Human Nature : de la science-fiction vers la réalité scientifique

CRISPR : le film

Et si la plus grande révolution technologique du XXIe siècle était biologique ? De la guérison de maladies à la transformation de la biosphère, les applications de CRISPR-Cas9 donnent un contrôle sans précédent sur les éléments de notre environnement. Quelles conséquences ont-elles sur notre relation à la nature ?

Lorsque Adam Bolt, lauréat d’un Oscar et d’un Emmy, réalise un documentaire en collaboration avec une équipe d’écrivains et de scientifiques de renommée mondiale et que l’icône des médias Dan Rather soutient le projet en tant que producteur exécutif, vous pouvez être presque certain qu’il y a une histoire à raconter – une histoire importante aux implications profondes, et qui est bien documentée.

Le documentaire Human Nature est une exploration provocante de CRISPR, la percée scientifique qui nous a permis d’exercer un contrôle sans précédent sur les fondements de la vie.

Human Nature examine CRISPR du point de vue des scientifiques qui l’ont découvert, des familles qu’il touche et des bio-ingénieurs qui mettent à l’épreuve ses limites. Le génie génétique ouvre la porte à la guérison des maladies, à la transformation de la biosphère et à la conception de nos propres enfants. En quoi ce nouveau pouvoir changera-t-il notre relation avec la nature ? Qu’est-ce que cela signifiera pour l’évolution humaine ? Cette intervention humaine est-elle une bonne chose ou comporte-t-elle des risques scientifiques ou éthiques inhérents ? Jusqu’où l’homme peut-il aller moralement ? Où est la limite que nous ne pouvons pas dépasser et qui la définit ?

Pour commencer à répondre à ces questions, nous devons regarder des milliards d’années en arrière et regarder vers un avenir incertain.

Mais tout d’abord, qu’est-ce que CRISPR, en termes simples ?

D’un point de vue non scientifique, CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) est une protéine qui est souvent décrite comme des “ciseaux moléculaires”, ou un “software” qui peut être programmé pour retrouver une séquence très précise dans un ADN et pour le couper. L’ADN humain contient plus de 3 milliards de lettres dans chaque cellule et se renouvelle et se répare en permanence. Au cours de ce processus, des erreurs de copie peuvent se produire. CRISPR-Cas9 est une protéine qui permet aux scientifiques d’effectuer des changements très précis exactement là où ils sont nécessaires. Mais comment pouvez-vous faire cela avec quelque chose qui est 40 000 fois plus petit qu’un cheveu humain ?

CRISPR est en fait un processus naturel que les humains ont appris à maîtriser en étudiant comment les micro-organismes l’utilisent pour désactiver les virus d’une manière très précise. “Il est devenu un mot courant à la fin de 2012 et au début de 2013, après qu’une série d’articles aient montré qu’il pouvait être utilisé pour modifier avec précision l’ADN des humains, des cultures, des animaux, des insectes, etc. Il s’est avéré être un outil presque universel pour l’édition génétique. Et puis les choses ont commencé à aller très vite. En moins d’un an, quelqu’un avait utilisé CRISPR pour éditer des embryons de singes, et il est devenu évident qu’il serait bientôt possible de le faire aussi chez l’homme“, explique Adam Bolt, le réalisateur du documentaire.

Pourquoi le système CRISPR/Cas9 est-il révolutionnaire ?

Et cela a de profondes implications. Jusqu’à très récemment, le génie génétique chez l’homme se limitait à ce que l’on appelle les “cellules somatiques”. La plupart des cellules de votre corps sont des cellules somatiques – cellules cutanées, cellules sanguines, cellules du cerveau, etc. Si l’ADN de ces cellules est modifié, ce changement est limité à ce tissu particulier. Mais si l’ADN des spermatozoïdes, des ovules ou des cellules embryonnaires sont modifiés, ce changement est transmis aux générations futures. C’est ce qu’on appelle l’édition de la lignée germinale, et cela n’avait jamais été possible chez l’homme avant CRISPR.

CRISPR est l’histoire scientifique la plus importante que le grand public ne connaît pas. CRISPR permet une manipulation rapide, peu coûteuse et précise de l’ADN, la molécule qui contient le modèle chimique de toute vie sur Terre. CRISPR déclenche déjà une révolution en biotechnologie et en génétique. Les scientifiques le comparent souvent à la révolution de l’Internet en termes de portée et d’importance, CRISPR a un rôle comparable à celui de l’ordinateur personnel ou du smartphone” – Adam Bolt

Le fait que le “piratage de l’ADN” ou “hacking de l’ADN”, comme certains l’appellent, est technologiquement faisable n’est plus une question. Mais ces dernières années, la communauté scientifique est passée du potentiel à la possibilité dans un scénario sans précédent du Meilleur des mondes dans des eaux inexplorées. Human Nature examine de près les ramifications. Prenons par exemple le cas de David Sanchez, un adolescent atteint de drépanocytose. Un remède est déjà en cours de développement, qui apportera de l’aide à des centaines de milliers de personnes… Qu’en est-il de l’enfant de 11 ans atteint d’OCA2, une forme d’albinisme ? De telles conditions devraient-elles être éliminées de nos génomes avant la naissance ? Où tracer la frontière entre la maladie et la diversité ?

