Avantages et risques de la biotechnologie

Dernière mise à jour le 21/12/2018

Qu’est-ce que la biotechnologie ?

Comment les scientifiques utilisent-ils les mécanismes de la nature pour le bien de l’humanité et comment les choses pourraient-elles mal tourner ?

La biotechnologie est presque aussi vieille que l’humanité elle-même. La nourriture que vous mangez et les animaux que vous aimez? Vous pouvez remercier nos lointains ancêtres d’avoir lancé la révolution agricole en utilisant la sélection artificielle pour les cultures, le bétail et autres animaux domestiques. Quand Edward Jenner a inventé les vaccins et quand Alexander Fleming a découvert les antibiotiques, ils exploitaient le pouvoir de la biotechnologie. Et, bien sûr, la civilisation moderne serait difficilement imaginable sans les processus de fermentation qui nous donnaient de la bière, du vin et du fromage!

Quand il a inventé le terme en 1919, l’agriculteur Karl Ereky a décrit la «biotechnologie» comme «tous les types de travaux permettant de produire des produits à partir de matières premières à l’aide d’êtres vivants». Dans la biotechnologie moderne, les chercheurs modifient l’ADN et les protéines pour transformer les capacités des cellules vivantes, des plantes et des animaux en objets utiles à l’homme. Les biotechnologistes le font en séquençant ou en lisant l’ADN trouvé dans la nature, puis en le manipulant dans un tube à essai ou, plus récemment, à l’intérieur de cellules vivantes.

En fait, les avancées les plus intéressantes en biotechnologie de la période récente se produisent au niveau microscopique (et plus petit!) Au sein des membranes des cellules. Après des décennies de recherche fondamentale sur le décodage de la composition chimique et génétique des cellules, les biologistes du milieu du XXe siècle ont lancé ce qui allait devenir une succession de plusieurs décennies de recherches et de percées. Leurs travaux nous ont apporté les puissants outils cellulaires à la disposition des biotechnologistes aujourd’hui. Au cours des prochaines décennies, les scientifiques utiliseront les outils de la biotechnologie pour manipuler les cellules avec un contrôle croissant, allant de l’édition de précision de l’ADN à la synthèse de génomes entiers à partir de leurs composants chimiques de base. Ces cellules pourraient devenir des médicaments miracles contre le cancer ou des mammouths laineux «éteints». Et la biotechnologie peut être un allié crucial dans la lutte contre le changement climatique.

Mais réécrire les plans de la vie comporte un risque énorme. Pour commencer, la même technologie utilisée pour prolonger nos vies pourrait au contraire être utilisée pour y mettre fin. Les chercheurs pourraient considérer l’ingénierie d’un virus grippal suralimenté comme un moyen parfaitement raisonnable de mieux comprendre et combattre le virus, mais le public pourrait également considérer les inconvénients tout aussi évidents: le virus pourrait s’échapper ou quelqu’un pourrait transformer les résultats de la recherche en armes. Et les outils génétiques avancés que certains envisagent pour lutter contre les moustiques pourraient avoir des effets imprévus, pouvant entraîner des dommages environnementaux. La biotechnologie la plus sophistiquée peut ne pas rivaliser avec la loi de Murphy.

Alors que les risques de la biotechnologie ont été négligés pendant des décennies, le rythme croissant des progrès – du séquençage à faible coût de l’ADN à la synthèse rapide de gènes jusqu’à l’édition de génomes de précision – suggère que la biotechnologie entre dans un nouveau champ de maturité en ce qui concerne à la fois les applications bénéfiques et les risques plus inquiétants. Ajoutant aux préoccupations, les scientifiques du bricolage emportent de plus en plus d’outils de biotechnologie en dehors du laboratoire. Pour le moment, de nombreux avantages de la biotechnologie sont concrets, tandis que de nombreux risques restent hypothétiques, mais il est préférable d’être proactif et conscient des risques que d’attendre que quelque chose se passe mal avant de tenter de réparer les dommages.

Comment la biotechnologie nous aide-t-elle ?

