Organisaties in alle sectoren bereiden zich voor op de transformerende impact van bio-engineering[1] dat principes uit de biologie en engineering combineert met AI en datagestuurde computertechnieken. Het doel is nieuwe of opnieuw ontworpen biologische systemen te creëren voor waardevolle doeleinden, zoals milieubescherming of productverbeteringen. Dit blijkt uit het nieuwste rapport van het Capgemini Research Institute over de bio-economie[2]: “Engineering biology: The time is now”, waarin staat dat duurzaamheid een belangrijke drijfveer is voor de interesse van bedrijven in bio-engineering. In Nederland gelooft 76% van de ondervraagde leidinggevenden dat bio-engineering-oplossingen hun duurzaamheidsdoelstellingen dichterbij zullen brengen en 64% gelooft dat het een positief effect zal hebben op sociale duurzaamheid. Het onderzoek wijst ook op uitdagingen die overwonnen moeten worden om dit potentieel te realiseren: van marktperceptie en -acceptatie tot hoge kosten en een tekort aan gekwalificeerde specialisten.

AI en engineeringprincipes maken aanzienlijke biotechnologische innovatie mogelijk in alle sectoren, omdat ze leiden tot een grotere voorspelbaarheid en snelheid in de ontwikkeling van nieuwe of herontworpen biologische systemen. Volgens het onderzoek verwachten bijna alle ondervraagde managers dat bio-engineering de komende twee tot tien jaar grote veranderingen in hun industrie zal brengen. In Nederland verwacht een op de twee ondervraagden (50 procent) dat dit in de komende twee tot vijf jaar zal gebeuren. Aanzienlijke technologische ontwikkelingen op het gebied van DNA-synthese, -bewerking en -sequentiebepaling hebben de snelheid en precisie van bio-engineering-systemen enorm verhoogd en tegelijkertijd de kosten aanzienlijk verlaagd. Daarnaast heeft de snelle ontwikkeling van AI geleid tot vooruitgang in het onderzoek naar eiwitstructuren en metabolische patronen.

De meeste organisaties werken al aan bio-oplossingen: 40 procent bevindt zich in de exploratiefase: 56 procent voert onderzoeks- en proefprojecten uit of gebruikt bio-oplossingen op commerciële schaal. De gestage groei in investeringen duidt op een positief marktsentiment over het wetenschappelijke en economische potentieel van biotechnologie. 68 procent van de internationale managers en 70 procent van de Nederlandse managers verklaarden dat hun organisatie de investeringen in de komende twee tot vijf jaar zullen verhogen.

Roshan Gya, CEO van Capgemini Invent en lid van het Capgemini Group Executive Committee, zegt “De bio-economie staat op een kantelmoment met de belofte van grenzeloze mogelijkheden voor organisaties. Bio-oplossingen maken nu al baanbrekende innovaties mogelijk met een directe impact op tal van aspecten van ons dagelijks leven. Bijvoorbeeld de ontwikkeling van organismen die CO2 opvangen en microben die water zuiveren, het maken van biobrandstoffen uit afval of de volgende generatie medicijnen die inwerken op specifieke DNA-profielen. Er zijn echter grotere investeringen nodig om te profiteren van dit momentum en om levensvatbaarheid op de markt te bereiken. Generatieve AI versnelt het engineeringproces, biedt meer precisie en verlaagt ook de kosten. Bio-engineering is daarom klaar om bedrijven in de komende jaren opnieuw vorm te geven en volledig te transformeren.”

Ruim de helft van de organisaties gelooft dat een disruptieve aanpak nodig is om net zero te bereiken

Duurzaamheid komt naar voren als een belangrijke drijfveer voor de interesse van bedrijven in bio-engineering. Bio-oplossingen moeten echter wel effectief zijn en op de juiste manier worden ingezet om duurzame resultaten te behalen. Hoewel de meeste leidinggevenden verwachten dat bio-oplossingen een positief effect zullen hebben op klimaatverandering en op plastic- en luchtvervuiling, moeten de ecologische en sociale effecten van bio-oplossingen gedurende de hele levenscyclus van het product worden beoordeeld. Volgens het rapport geloven bedrijven dat bio-oplossingen hun organisaties kunnen helpen vervuiling en emissies te verminderen, productoptimalisering en -veiligheid te verbeteren en de blootstelling aan verstoringen van de toeleveringsketen te verminderen.