Il y a des applications cliniques justifiées où la technologie est une bénédiction, ou du moins un terrain pour un discours social constructif.

Mais que se passe-t-il si les parents demandent simplement que leur progéniture soit beaucoup plus grande qu’eux ou qu’elle ait des capacités spécifiques ? Peut-être que les employeurs veulent conditionner leur personnel à ne jamais avoir besoin d’une pause, ou les exigences militaires pour rendre leurs soldats immunisés contre la peur et la douleur ? Quand Vladimir Poutine est montré dans le documentaire discutant de l’ingénierie de parfaits musiciens ou mathématiciens et termine ses remarques par “Ce que j’ai dit est peut-être plus terrifiant qu’une bombe nucléaire”, cela pourrait donner lieu à une pause en effet.

Le documentaire d’Adam Bolt examine ces questions sans préjugés et non sans humour. Ce qui pourrait être un sujet plutôt ennuyeux pour n’importe quel non-scientifique, prend soudainement vie à travers des cas et des récits. Mais comme le souligne Human Nature, nous sommes à la fin du commencement, pour le meilleur ou pour le pire.

CRISPR est le résultat de la découverte de Jennifer Doudna, biochimiste américaine et professeure à l’Université de Berkeley et d’Emmanuelle Charpentier, microbiologiste française, deux scientifiques remarquables qui ont mis au point cet outil biotechnologique révolutionnaire. L’équipe de recherche autour de ces femmes formidables est composée de chercheurs internationaux, dont certains sont originaires de pays qui subissent les récentes restrictions actuellement en vigueur concernant les voyages aux États-Unis. Un entretien entre Jennifer Doudna et Dan Rather, l’un des journalistes les plus connus au monde depuis un demi-siècle, évoque des questions scientifiques, mais aussi philosophiques, religieuses et même politiques :

Dan Rather a également apporté son soutien au documentaire en tant que l’un des trois producteurs exécutifs. Toujours aussi aiguisé, cet homme de 87 ans adore les sciences et est conscient qu’il est essentiel de raconter les histoires scientifiques pour susciter des conversations sur ces sujets importants. Dans une entrevue accordée au CBC/Radio-Canada, il déclare : “J’ai eu beaucoup de chance et, en tant que journaliste, j’ai couvert ma part d’événements importants. Je ne pense pas avoir jamais couvert quelque chose qui ait le potentiel d’avoir une portée et une conséquence aussi importantes que cette percée scientifique en matière d’édition génétique.”

La technologie n’en est encore qu’à ses balbutiements et a beaucoup de potentiel pour faire le bien, mais elle comporte un risque inhérent si elle est entre de mauvaises mains, a déclaré Rather. “Nous savons littéralement, en théorie, comment concevoir des bébés – nous avons maintenant la percée biologique qui permettra à quelqu’un de le faire.” Les gens doivent commencer à poser des questions critiques, dit-il, et il faut qu’il y ait une réglementation. Mais “…. si elle doit être réglementée, qui doit la réglementer – est-ce l’ONU, les gouvernements individuels ? Et comment faites-vous cela ? C’est la conversation que nous devons avoir avec nous-mêmes en ce moment.”

Le réalisateur Adam Bolt mérite d’être félicité pour sa façon sensible et délicate de traiter une question brûlante.

Il s’est lancé dans le projet avec un esprit ouvert, mais il a rapidement été frappé par l’ampleur du débat au sein de la communauté scientifique sur la manière d’aborder CRISPR. “Par exemple, de nombreux scientifiques sont vraiment troublés par l’idée que nous pourrions concevoir nos propres enfants et pensent que modifier les générations futures est une ligne que nous ne devrions jamais franchir. Mais d’autres ne voient pas autant de différence entre CRISPR et d’autres technologies (voyages dans l’espace, médecine moderne et même agriculture) qui, d’une certaine manière, ont “changé ce que cela signifie d’être humain”. C’est un domaine où il n’y a pas de réponses faciles, même pour ceux qui comprennent le mieux la science.”

La société à l’origine de ce documentaire, Wonder Collaborative, rassemble des conteurs novateurs et une communauté scientifique mondiale dans un esprit d’expérimentation et de collaboration pour révolutionner le cinéma scientifique en produisant merveille, émerveillement et diversité des découvertes.