Les images satellitaires montrent clairement les énormes changements que l’homme a apportés à la surface de la Terre: forêts défrichées, barrages et réservoirs gigantesques, des millions de kilomètres de routes. Si nous pouvions prendre des images de type satellite du monde microscopique, l’impact de la biotechnologie ne serait pas moins évident. La majeure partie de la nourriture que nous mangeons provient de plantes modifiées, qui sont modifiées – via une technologie moderne ou par une sélection artificielle plus traditionnelle – pour pousser sans pesticides, pour exiger moins de nutriments ou pour faire face aux changements climatiques rapides. Les fabricants ont substitué des biomatériaux à des ingrédients à base de pétrole dans de nombreux biens de consommation, tels que les plastiques, les cosmétiques et les carburants. Votre détergent à lessive? Il contient presque certainement de la biotechnologie. Alors faites presque tous vos vêtements en coton.

Mais peut-être que la plus grande application de la biotechnologie concerne la santé humaine. La biotechnologie est présente dans nos vies avant même notre naissance, de l’aide à la fertilité, du dépistage prénatal au test de grossesse à domicile. Il nous suit tout au long de notre enfance, grâce aux vaccins et aux antibiotiques, qui ont considérablement amélioré l’espérance de vie. La biotechnologie est à l’origine des médicaments pour le traitement du cancer et des maladies cardiaques, et elle est utilisée dans le cadre de recherches de pointe pour soigner la maladie d’Alzheimer et inverser le vieillissement. Les scientifiques à l’origine de la technologie CRISPR / Cas9 estiment que c’est peut-être la solution pour éditer l’ADN en toute sécurité pour la guérison des maladies génétiques. Et une entreprise parie que les listes d’attente pour les greffes d’organes peuvent être éliminées en faisant croître des organes humains chez des porcs chimériques.

L’édition génétique par CRISPR pourrait induire des centaines de mutations imprévues dans l’ADN

Quels sont les risques de la biotechnologie ?

Parallèlement à l’excitation, les progrès rapides de la recherche ont également soulevé des questions sur les conséquences des avancées de la biotechnologie. La biotechnologie peut comporter plus de risques que d’autres domaines scientifiques: les microbes sont minuscules et difficiles à détecter, mais les dangers sont potentiellement énormes. En outre, les cellules modifiées pourraient se diviser par elles-mêmes et se répandre dans la nature, avec des conséquences importantes. La biotechnologie pourrait très probablement se révéler préjudiciable, soit du fait des conséquences inattendues de la recherche bénévole, soit de la manipulation intentionnelle de la biologie visant à causer un préjudice. On pourrait également imaginer des controverses embrouillées, dans lesquelles un groupe s’engage dans une application de la biotechnologie que d’autres considèrent comme dangereuse ou contraire à l’éthique.

1. Conséquences involontaires

Les producteurs de canne à sucre d’Australie dans les années 1930 avaient un problème: les coléoptères détruisaient leur récolte. Ils ont donc estimé que l’importation d’un prédateur naturel, le crapaud, pouvait être une forme naturelle de lutte antiparasitaire. Qu’est-ce qui pourrait mal se passer? Les crapauds sont devenus eux-mêmes une nuisance majeure, se répandant sur tout le continent et dévorant la faune locale (sauf, ironiquement, le coléoptère de la canne à sucre).

Bien que les solutions de la biotechnologie moderne aux problèmes de la société semblent beaucoup plus sophistiquées que les amphibiens qui se jetaient à la surface en Australie, cette histoire devrait servir de mise en garde. Pour éviter toute catastrophe, il faut reconnaître les erreurs du passé.

