Les facteurs de croissance représentent la partie la plus coûteuse de la production de viande cultivée, représentant jusqu'à 99 % des coûts des milieux de culture cellulaire. Pour rendre la viande cultivée abordable (ciblant 8 £/kg), ces coûts doivent diminuer de 99 %. Actuellement, des facteurs de croissance clés comme le FGF2 coûtent environ 147 £ par milligramme (147 000 £ par gramme), rendant la production à grande échelle économiquement non viable.
Points clés :
- Les facteurs de croissance peuvent contribuer jusqu'à 90 % des coûts de production.
- Les prix du FGF2 sont passés de 1 500 £/mg (2018) à 147 £/mg (2022) mais restent loin de l'objectif de 100 000 £/kg.
- Les coûts de production de la viande cultivée dépassent encore 320 £/kg par rapport aux prix de la viande conventionnelle d'environ 6 £/kg.
- Les efforts de recherche se concentrent sur la réduction des coûts grâce à des cellules auto-productrices, à l'échelle de la production et à l'optimisation des milieux de croissance.
Sans réductions de coûts drastiques, la viande cultivée ne peut pas rivaliser avec les prix de la viande conventionnelle.
Quel est le coût des facteurs de croissance aujourd'hui
Plages de prix pour les facteurs de croissance clés
En 2018, FGF2 avait un prix élevé de 1 500 £ par milligramme (1,5 million £ par gramme) [2]. Avançons jusqu'en septembre 2022, et des fournisseurs comme ORF Genetics l'offraient pour 147 £ par milligramme, ou 147 000 £ par gramme[2]. Bien que cette baisse reflète certains ajustements du marché, le prix reste un obstacle majeur à l'augmentation de la production de viande.
Pendant ce temps, Essential 8 milieu sans sérum , un ingrédient clé, coûte environ 305 £ par litre[2][5]. Dans cette formulation, les facteurs de croissance dominent les dépenses, représentant 99 % du coût. Spécifiquement, FGF2 et TGF-β contribuent 96% au total, tandis que d'autres composants comme l'insuline, l'albumine et la transferrine ajoutent entre £32 et £81 par litre lorsqu'ils sont sourcés auprès de fournisseurs commerciaux [2].
"Les facteurs de croissance peuvent coûter des milliers de dollars par gramme, ce qui est acceptable si vous les utilisez pour cultiver des cellules dans un laboratoire, mais cela pose un problème si vous les utilisez pour produire des tonnes de viande." - Elaine Watson[4]
Ajoutant à ce défi, la capacité de production mondiale limitée pour certaines protéines comme la transferrine, est plafonnée à seulement 0,2 à 0,3 tonnes métriques par an[1]. Ces protéines sont principalement produites pour des applications biopharmaceutiques, où la production à petite échelle et de haute pureté justifie leurs prix élevés.
Ces chiffres dressent un tableau clair des défis financiers à relever.
Pourquoi les coûts des facteurs de croissance élevés sont importants
À ces prix, la science de la production de viande cultivée à une échelle commerciale n'est tout simplement pas réalisable. Avec les formulations de médias actuelles, le coût de production d'un kilogramme de viande cultivée dépasse 320 £ [5]. Comparez cela aux environ 6 £ qu'il en coûte pour produire un kilogramme de viande hachée conventionnelle [5], et l'écart devient alarmant. Un seul burger pourrait coûter plus de 320 £[5], en faisant de lui un article de luxe inabordable.
Pour rivaliser avec la viande traditionnelle, la viande cultivée doit atteindre un prix de détail de 8 £ par kilogramme. Pour que cela se produise, les facteurs de croissance et les protéines recombinantes ne doivent pas contribuer plus de 0 £.80 par kilogramme - juste 10% des coûts de production totaux [1]. Atteindre cet objectif nécessiterait de réduire les coûts de production biopharmaceutiques actuels de 99%[1]. Sans de telles réductions drastiques, le rêve de viande cultivée abordable pour les masses reste hors de portée.