Les scientifiques ont tendance à être prudents. Ils se méfient du battage médiatique et ne sont pas connus pour faire des allégations farfelues. C’était donc vraiment frappant quand j’entendais sans cesse des chercheurs éminents dire ces choses extraordinaires à propos de CRISPR : qu’il pourrait nous permettre de remodeler la biosphère, de guérir des maladies incurables et de concevoir nos propres enfants. Ils en ont parlé comme d’une technologie qui pourrait changer l’avenir d’une manière gigantesque et inconnaissable. De plus, CRISPR a semblé exploser de nulle part, si soudainement que des choses que tout le monde pensait être à des décennies de distance se produisent littéralement en ce moment.” – Adam Bolt

Nature

Les scientifiques chinois déclarent avoir trouvé une alternative plus sûre à l’outil CRISPR

Des chercheurs de l’Université de Pékin, en Chine, ont mis au point une nouvelle technologie d’édition des génomes. Ils pensent que cette technologie est prometteuse comme solution de remplacement de CRISPR pour lutter contre les maladies humaines.

Selon un article publié lundi dans la revue Nature Biotechnology, cette nouvelle technologie, LEAPER, qui signifie “leveraging endogenous ADAR for programmable editing of RNA”, fonctionne de manière similaire à CRISPR-Cas13, ciblant les molécules d’ARN par opposition à l’ADN comme le célèbre CRISPR-Cas9.

Mais alors que CRISPR-Cas13 s’appuie à la fois sur un guide ARN et sur l’enzyme Cas13 pour effectuer ses modifications sur l’ARN, le système LEAPER n’a besoin que d’un seul composant, appelé ADAR-recruiting RNAs (arRNAs). Cela rend le système “plus facilement livrable et moins susceptible d’entraîner des réponses immunitaires cellulaires indésirables”, ont déclaré les chercheurs au média chinois Caixin.

En ce qui concerne les utilisations potentielles de leur alternative CRISPR, le chercheur de Pékin Zhou Zhuo a déclaré à Caixin qu'”il existe des perspectives claires d’utilisation de cette technologie dans le traitement des maladies”.

En fait, lors de tests de cellules prélevées sur des personnes atteintes du syndrome de Hurler, une maladie génétique débilitante, LEAPER a pu corriger “des quantités suffisantes” de l’ARN muté des cellules, a déclaré à Caixin Ernst Wolvetang, généticien de l’Université du Queensland, qui n’a pas participé à cette recherche.

Cependant, la recherche n’en est encore qu’à ses débuts et ne fait que commencer à faire des essais sur des animaux – ce qui signifie que nous ne saurons pas avant un certain temps si LEAPER détrônera CRISPR en tant que technologie prééminente d’édition génétique.

The Global Times

* Adenosine Deaminase Acting on RNA (ADAR)

Cinq couples acceptent de recourir à CRISPR pour éviter la surdité de leurs bébés

Les avantages de l’audition valent-ils les risques de la modification génétique ?

Denis Rebrikov veut utiliser CRISPR pour créer plus de bébés génétiquement modifiés – et il sait déjà qui sont leurs parents.

En juin, le biologiste russe a annoncé à Nature qu’il envisageait de modifier génétiquement des embryons humains, puis de les mener à terme. Jusqu’à présent, une seule personne – le scientifique chinois He Jiankui – a déjà produit des bébés modifiés, en affirmant que les modifications empêcheraient les bébés d’hériter du VIH de leur père.

Un biologiste russe va créer d’autres bébés modifiés avec CRISPR

Début juillet, Rebrikov a déclaré à New Scientist qu’il avait cinq couples russes désireux de le laisser modifier les gènes de leurs embryons pour une raison différente et socialement chargée : empêcher la progéniture d’hériter de la surdité de leurs parents.

Rebrikov a déclaré au New Scientist que chaque parent intéressé par son étude est sourd à cause de mutations de son gène GJB2. Lorsque deux personnes atteintes de ces mutations se reproduisent, l’enfant est assuré d’être sourd à la naissance.

En utilisant CRISPR pour modifier une copie du gène GJB2 dans un embryon fécondé, Rebrikov pense qu’il sera en mesure d’exaucer le souhait des parents d’avoir un enfant biologique qui ne soit pas sourd.

Si Rebrikov veut utiliser CRISPR sur des embryons humains – et il semble que personne en dehors de la Russie ne puisse faire quoi que ce soit pour l’arrêter – cette utilisation de CRISPR est potentiellement plus justifiable que les tentatives inutiles de He Jiankui pour prévenir le VIH.

