie. Les fabrications biotechnologiques qui sont actuellement au point, ne constituent sans doute qu'une pâle image, à une échelle très réduite, de la bio-industrie d'après-demain (c'est-à-dire dans dix ou vingt ans) ; c'est la « partie émergée de l'iceberg » ; la
c'est la « partie émergée de l'iceberg » ; la partie immergée en revanche, dont le potentiel est considérable, se trouve aujourd'hui au sein des chercheurs fondamentaux (surtout en génie génétique) de l'Institut Pasteur, de l'INSERM, du CNRS ou dans les universités américaines ou japonaises. C'est en effet du développement du génie génétique et de ses applications que naîtront dans l'avenir des fabrications totalement nouvelles et à très haute valeur ajoutée. Les découvertes récentes effectuées en laboratoire ne laissent aucun doute là-dessus. Si la France veut participer à ce qui sera peut-être un jour, à très long terme, « la
sera peut-être un jour, à très long terme, « la Révolution bio-industrielle », il faut bien entendu qu'elle commence à poser des jalons par de premières réalisations sur les technologies que l'on connaît aujourd'hui, mais il faut aussi qu'elle prépare le transfert de connaissances des très bonnes équipes de chercheurs fondamentaux qu'elle possède vers l'industrie. Pour une bio-industrie française — H. Couffin Aux Etats-Unis, il est clair que le transfert se fera sans aucune difficulté et il commence même déjà à s'opérer, par le biais de petites sociétés créées par des universitaires prestigieux afin de vendre de la recherche fondamentale
des universitaires prestigieux afin de vendre de la recherche fondamentale orientée. Au Japon, l'interpénétration de l'industrie et de l'université fait qu'il n'y aura pas de problème non plus. En France en revanche, les échanges sont très limités entre l'Institut Pasteur, ainsi que les quelques autres équipes universitaires qui travaillent en génie génétique, et notre industrie. Il convient de mettre en place des structures d'échanges dans le respect de l'indépendance de chacun. C'est un problème de structure et de mentalité : les solutions ne feront leur chemin que lentement ; raison de plus pour les mettre en œuvre dès maintenant... Quelques
de plus pour les mettre en œuvre dès maintenant... Quelques aspects de l'industrie microbiologique en Europe, aux Etats-Unis et au Japon par Gérard Siclet professeur des universités, chargé d'études au ministère de l'Industrie Dans les trois pôles géographiques, qui abritent les industries biologiques les plus avancées, Europe de l'Ouest, Japon, Amérique du Nord, les pouvoirs publics cherchent à stimuler à des degrés divers la recherche et le développement des applications industrielles de la biologie. Celles-ci bénéficient d'un ensemble de conditions favorables, économiques ou structurelles, particulièrement au Japon, aux Etats-Unis et en Allemagne, qui disposent d'une recherche industrielle très développée et
en Allemagne, qui disposent d'une recherche industrielle très développée et de sociétés chimiques ou pharmaceutiques puissantes et bien diversifiées. Avec l'ingénierie génétique s'ouvre une période très prometteuse pour l'industrie pharmaceutique mondiale. Mais il est probable que tous les autres secteurs de la microbiologie appliquée bénéficieront des retombées technologiques. D'ores et déjà, les sociétés chimiques et les groupes pétroliers investissent dans les domaines de la biologie appliquée à l'agroalimentaire, à l'agriculture et à l'énergie. Parmi les produits connus ou en cours de développement, l'interféron, les nouvelles générations d'antibiotiques, les dérivés du maïs et l'éthanol apparaissent à court ou moyen terme comme
maïs et l'éthanol apparaissent à court ou moyen terme comme les plus prometteurs. INTRODUCTION L'industrie microbiologique exploite les potentialités diverses des micro-organismes. Elle intéresse à la fois les secteurs de la pharmacie, de l'agro-alimentaire, de l'agriculture, de l'énergie et des matières premières. Alors que la plupart des grands pays industrialisés bénéficient d'une longue tradition de savoir-faire dans la préparation des aliments et des boissons fermentées, l'utilisation des processus microbiologiques pour la fabrication de molécules très élaborées est relativement récente. L'industrie microbiologique a véritablement pris son essor après la seconde guerre mondiale avec la mise au point des techniques de culture
