La bioproduction utilise des organismes vivants pour fabriquer des produits à l'échelle industrielle. C'est ainsi que sont produites l'insuline, les vaccins, les enzymes des lessives et certains plastiques et produits chimiques. Ces organismes vivants sont généralement des bactéries, des levures ou des cellules de mammifères génétiquement modifiées. Cultivées dans de grands bassins, alimentées en nutriments, elles sont ensuite exploitées pour produire la molécule désirée.

Le procédé comporte plusieurs étapes. En amont, les cellules et le milieu de culture sont préparés. La fermentation ou la culture cellulaire permet la croissance des cellules et la production du produit. En aval, le produit est purifié, les cellules, les débris et les impuretés étant éliminés. Chaque étape doit être contrôlée avec précision. La température, le pH, l'oxygène et les concentrations de nutriments influent sur le rendement. Une contamination peut anéantir un lot valant des millions de dollars.

La bioproduction nécessite d'importants investissements. Une seule installation peut coûter des centaines de millions de dollars et sa construction peut prendre des années. Elle est également soumise à une réglementation stricte. La FDA et l'Agence européenne des médicaments définissent des normes de bonnes pratiques de fabrication. Chaque lot doit être testé afin de vérifier son identité, sa pureté, son activité et son innocuité.

Ce secteur est en pleine expansion, car de plus en plus de produits passent de la synthèse chimique à la production biologique. Le défi réside dans le passage à l'échelle industrielle. Ce qui fonctionne dans un flacon d'un litre doit fonctionner dans une cuve de 10 000 litres. Or, ce n'est pas toujours simple.