“C’est clair et compréhensible pour les gens ordinaires”, a-t-il déclaré au New Scientist. “Chaque nouveau bébé serait sourd sans l’édition de la mutation génique.”

Contrairement à He Jiankui, qui a agi sans consulter au préalable les autorités chinoises, Rebrikov envisage de contacter le gouvernement russe dans quelques semaines pour demander la permission avant de commencer son expérience controversée CRISPR.

L’utilisation de CRISPR par Rebrikov serait peut-être plus justifiable sur le plan médical que celle de Jiankui, mais cela ne signifie pas pour autant qu’elle n’est toujours pas très controversée.

Pour commencer, certains ne pensent pas que la surdité soit une condition qui doit être traitée. Ils soutiennent que la surdité est une culture qui devrait être adoptée et non un handicap. En fait, certains voient les chirurgies ou les appareils médicaux conçus pour donner aux personnes sourdes la capacité d’entendre comme une forme de “génocide” contre un groupe minoritaire.

Beaucoup de ces personnes – ainsi que d’autres dont la surdité ne peut être traitée par des interventions médicales – mènent une vie remplie et saine sans être capables d’entendre. Et à ce stade précoce de la recherche CRISPR, certains scientifiques pensent que nous ne devrions pas prendre le risque d’expérimenter la technologie sur les humains à moins que cela ne soit nécessaire pour sauver leur vie.

“Les premiers essais sur l’homme devraient commencer avec des embryons ou des nourrissons n’ayant rien à perdre, avec des conditions mortelles», a déclaré le bio-éthicien de l’Université d’Oxford, Julian Savulescu, à New Scientist. “Vous ne devriez pas commencer avec un embryon susceptible de mener une vie normale.”

New Scientist

Un biologiste russe va créer d’autres bébés modifiés avec CRISPR

Lorsque le chercheur chinois He Jiankui a annoncé qu’il avait édité des embryons humains et les avait menés à terme, donnant ainsi naissance aux premiers humains dotées de gènes modifiés, les scientifiques du monde entier ont rapidement condamné son expérience controversée.

Mais le biologiste russe Denis Rebrikov était apparemment inspiré par le travail de He. Plus tôt en juin, il avait confié à Nature qu’il espérait créer ses propres bébés CRISPR, probablement avant la fin de 2019. Les dirigeants de la communauté scientifique mondiale affirment désormais qu’ils ne peuvent rien faire pour l’arrêter.

Naissance imminente d’un troisième bébé génétiquement modifié

Malgré le soutien de la puissante Organisation des Nations Unies, le comité consultatif de l’Organisation mondiale de la santé sur l’édition du génome humain est impuissant pour stopper Rebrikov, a déclaré Margaret Hamburg, co-présidente du comité.

« Je ne sais pas où nous trouverons les moyens de faire une partie de ce qui doit être fait en fin de compte pour réagir dans de telles situations », a-t-elle dit, notant plus tard que Rebrikov « a été très explicite, mais que nous ne sommes pas en mesure de faire appliquer ou même d’évaluer la nature du travail et la façon dont il va progresser ».

Victor Dzau, président de l’Académie nationale de médecine américaine, a également fait part de ses préoccupations concernant le projet de Rebrikov de créer des bébés CRISPR.

“C’est fou, et cela m’inquiète énormément”, a-t-il déclaré, “mais je ne sais pas ce que nous pouvons faire pour l’arrêter.” “Chaque pays a sa propre souveraineté”, a-t-il ajouté, ce qui signifie qu’il appartient maintenant à la Russie de mettre un terme ou non à l’expérience controversée.

STAT

Les Etats-Unis ont officiellement commencé à utiliser CRISPR sur les humains

Les Nations Unies demandent un registre des projets d’édition du génome humain

Un comité consultatif n’a pas réussi à demander l’interdiction de cette technologie

L’Organisation mondiale de la santé (OMS), une agence des Nations Unies, tente de déterminer comment les scientifiques pourraient modifier de façon responsable les génomes humains dans leurs laboratoires – afin d’empêcher le prochain He Jiankui de réaliser des expériences génétiques non publiées sur des sujets humains.

Plus précisément, l’OMS a annoncé mardi qu’un comité consultatif ne recommandait pas d’interdire la recherche sur l’édition génétique humaine, mais affirmait que les chercheurs devraient s’inscrire auprès du gouvernement avant de commencer une expérience.

Bon nombre des recommandations de l’organisme reflètent la façon dont la recherche clinique est actuellement gérée aux États-Unis, où les scientifiques sont tenus d’obtenir l’approbation préalable des organismes de réglementation et de publier les mises à jour de leurs études dans une base de données accessible au public.

“La correction du génome s’accompagne de promesses incroyables pour la santé, mais elle pose aussi certains risques, sur le plan éthique comme médical”, a déclaré Tedros Adhanom Ghebreyesus, Directeur général de l’OMS.