mondiale avec la mise au point des techniques de culture industrielle des souches de pénicilline. Deux pays, les Etats-Unis et le Japon, ont très rapidement acquis une position dominante par le nombre de brevets déposés, leur capacité de fermentation et la diversité de leur production. Les pays européens pour la plupart n'ont pas porté, jusqu'aux années soixante-dix, une attention aussi soutenue aux procédés biotechnologiques. La suite de l'Allemagne fédérale, la France et la Grande-Bretagne se préoccupent actuellement de renforcer leur position dans les voies les plus prometteuses ouvertes par les découvertes récentes en biologie. Nous nous proposons dans cet article
découvertes récentes en biologie. Nous nous proposons dans cet article de faire un tour d'horizon dans les principaux pays industrialisés, à l'exception de la France. I. QUELQUES DONNÉES GÉNÉRALES SUR LES PAYS DISPOSANT D'UNE FORTE BIO-INDUSTRIE 1. LES ETATS-UNIS L'industrie microbiologique américaine bénéficie d'un environnement très favorable. Elle dispose d'une matière première facilement stockable, abondante et bon marché : le maïs. La recherche industrielle, très active, est soutenue par une recherche fondamentale très avancée et par un excellent équipement en centres toxicologiques publics et privés. L'industrie américaine est présente dans tous les secteurs d'application des biotechnologies. Elle est très forte
tous les secteurs d'application des biotechnologies. Elle est très forte dans le domaine des composés de base pour la pharmacie, antibiotiques, hormones, alcaloïdes, ainsi que pour tout ce qui concerne les dérivés du sang. Dans le secteur agroalimentaire, il faut rappeler que c'est aux Etats-Unis qu'a été développée sur une large échelle la production de sirop de glucose-fructose (isoglucose) à partir du maïs. Cette position de tout premier plan a été obtenue grâce au dynamisme des grandes entreprises et à de petites sociétés opérant dans les secteurs de pointe. L'exemple le plus récent est donné par le génie génétique qui
le plus récent est donné par le génie génétique qui a donné naissance de 1971 à 1980 à une vingtaine de petites sociétés innovatrices. Ces dernières ont été très souvent comparées aux entreprises de la « Silicon Valley », pionnières dans le développement des composants électroniques. Les procédés biologiques attirent depuis quelques années l'attention des grandes sociétés pétrolières, soucieuses de réinvestir leurs bénéfices et de préparer l'après-pétrole. On assiste également à une évolution en ce sens de la grande industrie chimique qui, à l'exemple de Monsanto, s'emploie à resserrer les liens entre les laboratoires universitaires de pointe en biologie et
liens entre les laboratoires universitaires de pointe en biologie et les laboratoires industriels. L'industrie pharmaceutique, pour sa part, voit dans les nouvelles techniques du génie génétique le moyen d'augmenter considérablement la rentabilité de sa recherche et investit donc très largement dans les biotechnologies. L'intervention de l'État fédéral se manifeste en faveur de la biomasse dans le cadre du développement des énergies de substitution, par l'intermédiaire des départements de l'Agriculture et de l'Énergie. Malgré l'absence d'un programme gouvernemental particulier en faveur de l'ensemble des biotechnologies, il faut noter un fort soutien à la recherche universitaire en génie génétique, par l'intermédiaire des
à la recherche universitaire en génie génétique, par l'intermédiaire des contrats passés par les NIH (National Institutes of Health). Cette aide, de l'ordre de 240 millions de francs par an, se répartit entre les trois pôles : Californie (Stanford, San Francisco), Nouvelle-Angleterre et région des grands lacs. De plus un certain nombre de programmes de recherches associant des centres publics et privés font l'objet d'un soutien de l'État : recherche de nouveaux produits chimiques de base par bioconversion de la cellulose ou fermentation des sucres, recherche de nouvelles molécules à partir du milieu marin. La Cour Suprême, par une décision