– En 2014, le Center for Disease Control a fait l’objet d’un examen approfondi après des erreurs répétées qui ont conduit les scientifiques à être exposés à Ebola, à l’anthrax et à la grippe. Et un professeur aux Pays-Bas a été pris pour cible en 2011 lorsque son laboratoire a mis au point une version mortelle du virus de la grippe en suspension dans l’air, mentionnée ci-dessus, et a tenté de publier les détails. Ces laboratoires et d’autres étudient les virus ou les toxines pour mieux comprendre les menaces qu’ils posent et pour tenter de trouver des remèdes, mais leurs travaux pourraient déclencher une urgence pour la santé publique si un matériel mortel est libéré ou mal utilisé à la suite d’une erreur humaine.

– Les moustiques sont porteurs de maladies, notamment d’agents pathogènes nuisibles et même mortels tels que Zika, le paludisme et la dengue, et ils ne semblent jouer aucun rôle productif dans l’écosystème. Mais les civils et les législateurs s’inquiètent d’une stratégie de contrôle des moustiques qui modifierait et détruirait génétiquement les espèces de moustiques vecteurs de maladies. Connue sous le nom de «moteur génique», cette technologie est conçue pour propager rapidement un gène dans une population par reproduction sexuée. Par exemple, pour lutter contre les moustiques, les scientifiques pourraient relâcher dans la nature des mâles modifiés pour ne produire que des descendants stériles. Les scientifiques qui travaillent sur les gènes ont procédé à des évaluations des risques et les ont équipées de garanties pour rendre les essais aussi sûrs que possible. Toutefois, puisqu’un système génétique généré par l’homme n’a jamais été testé à l’état sauvage, il est impossible de savoir avec certitude l’impact que pourrait avoir une extinction de moustiques sur l’environnement. En outre, il est peu probable que le forçage génique se mute une fois libéré dans la nature, générant des gènes que les chercheurs n’ont jamais planifiés. Même armés de stratégies pour inverser le potentiel d’un gène drive (forçage génétique), les scientifiques peuvent trouver qu’il est difficile de contrôler le potentiel des gènes lorsqu’ils se propagent à l’extérieur du laboratoire.

Des scientifiques suppriment le HIV-1 du génome des cellules immunitaires humaines

– Lorsque les scientifiques ont cherché des indices dans l’ADN de personnes apparemment immunisées contre le VIH, ils ont découvert que les individus résistants avaient muté une protéine qui sert de base d’atterrissage pour le VIH à la surface des cellules sanguines. Comme ces patients étaient apparemment en bonne santé en l’absence de la protéine, les chercheurs ont estimé que la suppression de son gène dans les cellules de patients infectés ou à risque pourrait constituer un traitement permanent contre le VIH et le sida. Avec l’arrivée du nouvel outil, un ensemble de «ciseaux à ADN» appelé CRISPR / Cas9, qui promet une chirurgie génique simple pour le VIH, le cancer et de nombreuses autres maladies génétiques, le monde scientifique a commencé à imaginer des possibilités presque infinies. Mais les essais de CRISPR / Cas9 sur des cellules humaines ont produit des résultats troublants, des mutations apparaissant dans des parties du génome qui n’auraient pas dû être ciblées pour des modifications de l’ADN. Bien qu’une mauvaise coupe de cheveux puisse être embarrassante, la mauvaise coupe de CRISPR / Cas9 pourrait être beaucoup plus grave, vous rendant plus malade au lieu d’être en meilleure santé. Et si ces modifications ont été apportées à des embryons, au lieu de cellules adultes entièrement formées, les mutations pourraient alors entrer de manière permanente dans le pool génique, ce qui signifie qu’elles seront transmises à toutes les générations futures. Jusqu’à présent, d’éminents scientifiques et des revues prestigieuses ont appelé à un moratoire sur l’édition de gènes dans des embryons viables jusqu’à ce que les risques, l’éthique et les implications sociales soient mieux comprises.