The Scientist souligne que l’OMS est parvenue à des conclusions différentes de celles de nombreux scientifiques qui ont demandé l’arrêt temporaire des recherches sur la modification génétique humaine afin que les leaders dans ce domaine puissent trouver le moyen le plus responsable et le plus éthique d’aller de l’avant. Mais cela ne veut pas dire que l’OMS souhaite que les scientifiques fassent abstraction de la prudence.

“Le comité convient qu’il est irresponsable pour le moment de procéder à des applications cliniques de la modification de la lignée germinale humaine”, a déclaré la coprésidente du comité, Margaret Hamburg, au New York Times.

Ces recommandations peuvent toutefois changer. Au cours des deux prochaines années, le groupe d’experts continuera d’étudier la question de l’édition génétique humaine, en consultant d’autres experts et dirigeants avant de mettre au point un ensemble définitif de normes internationales.

The Scientist, New York Times

Résumé du deuxième Sommet international sur l’édition du génome humain

Une nouvelle publication des académies nationales fournit un bref résumé des présentations et des discussions qui ont eu lieu en novembre dernier lors du deuxième Sommet international sur l’édition du génome humain.

Deuxième Sommet international sur la modification du génome humain : poursuite du débat mondial

Les 27 et 29 novembre 2018, l’Académie nationale des sciences des États-Unis et l’Académie nationale de médecine des États-Unis, la Société royale du Royaume-Uni et l’Académie des sciences de Hong Kong ont convoqué le deuxième Sommet international sur la modification du génome humain à l’Université de Hong Kong. Le sommet a rassemblé plus de 500 chercheurs, éthiciens, décideurs, représentants d’académies scientifiques et médicales, de groupes de patients et d’autres organisations du monde entier. Au cours de cette manifestation de deux jours et demi, des sujets tels que les avantages et les risques potentiels de la modification du génome humain, les perspectives éthiques et culturelles, les considérations réglementaires et politiques, ainsi que les efforts de sensibilisation et de mobilisation du public ont été explorés. Cette publication résume les présentations et les discussions de l’événement.

National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2019. Second International Summit on Human Genome Editing: Continuing the Global Discussion: Proceedings of a Workshop–in Brief. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/25343.

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La guerre post-humaniste 2 : Géopolitique du génome

La prolifération de nouveaux éléments nous pousse à prolonger notre dossier du numéro précédent, à propos des initiatives dans la modification génétique à l’international.

Actualités touchant le génome

Les CAR-T cells permettent de traiter certains cancers du sang en modifiant génétiquement les cellules du patient. Le CAR (Chimeric Antigen Receptor) est un récepteur antigénique chimérique que l’on intègre par modification génétique aux cellules immunitaires du patient (les lymphocytes T) afin qu’elles identifient et attaquent les cellules tumorales. Ce ne serait ni plus ni moins « la découverte de l’année », selon la puissante association américaine de cancérologie ASCO. Selon les premiers résultats, le taux de rémission est de 83 % pour les patients traités au CAR-T cells contre environ 15 % pour les autres enfants et adultes jusqu’à 25 ans atteints de leucémie aiguë réfractaire. Dans le cas de patients atteints d’un lymphome diffus à grandes cellules B réfractaire, une rémission complète ne toucherait que 5 à 10 % des individus traités avec une chimiothérapie conventionnelle contre 40 % de rémission complète 15 mois après le traitement par CAR-T. Les deux hôpitaux parisiens Saint-Louis et Robert-Debré seront les premiers labellisés « centres experts pour le traitement par cellules CAR-T » en Europe. Toujours en France, l’Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (ANSM) a délivré aux laboratoires américains, Gilead Sciences et Kite (sa filiale axée sur la thérapie cellulaire autologue T), et au groupe pharmaceutique suisse Novartis des autorisations temporaires d’utilisation (ATU) de ces traitements, nécessaires avant une possible autorisation de mise sur le marché (AMM).

Le laboratoire pharmaceutique Glaxosmithkline ou GSK (l’un des plus gros au monde) a annoncé le rachat des données génétiques de 5 millions de clients au spécialiste US de l’analyse génétique 23andMe (un des plus grands fabricants de tests ADN à domicile) pour un coût de 300 M$. Ces clients ont transmis leur salive à la société pour en savoir plus sur leur ADN, leur ascendance et ainsi obtenir des rapports de santé personnalisés. GSK a racheté toutes ces informations pour leurs études pharmaceutiques. Plus de 5 millions de personnes ont envoyé un échantillon de salive en échange d’informations, notamment sur leur risque de développer un cancer du sein.