partir du milieu marin. La Cour Suprême, par une décision de juin 1980, a rendu les microorganismes brevetables. Bien que les conditions d'application de cette mesure ne soient pas encore toutes connues, il est prévisible que cette décision va stimuler la recherche microbiologique, notamment en génie génétique. Une véritable course aux brevets est déjà engagée entre les sociétés. 2. LE JAPON L'emploi des microorganismes et des techniques de fermentation dans l'industrie connaît, depuis une quinzaine d'années, un très grand développement au Japon. Aux secteurs traditionnellement orientés vers la production d'aliments et de boissons fermentées s'est ajouté un domaine très vaste
et de boissons fermentées s'est ajouté un domaine très vaste consacré à la synthèse de composés organiques de base pour les industries alimentaires et pharmaceutiques, les cosmétiques et les produits pour l'agriculture. A l'heure actuelle toutes les possibilités offertes par la microbiologie sont explorées systématiquement, avec des résultats particulièrement remarquables dans le domaine des acides aminés et des antibiotiques. Le Japon est le premier producteur mondial d'acides aminés et de condiments artificiels obtenus par voie microbienne, cette production incluant pratiquement tous les acides aminés fondamentaux du métabolisme des êtres vivants. Le Japon est le deuxième producteur mondial d'antibiotiques après les
Le Japon est le deuxième producteur mondial d'antibiotiques après les États-Unis. Le chiffre d'affaires des soixante principales firmes actives dans le domaine des fermentations représente 4 % de celui de l'ensemble de l'industrie japonaise. L'industrie microbiologique est dominée par un petit groupe de sociétés, certaines plus particulièrement orientées vers le secteur alimentaire (Ajinomoto, Kyowa Hakko, Meiji Seika), d'autres vers le secteur pharmaceutique (Takeda, Fujisawa, Sankyo, Shionogi, Tanabe) auxquelles se sont jointes des sociétés du secteur chimique diversifiant leurs activités (Sumitomo Chemical, Toray, Mitsubishi Chemical, Nippon Kavaku). En outre, des sociétés de taille plus modeste occupent une place non négligeable dans
de taille plus modeste occupent une place non négligeable dans plusieurs domaines de pointe (enzymes, réactifs biologiques, acides nucléiques, biopolymères). Depuis plusieurs années, toutes ces sociétés tendent à diversifier leurs activités et à mieux intégrer leur production depuis le stade des matières premières jusqu'à celui des produits de consommation. Cette industrie est soutenue par la présence de plus de 4 000 chercheurs de haut niveau dont les trois-quarts travaillent dans l'industrie et auxquels viennent s'ajouter tous les ans environ 300 spécialistes nouvellement formés. Malgré ce potentiel d'innovation, la recherche japonaise souffrait d'un certain retard en biologie moléculaire. Ce handicap est
souffrait d'un certain retard en biologie moléculaire. Ce handicap est en passe d'être surmonté rapidement avec l'aide des pouvoirs publics, qui ont lancé récemment un ambitieux programme destiné à soutenir les recherches sur le génie génétique, les cultures de cellules, la fusion cellulaire, dans les secteurs publics et privés. Ce programme met l'accent également sur la production d'interféron, le génie enzymatique, la création d'une nouvelle collection de microorganismes et l'utilisation de la biomasse à des fins énergétiques. 3. L'EUROPE 3.1. La Communauté européenne a retenu les biotechnologies comme l'un de ses cinq thèmes de recherches prioritaires avec l'énergie, le travail,
ses cinq thèmes de recherches prioritaires avec l'énergie, le travail, l'emploi et les technologies de l'information. Le prix élevé des matières premières de base (maïs, mélasse de betterave) dans la CEE est un des problèmes auquel est confronté une partie de la bio-industrie européenne. En Belgique, le groupe Solvay s'engage dans la bio-industrie en achetant des sociétés et en mettant sur pied un centre de recherche spécialisé. 3.2. L'Allemagne fédérale dispose d'une recherche industrielle très puissante en chimie, mais qui était, jusqu'à une date relativement récente, orientée principalement vers la chimie de synthèse. Une politique d'incitation au développement des biotechnologies