"Ce n'est pas le seul facteur limitant [pour la viabilité commerciale de la viande cultivée en cellule] mais c'est certainement un goulot d'étranglement qui doit être abordé." - Jane Lam, VP développement commercial mondial & alliances, CellRx [4]
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Tendances dans l'augmentation d'échelle de la viande cultivée et du bioprocédés
Coûts cibles pour une viande cultivée abordable
Coûts des facteurs de croissance de la viande cultivée : Prix actuels vs Prix cibles
Objectifs de réduction des coûts
L'Institut Good Food a établi une référence pour la viande cultivée à 10 £/kg , avec des facteurs de croissance et des protéines recombinantes limités à 1 £/kg, représentant seulement 10 % des coûts de production totaux [1].
En décomposant cela davantage, chaque protéine a son propre objectif de coût. L'albumine, qui représente un incroyable 96,6 % du volume total de protéines recombinantes utilisé dans l'industrie, doit atteindre un coût de 10 £/kg [1]. L'insuline et la transferrine, en revanche, sont ciblées à £1,000/kg chacune [1]. Pour les facteurs de croissance comme le FGF2, qui ne représentent que 0,02 % du volume total de protéines, les coûts de production peuvent atteindre jusqu'à £100,000/kg et rester alignés avec les objectifs d'accessibilité [1].
"Pour satisfaire cette projection de coût ambitieuse, l'albumine devrait être produite à 10 $/kg, l'insuline et la transferrine à 1 000 $/kg, et les facteurs de croissance à 100 000 $/kg." - Good Food Institute [1]
Ces projections sont basées sur une plage d'efficacité de 8–13 litres par kilogramme de viande cultivée [1]. Cependant, atteindre ces objectifs nécessitera de surmonter des défis de production et des besoins en infrastructure qui n'existent pas encore à l'échelle nécessaire.Pour mettre cela en perspective, capturer seulement 1 % du marché mondial de la viande nécessiterait des millions de kilogrammes d'albumine recombinante, dépassant de loin les capacités de production actuelles pour de nombreuses enzymes industrielles [1].
Comparaison des Coûts Actuels et Cibles
Le tableau ci-dessous met en évidence le contraste frappant entre les coûts actuels et les objectifs ambitieux pour les composants de la viande cultivée.
| Composant | Coût Estimé Actuel (par kg) | Coût Cible 2030 (par kg) | Part de Volume |
|---|---|---|---|
| Albumine | Élevé (niveaux biopharmaceutiques) | £10 [1] | 96.6% [1] |
| Insuline | Élevé (niveaux biopharmaceutiques) | £1,000 [1] | 0.97% [1] |
| Transferrine | Élevé (niveaux biopharmaceutiques) | £1,000 [1] | 2.42% [1] |
| FGF2 (Facteur de Croissance) | £7.47M – £147M [2] | £100,000 [1] | <0.01% [1] |
| Viande cultivée (Total) | £37 – £132+ [1][2] | £10 [1] | N/A |
L'écart entre les coûts de production actuels et les chiffres cibles est immense. Par exemple, le FGF2 commercial coûte actuellement environ £147M/kg (en septembre 2022) [2], bien que certaines méthodes de production internes aient réduit cela à environ £7.47M/kg [2]. Cependant, ces chiffres restent bien au-dessus de l'objectif de £100,000/kg [1].
Alors que les facteurs de croissance comme le FGF2 font face à des obstacles de réduction des coûts dramatiques, le plus grand défi réside dans des protéines comme l'albumine.Puisque l'albumine est utilisée en si grandes quantités, même de petites inefficacités de coût peuvent entraîner des dépenses significatives lorsqu'elles sont amplifiées. Cela rend la production rentable de protéines à fort volume un objectif critique pour l'industrie.
Méthodes pour réduire les coûts des facteurs de croissance
Ingénierie cellulaire et auto-production
Une manière prometteuse de réduire les coûts des facteurs de croissance est d'ingénierie des cellules pour produire leurs propres facteurs de croissance. En janvier 2024, des chercheurs du Centre pour l'agriculture cellulaire de l'Université Tufts (TUCCA), dirigés par Andrew Stout et David Kaplan, ont publié une étude dans Cell Reports Sustainability. Ils ont démontré comment des cellules musculaires bovines ingénierées pouvaient auto-produire FGF2 en intégrant le gène FGF bovin avec un interrupteur contrôlable.Cette technique, connue sous le nom de signalisation autocrine, élimine le besoin de processus secondaires complexes comme la culture de bactéries dans de grands réservoirs et la purification des produits. Cela a un impact particulièrement important, car le FGF2 représente environ 60 % du coût total dans les "9" milieux de culture [6].