Avec la manipulation génétique, une équipe de scientifiques de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) a réussi à transférer la mémoire d’un escargot de mer à un autre, le 14 mai dernier. L’expérience, décrite dans la revue scientifique eNeuro, consiste à stimuler la mémoire des escargots grâce à une sensibilisation par faible choc électrique sur la queue. En provoquant leur réflexe défensif de contraction de la queue, les escargots « entraînés » après 24 h, contractent ce membre pendant cinquante secondes contre une seconde pour les « non entraînés ». L’ARN (acide nucléique essentiel dans le transport du message génétique et la synthèse des protéines) du système nerveux des escargots entraînés est ensuite extrait pour l’injecter dans les spécimens non entraînés. Vingt-quatre heures plus tard, ces derniers avaient le même réflexe de défense que les escargots ayant subi des chocs électriques. À terme, les chercheurs espèrent transférer la mémoire d’un humain à un autre. Une expérience qui fait penser à celle réalisée fin 2017, où le collectif OpenWorms avait entrepris d’analyser minutieusement le cerveau du ver Caenorhabditis elegans pour le reproduire virtuellement et le télécharger dans un robot Lego. Résultat : sans aucune programmation, le cerveau virtuel a pris le contrôle du robot, qui s’est comporté comme l’animal et a même réagi à la simulation des capteurs de nourriture destinés au ver.

La guerre post-humaniste

Les ciseaux moléculaires CRISPR et la course à la modification génétique

Actuellement, un nouveau projet international est en cours pour réécrire entièrement le génome humain. Le séquençage du génome, qui consiste à identifier tous les gènes de notre espèce, avait déjà pris 13 années. L’objectif de ce nouveau programme nommé Recode est de créer un génome 100 % synthétique. Si l’objectif reste généralement thérapeutique dans un premier temps, se posent toujours des questions éthiques, à différents niveaux selon les espaces civilisationnels [cf. Géopolitique Profonde n° 6].

Réécrire un génome, c’est une sorte de formatage ou de remise à zéro des gènes humains. Le qualificatif de « modifié génétiquement » se réfère à des plantes et des animaux qui ont été modifiés d’une manière qui ne serait pas apparue naturellement à travers l’évolution, comme le transfert d’un gène d’une espèce à une autre pour doter l’organisme d’un nouveau caractère (résistance aux parasites ou une tolérance accrue à la sécheresse). L’entreprise biopharmaceutique Cellectis a par exemple créé son outil d’édition de génome appelé TALEN en association avec l’Institut Wyss de Harvard pour couper l’ADN, ôter, coller, modifier toutes les mutations, tous les défauts ou toutes les particularités acquises au cours de milliers d’années d’évolution.

Pour l’exemple, l’agence militaire étasunienne DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) et le ô grand milliardaire philanthrope Bill Gates auraient investi 100 M$ dans le « forçage génétique ». Cette technique de manipulation génétique a pour but de modifier un gène pour qu’il soit ensuite rapidement transmissible à toute une espèce animale ou végétale. Ceci pourrait, par exemple, limiter la capacité de reproduction d’une espèce, la rendre plus sensible ou insensible à une maladie ou à un produit chimique. Des expérimentations pourraient se dérouler en Australie, en Nouvelle-Zélande, au Burkina Faso, en Ouganda, au Mali et au Ghana. La Fondation Bill & Melinda Gates aurait au passage également consacré 1,6 M$ en lobbying via la société Emerging A.G pour promouvoir cette expérimentation.

Aujourd’hui, ce sont les technologies d’édition de gènes CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) qui sont les plus médiatisées. Elles permettent d’introduire de nouveaux caractères en réécrivant directement le code génétique de la cible (végétaux, animaux, humains). Dans l’agriculture, cela présente l’avantage d’être plus rapide et plus précis que la culture conventionnelle (sélection des plantes), tout en étant moins controversé que les techniques OGM. En 2012, l’outil d’édition génique CRISPR-Cas9 émerge de la collaboration des chercheuses française Emmanuelle Charpentier et américaine Jennifer Doudna avec la publication de leurs recherches à l’Université de Californie à Berkeley.

CRISPR se traduit littéralement par « Courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées ». Il s’agit de famille de séquences répétées dans l’ADN. Le deuxième terme Cas9, quant à lui, renvoie à l’endonucléase, une enzyme capable de couper les deux brins de l’hélice d’ADN. En combinant les deux, on obtient les « ciseaux moléculaires » CRISPR-Cas9 qui permettent d’éditer le génome, de couper l’ADN, d’inactiver des gènes ou d’en introduire. Ses applications peuvent être plurielles dans la recherche fondamentale, la médecine et la biotechnologie. La simplicité de cette technique et son bas coût peuvent amener à des dérives multiples, dans la manipulation d’embryons par exemple.