Un nouveau traitement aurait éliminé le virus HIV du sang d’un patient

2. La fabrication d’armes biologiques

Le monde a récemment été témoin des effets dévastateurs des épidémies, sous la forme d’Ebola et du virus Zika – mais ceux-ci étaient d’origine naturelle. L’utilisation malveillante de la biotechnologie pourrait signifier que de futures épidémies démarrent volontairement. Qu’il s’agisse d’un acteur d’État ou d’un groupe terroriste, le développement et la diffusion d’une arme biologique, telle qu’un poison ou une maladie infectieuse, seraient difficiles à détecter et encore plus difficiles à arrêter. Contrairement à une balle ou à une bombe, les cellules mortelles pourraient continuer à se répandre longtemps après leur déploiement. Le gouvernement américain prend cette menace très au sérieux et la menace des armes biologiques sur l’environnement ne doit pas non plus être prise à la légère.

Les pays développés, même les plus pauvres, disposent des ressources et du savoir-faire nécessaires pour produire des armes biologiques. Par exemple, la Corée du Nord aurait réuni un arsenal contenant de «l’anthrax, du botulisme, de la fièvre hémorragique, de la peste, de la variole, de la typhoïde et de la fièvre jaune», prêts en cas d’attaque. Il n’est pas déraisonnable de supposer que des terroristes ou d’autres groupes essaient aussi de mettre la main sur des armes biologiques. En effet, de nombreux cas d’utilisation d’armes chimiques ou biologiques ont été enregistrés, y compris l’alerte au bacille du charbon quelques jours après le 11 septembre, qui a fait 5 morts après que les cellules toxiques aient été envoyées par la poste. De plus, les nouvelles technologies d’édition des gènes augmentent les chances qu’une arme biologique hypothétique visant une certaine ethnie, voire un seul individu comme un leader mondial, devienne un jour une réalité.

Bien que les attaques utilisant des armes traditionnelles puissent nécessiter beaucoup moins de compétences, les dangers des armes biologiques ne doivent pas être ignorés. Il peut sembler impossible de fabriquer des armes biologiques sans une abondance de matériaux coûteux et de connaissances scientifiques, mais les récents progrès de la biotechnologie peuvent rendre encore plus facile la production de ces armes en dehors des laboratoires de recherche spécialisés. Le coût de la fabrication chimique de brins d’ADN diminue rapidement, ce qui signifie qu’il sera peut-être un jour abordable de «graver» des protéines ou des cellules mortelles chez soi. Et l’ouverture de la publication scientifique, qui a été cruciale pour nos avancées rapides en matière de recherche, signifie également que tout le monde peut librement consulter les détails chimiques des neurotoxines mortelles sur Google. En fait, l’aspect le plus controversé du cas de grippe n’était pas le fait que les expériences avaient été menées, mais que les chercheurs souhaitaient partager ouvertement les détails.

Sur une note plus optimiste, les progrès scientifiques pourraient permettre aux chercheurs de trouver des solutions aux menaces biotechnologiques aussi rapidement qu’elles se présentent. L’ADN recombiné et les outils de la biotechnologie ont permis l’invention rapide de nouveaux vaccins pouvant protéger contre de nouvelles épidémies, naturelles ou provoquées par l’homme. Par exemple, moins de cinq mois après que l’Organisation mondiale de la santé ait déclaré le virus Zika comme une urgence de santé publique, les chercheurs ont obtenu l’autorisation d’inscrire des patients à des essais portant sur un vaccin à ADN.

Ce que vous devez savoir sur CRISPR

L’éthique de la biotechnologie

La biotechnologie n’a pas besoin d’être mortelle, ni même dangereuse, pour changer fondamentalement nos vies. Alors que les humains modifient les gènes des plantes et des animaux depuis des millénaires – d’abord grâce à la sélection sélective et plus récemment aux outils moléculaires et aux chimères -, nous commençons tout juste à modifier notre propre génome (au milieu d’une grande controverse).

