La science de l'analyse du microbiome :les détectives de l'ADN s'attaquent à la chaîne d'approvisionnement

Le type de techniques médico-légales que les détectives ont longtemps déployées pour résoudre des crimes peut désormais être utilisé pour identifier l'origine des produits manufacturés dans la chaîne d'approvisionnement.

Phylagen est une société d'analyse de données basée à San Francisco qui a développé une plate-forme pour retracer les marchandises et les matériaux jusqu'à la ferme, l'entrepôt ou l'usine. L'outil s'appuie sur des microbiomes, des types uniques de microbes naturels que l'on trouve partout dans le monde. L'information génétique codée dans ces microbes crée l'équivalent d'une empreinte biologique.

La technologie peut être appliquée à une grande variété de produits, y compris les aliments, les textiles et, peut-être le plus important, les produits de contrefaçon. Les scientifiques des données peuvent aujourd'hui examiner, par exemple, la poussière sur une chaussure de sport et déterminer en toute confiance l'usine précise où elle a été fabriquée. Selon Jessica Green, cofondatrice et directrice générale de Phylagen :"Le microbiome environnemental est le plus grand ensemble de données inexploité sur la planète."

Avant de fonder Phylagen, Green était professeur à l'Université de l'Oregon, où elle a étudié à la fois la cartographie génétique et la science du microbiome. En réunissant ces deux disciplines, son laboratoire a étudié comment diverses espèces de micro-organismes, y compris les bactéries, les champignons et les virus, varient d'un endroit à l'autre.

D'autres chercheurs avaient travaillé sur une plate-forme similaire basée sur l'examen du pollen. Mais Green et son équipe ont pu séquencer non seulement le gène du pollen, mais aussi d'autres organismes qui le recouvraient.

Le résultat est un outil qui peut être utilisé à diverses fins, notamment pour retracer l'origine des aliments contaminés jusqu'à la ferme ou l'usine de transformation, garantir que les matériaux sont produits dans des usines autorisées, prévenir la contrefaçon et même lutter contre le terrorisme.

Les scientifiques ont achevé la cartographie du génome humain en 2003. Cependant, ce n'est que récemment que le coût du séquençage de l'ADN est tombé au point où il est devenu économiquement réalisable pour une utilisation quotidienne par les fabricants et les chaînes d'approvisionnement mondiales. Et le prix de la technologie continue de baisser pratiquement de semaine en semaine, déclare Green.

Le coût du matériel diminue également, à mesure que la facilité d'utilisation s'améliore. Lorsque Green a fondé Phylagen en 2014, les séquenceurs portables n'étaient pas sur le marché. Depuis lors, la taille de l'équipement a considérablement diminué. Dans le même temps, les progrès de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique ont rendu les appareils plus intelligents et plus efficaces.

Phylagen crée une carte microbienne, affichant toutes les informations génétiques codées dans des endroits à travers le monde. L'air dans une usine particulière, par exemple, contiendra des grains de poussière invisibles qui portent un profil unique. En convertissant le matériel génétique en données de séquence - essentiellement, une chaîne de lettres qui composent le code génétique de tous les êtres vivants - Phylagen génère un code-barres naturel pour chaque emplacement.

Le matériel génétique reste avec le produit fabriqué même lorsqu'il se rend à un centre de distribution et est enfermé dans un emballage. Pour les produits agricoles qui subissent une fermentation, l'entreprise applique un ensemble différent d'algorithmes dérivés de l'apprentissage automatique. Un produit alimentaire peut être retracé jusqu'à la ferme - même une partie spécifique de cette ferme - en examinant le matériel génétique unique résidant dans le sol.

Green envisage également l'utilisation de l'analyse du microbiome pour confirmer la présence de minéraux de conflit - ceux extraits dans certaines parties de la République démocratique du Congo, par exemple - dans les produits manufacturés. Des enquêtes similaires pourraient identifier l'utilisation d'huile de palme dérivée d'opérations non durables et de sites impliqués dans des violations des droits de l'homme.

Green pense que l'utilisation de l'analyse du microbiome aurait pu empêcher des tragédies passées telles que l'effondrement en 2013 du complexe industriel de Rana Plaza au Bangladesh, qui a causé la mort de 1 134 travailleurs et en a blessé environ 2 500 autres. L'installation fonctionnait en tant qu'entrepreneur non autorisé et non divulgué pour un certain nombre de grandes marques de vêtements.

Phylagen est encore dans les premiers stades de développement. En février, il a annoncé un financement de 14 millions de dollars de série A, mené par plusieurs fournisseurs de capital-risque. L'argent sera dépensé pour étendre le service de l'entreprise et la base de données sur le microbiome, dit Green.

Phylagen a refusé de divulguer ses clients actuels, mais dit qu'ils incluent « de grandes marques et détaillants nord-américains qui déploient actuellement la solution de l'entreprise dans des sites de fabrication du monde entier ».

Dans sa forme actuelle, la technologie est appliquée à la vente au détail et aux vêtements. Green voit une « formidable opportunité » de s'associer à des marques investissant sur d'autres marchés, notamment l'alimentation et l'agriculture. Pour l'instant, cependant, Phylagen vise à étendre ses déploiements dans les biens de consommation emballés.

Green voit une valeur supplémentaire dans la capacité éventuelle de la technologie à aider les agriculteurs à comprendre quels types de microbes affectent leurs produits. L'information pourrait être utilisée pour améliorer la qualité et la sécurité, dit-elle.

Phylagen est «en bonne voie» pour créer une carte du microbiome du monde, dit Green. À mesure que la base de données se développe, elle s'attend à ce que la technologie trouve des applications supplémentaires dans l'analyse prédictive des risques.

"Je ne peux pas penser à une plate-forme où cela n'est pas pertinent", dit-elle.