chimie de synthèse. Une politique d'incitation au développement des biotechnologies a été menée par les pouvoirs publics à partir de 1974, date de la publication d'un rapport établi pour le Gouvernement fédéral par la Dechema (société allemande pour les techniques chimiques). Le programme biotechnologie progressivement mis en place par le ministère de la Recherche et de la Technologie (BMFT) comportait la création d'un centre de recherche entièrement consacré à la biotechnologie. Ce dernier installé à Brunswick emploie maintenant près de 250 personnes. Dans le même temps un soutien était accordé aux recherches lancées par les industriels dans plusieurs domaines :
aux recherches lancées par les industriels dans plusieurs domaines : antibiotiques (Merck, Hoechst, Schering), hormones stéroïdes (Hoechst, Schering), enzymes (Boehringer, Merck, Biochemica Werke, Rohm), protéines (Hoechst), Biopesticides (Bayer). Le BMFT soutient également une part importante des recherches allemandes en génie génétique. Les principaux groupes chimiques allemands, Hoechst, Bayer, Merck, BASF, s'intéressent de très près aux biotechnologies et aux possibilités offertes par le génie génétique. Il n'est pas inutile de rappeler la puissance de Hoechst qui consacrait à ses activités de recherche et développement plus de 2 milliards de francs en 1977 (sur un CA de plus de 46 milliards de
1977 (sur un CA de plus de 46 milliards de francs) en y employant 14 000 personnes. La recherche et développement de Hoechst est très orientée vers les secteurs à haute valeur ajoutée que sont les produits phytosanitaires et pharmaceutiques (antibiotiques, vaccins, réactifs immunologiques, protéines, biomatériaux). Hoechst est devenu, avec ses filiales, une des plus importantes compagnies de l'Europe de l'Ouest dans le domaine des fermentations. La société envisage d'utiliser le génie génétique pour la production d'insuline et d'interféron. Bayer, qui a racheté un producteur américain d'enzymes (Miles Laboratory), se lance dans la fermentation pour la production d'antibiotiques. L'engagement de
lance dans la fermentation pour la production d'antibiotiques. L'engagement de BASF est plus récent, cette société a décidé de créer un centre de recherche en biotechnologie à Ludwigshafen. Il convient de signaler également la position particulièrement forte de Boehringer Mannheim dans le domaine des réactifs de diagnostic. 3.3. La Grande-Bretagne Un important rapport a été présenté au Gouvernement britannique en avril 1980 par un groupe de scientifiques présidé par Alfred Spinks, ancien directeur de recherches de ICI. Ce rapport propose plusieurs mesures concernant : — l'aide financière de l'État aux biotechnologies, dont le montant optimum est évalué à 80 millions
biotechnologies, dont le montant optimum est évalué à 80 millions de francs par an pour avoir un impact suffisant au niveau de la R et D ; — la création de comités chargés de développer la coopération université-industrie et de favoriser le passage au stade industriel des travaux de laboratoires ; — l'assouplissement de la réglementation britannique sur les manipulations génétiques. Le rapport Spinks souligne les points forts de la recherche et de l'industrie britannique. Cette dernière disposerait actuellement de la capacité de fermentation la plus élevée de l'Europe de l'Ouest. L'industrie britannique est particulièrement forte dans les antibiotiques (Beecham,
l'Ouest. L'industrie britannique est particulièrement forte dans les antibiotiques (Beecham, Glaxo, ICI). Elle est également présente dans la plupart des autres secteurs : enzymes (Sturge, Whatman Biochemical, ABM), acides organiques (Croda, Fisons, Sturge), agroalimentaire (ICI, Rank Hovis), conversion de la biomasse à des fins énergétiques (Tate and Lyle). La Grande-Bretagne bénéficie également d'une forte implantation de sociétés américaines (Pfizer, Unigate, Eli Lilly, Searle). La bio-industrie britannique bénéficie d'un potentiel d'ingénieurs et de chercheurs abondant et de qualité, ainsi que de laboratoires et d'équipes de recherches de haut niveau en toxicologie. L'un des points forts est sans conteste la biologie moléculaire