Des outils de pointe tels que CRISPR / Cas9 et la synthèse de l’ADN soulèvent d’importantes questions éthiques auxquelles il est de plus en plus urgent de répondre. Certains se demandent si modifier les gènes humains signifie «jouer à Dieu», et si oui, faut-il le faire? Par exemple, si la thérapie génique chez l’homme est acceptable pour guérir une maladie, où tracez-vous la limite? Parmi les mutations génétiques associées à la maladie, certaines sont associées à une quasi-certitude de décès prématuré, tandis que d’autres vous exposent à un risque plus élevé d’être atteint de la maladie d’Alzheimer, mais ne garantit pas que vous attraperez la maladie. Beaucoup d’autres se situent quelque part entre les deux. Comment déterminer une limite stricte pour quelle chirurgie génique entreprendre et dans quelles circonstances, en particulier étant donné que la chirurgie elle-même comporte un risque de causer des dommages génétiques? Les érudits et les décideurs politiques sont aux prises avec ces questions depuis de nombreuses années et des documents tels que la Déclaration universelle des Nations Unies sur le génome humain et les droits de l’homme contiennent des indications.

Et qu’en est-il des façons dont la biotechnologie peut contribuer à l’inégalité dans la société? Les premiers travaux en chirurgie de gènes coûteront sans doute très cher – par exemple, Novartis envisage de facturer 475 000 USD pour un traitement ponctuel de son traitement anticancéreux récemment approuvé, un médicament qui, au cours d’essais, a sauvé des patients menacés de mort. L’inégalité des revenus d’aujourd’hui, combinée aux outils de la biotechnologie et aux discours sur les «bébés sur mesure», conduira-t-elle à la sous-classe permanente de demain qui ne pourrait pas se permettre une amélioration génétique ?

Les progrès de la biotechnologie intensifient le débat, des questions relatives à la modification de la vie à sa création. Par exemple, une initiative récemment annoncée appelée GP-Write a pour objectif de synthétiser un génome humain entier à partir de blocs de construction chimiques au cours des 10 prochaines années. Les organisateurs du projet ont de nombreuses applications en tête, du retour de mammouths laineux à la croissance d’organes humains chez les porcs. Mais, comme l’ont souligné les critiques, la technologie pourrait permettre de produire des enfants sans parents biologiques ou de recréer le génome d’un autre être humain, à la manière de répliques cellulaires d’Einstein. «Créer un génome humain à partir de rien serait un énorme geste moral», écrivent deux bioéthiciens à propos du projet GP-Write. En réponse, les organisateurs de GP-Write insistent sur le fait qu’ils se félicitent d’un débat éthique vigoureux et qu’ils n’ont aucune intention de transformer des cellules synthétiques en êtres humains vivants. Mais cela ne garantit pas que la technologie en évolution rapide ne sera pas appliquée à l’avenir de façon imprévisible.

Les scientifiques travaillent pour créer de l’ADN humain synthétique

Quels sont les outils de la biotechnologie ?

1. Séquençage de l’ADN

Il est presque impossible d’imaginer la biotechnologie moderne sans séquençage de l’ADN. Étant donné que la quasi-totalité de la biologie est centrée sur les instructions contenues dans l’ADN, les biotechnologistes qui souhaitent modifier les propriétés des cellules, des plantes et des animaux doivent parler le même langage moléculaire. L’ADN est composé de quatre blocs de construction, ou bases, et le séquençage de l’ADN est le processus de détermination de l’ordre de ces bases dans un brin d’ADN. Depuis la publication du génome humain complet en 2003, le coût du séquençage de l’ADN a chuté de façon spectaculaire, ce qui en fait un outil de recherche simple et répandu.

Avantages : Sonia Vallabh venait juste d’obtenir son diplôme en droit lorsque sa mère est décédée des suites d’une maladie génétique rare et mortelle. Le séquençage de l’ADN a montré que Sonia portait également la mutation fatale. Mais loin de renoncer à son destin, Sonia et son mari Eric ont décidé de riposter. Aujourd’hui, ils sont étudiants de troisième cycle à Harvard, à la recherche d’un traitement curatif. Le séquençage de l’ADN a également permis à Sonia de tomber enceinte, car les médecins pouvaient tester ses œufs pour des œufs non porteurs de la mutation. Alors que les plans génétiques de la plupart des gens ne contiennent pas de mystères mortels, notre santé est de plus en plus prise en charge par les avancées médicales que le séquençage de l’ADN a permis. Par exemple, les chercheurs ont pu suivre l’épidémie d’Ebola de 2014 en temps réel à l’aide du séquençage de l’ADN. Et les sociétés pharmaceutiques conçoivent de nouveaux médicaments anticancéreux destinés aux personnes présentant une mutation spécifique de l’ADN. De nouveaux domaines, tels que la médecine personnalisée, doivent leur existence à la technologie de séquençage de l’ADN.