Contrairement aux deux méthodes de coupures d’ADN 1) des protéines TALEN (Transcription activator-like effector nucleases – nucléases effectrices de type activateur de transcription) et 2) des nucléases à doigt de zinc — le ciblage de l’ADN par le procédé CRISPR-Cas9 est plus direct et ne requiert pas de modification de la protéine, mais seulement de l’ARN guide. De nombreuses sociétés investissent dans la recherche sur ce nouvel outil d’altération génétique.

Le US Patent and Trademark Office (USPTO – Bureau américain des brevets et des marques de commerce) a accordé deux nouveaux brevets CRISPR à l’Université de Californie à Berkeley. En 2017, l’instance a accordé à Feng Zhang et à son équipe du Broad Institute of Harvard et du MIT un autre brevet convoité pour utiliser l’outil CRISPR-Cas9 dans l’édition d’ADN de mammifères : il y a une bataille juridique pour déterminer lequel des scientifiques devient propriétaire, car l’équipe de Jennifer Doudna a fait appel de cette décision. Ce 10 septembre 2018, la Cour d’appel des États-Unis a confirmé cette dernière décision du USPTO. Le brevet donne à un inventeur la propriété légale de son invention ou découverte. Il est le seul à pouvoir donner l’autorisation à quiconque voulant utiliser son idée et collecter l’argent de l’octroi de la licence.

Deux sociétés américaines, Indoor Technologies et Felix Pets, se font concurrence pour modifier génétiquement des embryons de chats afin de les rendre hypoallergéniques, c’est-à-dire qu’il ne présenteraient plus le gène qui provoque des allergies aux humains. Des brevets ont été déposés en 2016 pour utiliser le Crispr-Cas9 pour couper le gène bien identifié qui provoque l’allergie, la protéine Fel d 1.

L’américain Sangamo Therapeutics a testé un procédé d’édition du génome in vivo destiné à lutter contre le rare syndrome de Hunter (maladie génétique lysosomale) sur quatre personnes. Les premiers résultats non réussis de son essai clinique ont été publiés. Les médecins ont utilisé les nucléases à doigt de zinc en tant que ciseau moléculaire et non CRISPR.

L’utilisation de CRISPR sur l’Homme est plus compliquée à tester en raison des réflexions éthiques que le procédé suscite. Les premiers essais cliniques utilisant CRISPR sur l’être humain ont débuté rapidement, avec un recul encore probablement insuffisant. En 2017, des scientifiques américains de l’Oregon Health & Science University ont franchi un cap en déclarant utiliser cette technologie pour éditer des embryons humains après deux ans d’attente pour l’autorisation éthique de leurs expériences. L’hôpital de l’Université de Pennsylvanie et l’agence US de régulation Food and Drug Administration (FDA) ont mis tout autant de temps à obtenir le feu vert pour tester une thérapie basée sur CRISPR sur 18 patients cancéreux. La société CRISPR Therapeutics de Cambridge (Massachusetts) aimerait aussi démarrer des essais cliniques de phase I en utilisant CRISPR pour traiter des patients atteints du trouble bêta-thalassémies (maladie génétique de l’hémoglobine). L’américain Editas Medicine doit également lancer sous peu un essai clinique utilisant la technique CRISPR pour traiter une forme rare de cécité.

Au vu des ralentissements prudents de la FDA à propos des essais cliniques sur l’Homme sur le sol américain depuis mai 2018, un premier essai clinique utilisant CRISPR-Cas9 chez l’homme a été lancé à l’hôpital de Ratisbonne (Allemagne). Deux sociétés US, Vertex Pharmaceuticals et CRISPR Therapeutics, se sont associées pour développer le traitement expérimental CTX001. L’essai clinique (phase 1/2) compte douze adultes atteints de bêta-thalassémie (maladie génétique de l’hémoglobine) pour prélèvement de leurs cellules sanguines, traitement in vitro et réinjection. C’est la course aux essais cliniques.

Chez les Britanniques, l’organisme de bienfaisance indépendant basé à Londres Nuffield Council on Bioethics (NCB) a pondu un rapport sur les problèmes sociaux et éthiques liés à l’édition et à la reproduction du génome humain. Le bienfaiteur autoproclamé a pour habitude d’analyser les questions éthiques en biologie et en médecine. Selon sa récente étude, l’édition d’embryons, de spermatozoïdes et des ovules humains est « moralement acceptable» sous la condition que « la modification ne compromette pas le bien-être de l’individu en devenir (la personne issue de l’embryon qui aura subi une édition génétique) ou que cela n’augmente pas le désavantage, la discrimination ou la division dans la société ».