L'un des points forts est sans conteste la biologie moléculaire et le génie génétique, qui emploient près de 500 chercheurs dans les centres de recherche publics et privés. De très bons résultats ont été obtenus sur le vaccin de l'hépatite B et les réactifs de diagnostic à base d'anticorps. QUELQUES ASPECTS DE L'INDUSTRIE MICROBIOLOGIQUE EN EUROPE, AUX ÉTATS-UNIS ET AU JAPON — G. SICLET Parmi les projets ayant vu le jour récemment, il faut citer la création, à la suite du rapport Spinks, d'une société à capital risque « Celltech », chargée de promouvoir le développement des biotechnologies, soutenue par
», chargée de promouvoir le développement des biotechnologies, soutenue par le « National Enterprise Board ». Il faut mentionner également la décision de la société Searle (USA) de créer en Grande-Bretagne une unité pilote de production d'interféron dont la mise en route est prévue pour 1981. II. EVOLUTION OBSERVEE DANS LES GRANDS SECTEURS CONCERNÉS PAR LA BIO-INDUSTRIE 1. LE GENIE GENETIQUE Près de 200 sociétés font actuellement du génie génétique ou s'y intéressent très activement, dont une vingtaine de sociétés japonaises des secteurs chimique et pharmaceutique. Les applications du génie génétique sont très diverses. — En pharmacie. C'est le secteur
génétique sont très diverses. — En pharmacie. C'est le secteur où le génie génétique devrait apporter le plus à court terme. Les recherches sont conduites simultanément dans deux directions : la production de protéines humaines, insuline et interféron surtout, et la mise au point de nouveaux microorganismes capables soit d'améliorer la productivité de fabrications déjà connues, soit de secréter de nouveaux composés biologiquement actifs. Cette dernière possibilité concerne principalement les antibiotiques. La production d'antibiotiques mondiale est estimée à 50 milliards de francs, il n'est pas impossible qu'en 1995 la plupart de ces antibiotiques soient produits par fermentation après utilisation du
de ces antibiotiques soient produits par fermentation après utilisation du génie génétique. Selon le Nomura Research Institute, le marché mondial des antibiotiques dans lequel interviendrait le génie génétique pourrait atteindre plus de 200 milliards de francs en 1995. — Dans l'agroalimentaire. L'objectif principal concerne l'amélioration de la productivité des fermentations. C'est ainsi que la souche utilisée par ICI pour la production de protéines à partir du méthanol a été modifiée par voie génétique pour améliorer son rendement. — Dans le domaine agricole. La fixation de l'azote par les plantes intéresse de nombreux gouvernements ainsi que les grands organismes internationaux. —
de nombreux gouvernements ainsi que les grands organismes internationaux. — Dans les productions chimiques et énergétiques. Cetus (USA) étudierait la production d'oxyde d'éthylène, d'éthylène-glycol et d'oxyde de propylène en utilisant comme catalyseur des microorganismes génétiquement modifiés et leurs enzymes. On peut espérer mettre au point des microorganismes résistant aux acides et aux agressions chimiques, capables de transformer en alcool des substrats très variés (déchets agricoles et urbains, rejets de papeterie). Cette activité semble suffisamment prometteuse pour intéresser déjà les entreprises d'ingénierie japonaises (Hitachi, Chiyoda). Plusieurs gouvernements ont mis en place à partir de 1976 des réglementations assez sévères pour contrôler
à partir de 1976 des réglementations assez sévères pour contrôler les expériences de génie génétique. Ces mesures devraient être assouplies à la suite de la conférence internationale qui s'est tenue à Wye en Grande-Bretagne en avril 1979, où il a été souligné que les craintes initiales sur le génie génétique avaient été exagérées. Il a été suggéré que les directives gouvernementales soient revues périodiquement pour tenir compte des progrès très rapides des recherches. TABLEAU 1 Principales sociétés étrangères engagées dans le génie génétique Pays Sociétés Cetus Corporation (Berkeley, 200 personnes, créé en 1971, accord avec Chevron et Amoco). Genentech (San