Risques : La simple lecture de l’ADN n’est pas nocive, mais elle est fondamentale pour l’ensemble de la biotechnologie moderne. Comme dit le proverbe, la connaissance, c’est le pouvoir, et l’utilisation abusive d’informations génétiques pourrait avoir des conséquences désastreuses. Bien que le séquençage de l’ADN ne puisse à lui seul produire des armes biologiques, il est difficile d’imaginer une guerre biologique sans pouvoir analyser les gènes de cellules ou de virus infectieux ou mortels. Et bien que nos propres informations ADN soient traditionnellement considérées comme personnelles et privées, contenant des informations sur vos ancêtres, votre famille et votre état de santé, les gouvernements et les entreprises incluent de plus en plus la signature ADN d’une personne dans les informations qu’ils collectent. Certains mettent en garde que de telles bases de données pourraient être utilisées pour suivre des personnes ou établir une discrimination sur la base de dossiers médicaux privés – une vision dystopique de l’avenir qui est familière à quiconque a vu le film Gattaca. Même la fourniture aux patients de leurs propres informations génétiques a fait l’objet d’un examen minutieux, si cela se fait sans contexte approprié, comme le prouve le différend entre la FDA et le service de test génétique direct au consommateur 23andMe. Enfin, les tests ADN ouvrent la porte à des questions éthiques délicates, telles que celle de savoir s’il faut mener une grossesse à terme après que le fœtus s’est avéré avoir une mutation génétique.

2. ADN recombinant ou ADN recombiné

Le domaine moderne de la biotechnologie est né lorsque les scientifiques ont manipulé pour la première fois – ou «recombiné» – l’ADN dans un tube à essai. Aujourd’hui, presque tous les aspects de la société sont affectés par ce que l’on appelle le «ADNr». Les outils d’ADN recombinant permettent aux chercheurs de choisir une protéine qu’ils considèrent importante pour la santé ou l’industrie, puis de la retirer de son contexte d’origine. Une fois retirée, la protéine peut être étudiée chez une espèce facile à manipuler, telle que la bactérie E. coli. Cela permet aux chercheurs de le reproduire en grandes quantités, de le préparer pour des propriétés améliorées et / ou de le transplanter dans une nouvelle espèce. La recherche biomédicale moderne, de nombreux médicaments à succès, la plupart des vêtements que vous portez et de nombreux aliments que vous consommez reposent sur la biotechnologie des ADNr.

Avantages : En termes simples, notre monde a été remodelé par l’ADNr. Les progrès de la médecine moderne sont inimaginables sans la possibilité d’étudier les cellules et les protéines avec l’ADNr et les outils utilisés pour le fabriquer, tels que la PCR, qui aide les chercheurs à «copier-coller» de l’ADN dans un tube à essai. Un nombre croissant de vaccins et de médicaments sont les produits directs de l’ADNr. Par exemple, presque toute l’insuline utilisée aujourd’hui pour traiter le diabète est produite par recombinaison. De plus, les amateurs de fromage seront peut-être intéressés de savoir que l’ADNr fournit les ingrédients pour la majorité des fromages à pâte dure produits dans les pays occidentaux. De nombreuses cultures importantes ont été modifiées génétiquement pour produire des rendements plus élevés, résister au stress environnemental ou pousser sans pesticides. Face aux menaces sans précédent du changement climatique, de nombreux chercheurs pensent que l’ADNr et les OGM seront essentiels aux efforts de l’humanité pour s’adapter aux changements environnementaux rapides.