Uitdagingen moeten worden overwonnen om potentieel te realiseren

Het rapport onderzoekt ook de uitdagingen om de toepassing van bio-oplossingen op grote schaal te realiseren. Zowel bedrijven als startups uit de bio-engineering noemen de hoge kosten, een gebrek aan geschikte grootschalige infrastructuur zoals bioreactoren en een tekort aan talent als enkele van de grootste belemmeringen. Ze erkennen ook andere obstakels zoals de complexiteit van het herconfigureren van toeleveringsketens en de veranderende regelgeving voor de ontwikkeling en het gebruik van bio-oplossingen. 65% van de startups in de bio-engineering zegt dat een gebrek aan kennis hun vermogen om bio-oplossingen op te schalen belemmert, wat de behoefte aan meer expertise op dit gebied onderstreept.

In dit scenario worden digitale en engineeringtechnologieën geïdentificeerd als de belangrijkste drijfveren voor het verlagen van de kosten, het optimaliseren van bio-processen, het verkorten van de time-to-market voor bio-oplossingen en het helpen verminderen van milieu- en maatschappelijke risico’s. AI wordt geïdentificeerd als de meest transformatieve technologie voor het verhogen van de efficiëntie van R&D-processen, waarbij 98% van de organisaties AI gebruikt of van plan is te gebruiken om de toepassing van bio-oplossingen te versnellen. Robotica die processen automatiseren en digital twins van bioreactoren, die productieresultaten voorspellen, worden ook genoemd als belangrijke factoren om kosten te verlagen en opschaling te versnellen. Het rapport suggereert echter dat AI de enige technologie is die momenteel op grote schaal wordt gebruikt om bio-oplossingen te ontwikkelen en op te schalen. Terwijl 70% van de organisaties al AI gebruikt, hebben veel minder organisaties robotica (20%) of digital twins (11%) geïmplementeerd.

Om het potentieel van bio-engineering te maximaliseren, moeten organisaties een weloverwogen strategie en traject formuleren, bewustzijn creëren bij het grote publiek, rekening houden met de impact op duurzaamheid, en circulariteitsaspecten inbouwen. Organisaties in alle sectoren zullen bovendien binnen de grenzen van een regelgevend kader voor de bio-economie moeten opereren.

Nieuw op AI-gebaseerd biotechnologielab voldoet aan stijgende vraag en bevordert innovatie

In 2023 investeerde Capgemini in een ultramodern, AI-gestuurd biotechnologielab in het Verenigd Koninkrijk. Dit bevindt in het hoofdkantoor van Cambridge Consultants en combineert wetenschap, AI en technische expertise om de kosten te verlagen en de time-to-market te versnellen voor organisaties in verschillende sectoren. Dit lab richt zich niet alleen op uitdagingen van klanten, maar ook op het versnellen van innovatie in de bio-economie.

Lees verder: https://www.capgemini.com/solutions/synthetic-biology/

Methodologie

In april-mei 2024 ondervroeg Capgemini Research Institute 1.100 executives bij organisaties met een jaaromzet van meer dan 1 miljard dollar in 11 sectoren in Noord-Amerika, het Verenigd Koninkrijk, continentaal Europa, APAC en het Midden-Oosten. De ondervraagde leidinggevenden hadden een functie op directeursniveau en hoger. Er werden ook 500 executives ondervraagd van startups die actief zijn in bio-engineering en aanverwante gebieden. Daarnaast interviewden we 20 experts, waaronder leidinggevenden uit de industrie, startups uit de technische biologie, durfkapitaalverstrekkers en academici.

[1]  Bio-engineering ook bekend als synthetische biologie

[2] De bio-economie verwijst naar economische activiteiten die gebaseerd zijn op biologische hulpbronnen en processen (dieren, planten, micro-organismen en biomassa). Het onderzoek richt zich op dat deel van de bio-economie dat wordt aangedreven door het gebruik van producten en materialen die zijn ontwikkeld met behulp van bio-engineering.