"Ces types de systèmes offrent la possibilité de réduire considérablement le coût de la production de viande cultivée en faisant appel aux cellules elles-mêmes pour travailler avec nous dans les processus, nécessitant moins d'intrants externes (ingrédients ajoutés), et donc moins de processus de production secondaires pour ces intrants." - Andrew Stout, Chercheur Principal, Université Tufts [6]
De plus, les chercheurs travaillent à stabiliser des facteurs de croissance comme l'IGF-1 et le FGF2 en modifiant leurs séquences d'acides aminés pour prolonger leurs demi-vies.Des technologies comme PODS, qui permettent une libération lente et continue des protéines, améliorent encore l'efficacité des coûts [3]. Ces avancées dans l'auto-production ouvrent la voie à une meilleure évolutivité et à des processus rationalisés.
Améliorations de l'échelle et du rendement
Augmenter la production est une autre étape critique pour réduire les coûts. Passer d'une production en laboratoire à petite échelle à une fabrication à grande échelle pourrait réduire considérablement les coûts des facteurs de croissance, avec des objectifs aussi bas que 0,08 £ par gramme - comparable au coût des enzymes industrielles utilisées dans les détergents [3]. Pour y parvenir, il faut passer de systèmes cellulaires mammifères coûteux à des options plus évolutives comme E. coli, la levure ou les plantes transgéniques.
Par exemple, Orf Genetics, une entreprise biotechnologique islandaise, utilise des plantes d'orge transgéniques pour produire des facteurs de croissance tels que l'IL-6, le FGF et l'EGF.Pendant ce temps, Future Fields, une entreprise canadienne, utilise des mouches à fruits transgéniques pour produire de l'FGF2 et de la transferrine à grande échelle [3]. Ces approches non seulement réduisent les coûts mais rendent également la production plus efficace.
Efficacité des milieux de culture
Étant donné que les milieux de culture représentent 55 à 95 % des coûts de production totaux - et que les facteurs de croissance représentent environ 99 % de ces coûts - l'optimisation de la composition des milieux et la récupération des nutriments est cruciale. Des économies peuvent être réalisées en passant à des hôtes d'expression plus économiques, comme l'utilisation de TGF-β3 dérivé d'E. coli au lieu du TGF-β1 dérivé de CHO, plus coûteux. De plus, les plateformes de synthèse protéique sans cellules qui répliquent le cytoplasme d'E. coli offrent une autre voie de réduction des coûts [3].
D'autres innovations, comme les techniques de stabilisation et les systèmes à libération lente, réduisent encore la quantité de facteur de croissance nécessaire et diminuent la fréquence des changements de milieu. Ensemble, ces stratégies rendent la production de viande cultivée plus économique, la rapprochant de l'accessibilité nécessaire pour une adoption généralisée sur le marché.
Comment cela affecte les prix de la viande cultivée
De 437 000 £/kg à 8 £/kg
Les avancées en ingénierie cellulaire et en mise à l'échelle de la production ont entraîné des réductions spectaculaires du coût de la viande cultivée. En 2013, le prix des premiers prototypes atteignait un montant exorbitant de 437 000 £ par kilogramme. Avançons jusqu'à la période 2022-2025, et les systèmes de production améliorés ont réussi à réduire ce coût à environ 50 £ par kilogramme. Avec d'autres perfectionnements dans la production de facteurs de croissance, les chercheurs prévoient que les coûts pourraient potentiellement tomber aussi bas que 1 £.55 par kilogramme dans des conditions idéales [7][8]. Ces changements marquent une étape significative vers la création d'une viande cultivée viable et abordable.
En 2021, les facteurs de croissance et les protéines recombinantes à eux seuls ont ajouté environ 105 £ par kilogramme au coût total. Cependant, avec une réduction de coût de 1 000 fois pour les facteurs de croissance et une baisse de 500 fois pour d'autres protéines recombinantes, leur contribution combinée pourrait se réduire à seulement 0,18 £ par kilogramme [2].