Risques : Les inventeurs de l’ADNr ont eux-mêmes mis en garde le public et leurs collègues contre les dangers de cette technologie. Par exemple, ils craignaient que l’ADNr dérivé de bactéries résistantes aux médicaments ne s’échappe du laboratoire, menaçant le public de superbactéries infectieuses. Et les virus recombinants, utiles pour introduire des gènes dans les cellules d’une boîte de Pétri, pourraient au contraire infecter les chercheurs humains. Certaines des craintes initiales ont été apaisées lorsque les scientifiques ont compris que la modification génétique était beaucoup plus délicate que prévu, et une fois que les menaces réalistes ont été identifiées, telles que les virus recombinants ou la manipulation de toxines mortelles, des mesures de sécurité et de réglementation ont été mises en place. Néanmoins, il est à craindre que des scientifiques ou des bioterroristes voyous ne produisent des armes avec de l’ADNr. Par exemple, en 2006, les chercheurs n’avaient mis que trois ans pour fabriquer un poliovirus, et aujourd’hui, la même chose pourrait être accomplie en quelques semaines. Les récentes épidémies de grippe ont tué plus de 200 000 personnes et la diffusion malveillante d’un virus artificiel pourrait être beaucoup plus meurtrière, en particulier si les mesures préventives, telles que les stocks de vaccins, ne sont pas en place.

3. Synthèse de l’ADN

La synthèse de l’ADN présente l’avantage d’offrir aux chercheurs un contrôle total sur le produit final. Certains scientifiques pensent que le seul moyen de vraiment comprendre le génome consiste à en créer un à partir de ses blocs de construction de base. Construire l’ADN à partir de rien était traditionnellement trop coûteux et inefficace pour être très pratique, mais en 2010, les chercheurs l’ont fait, en synthétisant complètement le génome d’une bactérie et en l’injectant dans une cellule vivante. Depuis lors, les scientifiques ont créé des génomes de plus en plus gros, et récemment, le projet GP-Write a été lancé dans le but d’atteindre peut-être l’objectif ultime: la fabrication chimique d’un génome humain complet. Atteindre cet objectif – et dans un délai de 10 ans – nécessitera de nouvelles technologies et une explosion de la capacité de fabrication. Mais le succès du projet pourrait signaler l’impact de l’ADN synthétique sur l’avenir de la biotechnologie.

Bénéfices : Les coûts et les progrès techniques ont chuté, l’objectif de la synthèse totale du génome semble beaucoup plus immédiat. Les scientifiques espèrent que ces avancées, et les informations qu’elles permettent, faciliteront la création de cellules personnalisées pouvant servir de médicaments. Les applications fantastiques de la synthèse de l’ADN incluent les cellules humaines immunisées contre tous les virus ou le stockage de données basé sur l’ADN. Le professeur George Church, de Harvard, a proposé l’utilisation de la technologie de synthèse d’ADN pour «éliminer» le pigeon voyageur, le mammouth laineux ou même le Néandertalien. Une société espère éditer des cellules de porc en utilisant la technologie de synthèse de l’ADN afin que leurs organes puissent être transplantés chez l’homme. Et l’ADN est une option efficace pour stocker des données, comme l’ont récemment démontré des chercheurs en enregistrant un fichier de film dans le génome d’une cellule.

Risques : La synthèse de l’ADN a suscité une controverse importante et des préoccupations éthiques. Par exemple, lorsque le projet GP-Write a été annoncé, certains ont critiqué les organisateurs pour les possibilités troublantes que la synthèse de génomes pourrait évoquer, le comparant à jouer à Dieu. Serait-il éthique, par exemple, de synthétiser le génome d’Einstein et de le transplanter dans des cellules? La technologie nécessaire pour le faire n’existe pas encore, et les dirigeants de GP-Write ont décidé de ne pas créer de génomes humains dans des cellules vivantes, mais certains exigent toujours que le débat éthique se déroule bien avant l’arrivée de la technologie. De plus, la synthèse d’ADN bon marché pourrait un jour démocratiser la capacité de fabriquer des armes biologiques ou d’autres nuisances, comme l’a démontré un virologue lorsqu’il a fabriqué le virus de la variole (lié au virus qui cause la variole) avec l’ADN commandé par Internet. (Il convient toutefois de noter que les autres composants nécessaires à la fabrication du virus de la variole sont un équipement spécialisé et une expertise technique approfondie.)

Les dangers de l’édition du génome humain pour la reproduction

4. Edition du génome

De nombreuses maladies ont une base dans notre ADN et, jusqu’à récemment, les médecins ne disposaient que de très peu d’outils pour s’attaquer aux causes profondes. Cela semble avoir changé avec la découverte récente d’un système d’édition d’ADN appelé CRISPR / Cas9. (Remarque sur la terminologie: CRISPR est un système immunitaire bactérien, tandis que Cas9 en est un composant protéique, mais les deux termes sont souvent utilisés pour désigner la protéine.) Il agit dans les cellules comme un ciseau à ADN, ouvrant des fentes dans le génome où les scientifiques peuvent insérer leur propre séquence. Même si la capacité de couper l’ADN n’était pas sans précédent, Cas9 insuffle à la concurrence son efficacité et sa facilité d’utilisation. Même s’il s’agit d’un nouveau venu dans le secteur de la biotechnologie, une bonne partie de la communauté scientifique a déjà été victime de la «fièvre CRISPR» et les sociétés de biotechnologie s’efforcent de transformer les outils de modification du génome en un prochain produit pharmaceutique à grand succès.

Avantages : L’édition du génome peut être la solution pour résoudre des maladies génétiques actuellement difficiles à traiter, telles que la fibrose kystique, provoquée par un seul défaut génétique. Si Cas9 peut être inséré d’une manière ou d’une autre dans les cellules d’un patient, il pourrait réparer les mutations à l’origine de telles maladies et offrir un traitement permanent. Même les maladies causées par de nombreuses mutations, comme le cancer, ou par un virus, comme le VIH / sida, pourraient être traitées à l’aide de l’édition du génome. Récemment, un panel de la FDA a recommandé une thérapie génique pour le cancer, qui a donné des réponses spectaculaires aux patients ayant épuisé tous les autres traitements. Les outils d’édition du génome sont également utilisés pour créer des modèles de laboratoire de maladies, des cellules qui stockent des mémoires et des outils permettant de détecter des virus épidémiques tels que Zika ou Ebola. Et comme décrit ci-dessus, si un forçage génique, qui utilise Cas9, est déployé efficacement, nous pourrions éliminer des maladies telles que le paludisme, qui tue près d’un demi-million de personnes chaque année.

Risques : Cas9 a suscité presque autant de controverses que de passions, car l’édition du génome comporte à la fois des problèmes de sécurité et des risques éthiques. Couper et réparer l’ADN d’une cellule n’est pas sans risque, et des erreurs de processus pourraient aggraver une maladie, pas l’améliorer. La modification du génome dans les cellules reproductrices, telles que les spermatozoïdes ou les ovules, pourrait entraîner des modifications génétiques héréditaires, ce qui signifie que des mutations dangereuses pourraient être transmises aux générations futures. Et certains mettent en garde contre les utilisations non éthiques de l’édition du génome, craignant une montée en puissance des « bébés sur mesure » si les parents sont autorisés à choisir les caractéristiques de leurs enfants, même s’il n’existe actuellement aucun lien direct entre leurs gènes leur intelligence, leur apparence, etc.

De la même manière, le forçage génique, même si il minimise peut-être la propagation de certaines maladies, est susceptible de causer de graves dommages étant donné qu’il est destiné à tuer ou à modifier une espèce entière. Un forçage génique réussi peut avoir des impacts écologiques non souhaités, être utilisé avec une intention malveillante ou se transformer de manière inattendue. Enfin, bien que la capacité n’existe pas actuellement, il n’est pas exclu qu’un agent malveillant puisse développer des armes biologiques génétiquement sélectives pour cibler des individus ou des populations présentant certains traits génétiques

Future of Life Institute

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