L'Institut Good Food a projeté que la viande cultivée pourrait atteindre la parité de prix avec la viande traditionnelle d'ici 2030, avec un coût estimé à 4,50 £ par kilogramme dans les scénarios les plus optimistes [8]. Elliot Swartz, scientifique senior au Good Food Institute, a souligné les implications plus larges de ce changement :
"Dès 2030, nous nous attendons à voir de réels progrès sur les coûts de la viande cultivée et des réductions massives des émissions et de l'utilisation des terres résultant de la transition vers cette méthode de production de viande." [8]
Pour atteindre un coût de production de 8 £ par kilogramme - où les facteurs de croissance et les protéines recombinantes représentent au maximum 10 % du total (environ 0,80 £ par kilogramme) - des objectifs de coût spécifiques doivent être atteints. Par exemple, l'albumine recombinante doit descendre à environ 8 £ par kilogramme, l'insuline et la transferrine à 800 £ par kilogramme, et des facteurs de croissance essentiels comme le FGF2 à environ 80 000 £ par kilogramme [1].
Pour ceux qui souhaitent essayer la viande cultivée, des plateformes comme
Conclusion
Les facteurs de croissance et les protéines recombinantes représentent actuellement le plus gros coût dans la production de viande cultivée , représentant jusqu'à 99 % des coûts de base des milieux de culture cellulaire [2]. Pour aligner les prix de la viande cultivée sur ceux de la viande conventionnelle, ces coûts doivent chuter de manière drastique - jusqu'à 99 % dans certains cas par rapport aux prix actuels de production biopharmaceutique [1]. C'est un défi de taille, mais qui définit la voie à suivre pour l'industrie.
Pour que la viande cultivée puisse rivaliser, les facteurs de croissance et les protéines recombinantes ne doivent représenter pas plus de 10 % des coûts totaux, ce qui se traduit par environ 0,80 £ par kilogramme [1]. Cela s'aligne avec les discussions antérieures sur la réduction des coûts des protéines pour atteindre un objectif global de 8 £/kg. De plus, l'efficacité des médias doit s'améliorer de manière significative, nécessitant entre 8 et 13 litres par kilogramme de viande produite. Sans cette efficacité, même des protéines moins chères ne rendront pas le processus viable [1] .
"Pour que la viande cultivée soit compétitive en termes de coûts, les coûts de production des facteurs de croissance et des protéines recombinantes doivent diminuer de plusieurs ordres de grandeur" [1].
L'Institut Good Food souligne l'urgence de ce défi. La solution réside dans le passage d'une production pharmaceutique à petite échelle à une fabrication à grande échelle, de qualité alimentaire [1].
FAQs
Pourquoi les facteurs de croissance sont-ils si chers ?
Les facteurs de croissance sont chers car ils jouent un rôle crucial dans la croissance cellulaire lors de la production de viande cultivée et reposent sur des méthodes biotechnologiques complexes pour être produits. Des protéines telles que FGF2 et TGF-β peuvent coûter des millions par gramme en raison des processus intensifs en main-d'œuvre impliqués dans leur fabrication, purification et stabilisation. Pour réduire ces coûts et rendre la viande cultivée plus accessible et compétitive par rapport à la viande conventionnelle, des stratégies telles que la production de facteurs de croissance en interne, l'amélioration de la stabilisation des protéines et l'ingénierie des cellules pour générer leurs propres facteurs de croissance sont explorées.
Que doit-il changer pour atteindre 8 £/kg de viande cultivée ?
Pour ramener le coût de la viande cultivée à 8 £ par kilogramme, le prix du milieu de culture doit descendre en dessous de 0,82 £ par litre. De plus, les coûts des facteurs de croissance doivent être réduits à 82 000 £ par kilogramme ou moins.Atteindre cela dépendra des avancées telles que la production interne, la stabilisation des protéines, l'ingénierie cellulaire, et des techniques évolutives telles que la fermentation de précision.
Quelle approche de réduction des coûts montre le plus de promesses : les cellules auto-productrices, l'échelle ou l'optimisation des milieux ?
Développer des cellules auto-productrices capables de générer leurs propres facteurs de croissance s'annonce comme un changement de jeu. Pourquoi ? Parce que les facteurs de croissance représentent actuellement un impressionnant 95 % des coûts de production. En créant des cellules qui produisent ces facteurs en interne, le potentiel de réduction des coûts est immense.
Bien que d'autres approches, comme l'augmentation de la production ou l'utilisation de milieux sans sérum, puissent aider à réduire les dépenses, les cellules auto-productrices s'attaquent à l'un des moteurs de coûts les plus significatifs dans la production de viande cultivée.Cela pourrait ouvrir la voie à des solutions plus abordables et évolutives dans l'industrie.