Au Japon, les autorités étudient une autorisation prochaine de la recherche fondamentale sur les modifications génétiques des embryons humains (avec l’outil CRISPR-Cas9), dans le cadre de la recherche sur les traitements de procréation assistée. La validation de la directive est prévue d’ici avril 2019 après consultation de la population. Les embryons altérés seront ceux issus de fécondation in vitro non utilisés. Il sera interdit de les réimplanter dans l’utérus de femmes après modification. Nous voilà rassurés.

La Chine lance également des programmes de thérapie génique d’envergure internationale. La belliciste banque Goldman Sachs juge que « la Chine bat les États-Unis dans la course aux armements géniques ». Dès 2013, les scientifiques chinois ont utilisé CRISPR sur l’ADN humain, et en avril 2015, ils ont modifié directement sur des embryons un gène responsable d’une maladie du sang. Les embryons non viables n’ont pas survécu, mais la polémique a marqué les esprits. Les scientifiques du pays ont modifié génétiquement les cellules d’au moins 86 patients atteints du cancer et du VIH dans le pays en utilisant la technologie CRISPR-Cas9.

La course scientifique entre les deux superpuissances asiatique et nord-américaine est tellement intense qu’elle est qualifiée de « Spoutnik 2.0 » en référence à la concurrence spatiale opposant l’URSS et les USA durant la Guerre froide. L’École de Guerre économique a relevé qu’une équipe chinoise a fait naître des chiens de race beagles en supprimant le gène de la myostatine (protéine qui inhibe la croissance musculaire). En conséquence, les animaux sont nés avec une masse musculaire doublée par rapport à celle habituellement admise. On imagine très bien les perspectives sur l’Homme.

Contrebalançant l’enthousiasme entourant toutes ces nouvelles techniques, des scientifiques du Centre Wellcome Sanger ont récemment établi dans la revue Nature Biotechnology que l’édition de gènes CRISPR-Cas9 produit des altérations voire des suppressions dangereuses d’ADN dans les cellules de souris et d’homme. D’autres études récentes publiées dans Nature Medicine montrent que la modification des génomes avec CRISPR-Cas9 pourrait augmenter le risque que les cellules altérées déclenchent un cancer (des ovaires, du côlon, du rectum ou de l’œsophage). Des chercheurs de l’Institut suédois Karolinska et, séparément, de Novartis ont constaté que les cellules dont les génomes sont édités avec succès par CRISPR-Cas9 ont le potentiel d’ensemencer des tumeurs à l’intérieur d’un patient. Les deux études se concentrent sur le gène p53 qui joue un rôle majeur dans la prévention des tumeurs en détruisant des cellules avec de l’ADN endommagé. Selon des recherches antérieures, la plupart des tumeurs humaines ne peuvent tout simplement pas se former si la cellule p53 fonctionne correctement. Si elle est dysfonctionnelle, le risque de cancers pourrait être plus élevé. Malheureusement, p53 est aussi une sorte de défense naturelle contre les modifications du génome faites par CRISPR-Cas9. Lorsque les chercheurs utilisent ces ciseaux moléculaires pour couper et remplacer un peu d’ADN, p53 passe à l’action, provoquant l’autodestruction des cellules éditées. Cela rend l’édition CRISPR essentiellement théorique, ce qui pourrait expliquer pourquoi la méthode ne serait pas si efficace.

La version CRISPR-Cas12 serait encore plus précise et spécifique que le Cas9, qui ne reconnaît que 2 ou 3 nucléotides pour se fixer solidement à l’ADN. CRISPR-Cas12 « agit plus comme un velcro, en multipliant les liaisons faibles. Tous les nucléotides de la séquence génétique doivent être reconnus pour qu’une fixation solide se fasse ». Une utilisation généralisée de ce procédé devrait être prochainement mise en place.

Franck Pengam
Extrait de Géopolitique Profonde n°7 – Septembre-Octobre 2018

CRISPR-Cas9 peut produire des suppressions d’ADN

La technique d’édition de gènes CRISPR-Cas9 produit des suppressions d’ADN indésirables

Les scientifiques ont découvert qu’il provoque des changements importants et dangereux de l’ADN dans les cellules de la souris et de l’homme. Une équipe du Centre Wellcome Sanger a décrit comment CRISPR peut entraîner la suppression, l’inversion ou la dislocation d’une grande partie de l’ADN. Est-ce mauvais ? Oui. L’équipe écrit dans la revue Nature Biotechnology que si CRISPR est utilisé dans une thérapie génique pour éditer des milliards de cellules, de mauvais résultats – qui pourraient inclure des cellules devenues cancéreuses – sont «probables».

Les startups travaillant sur les techniques CRISPR ont rejeté les conclusions comme non pertinentes. Tom Barnes, vice-président senior chez Intellia Therapeutics, a déclaré à Genetic Engineering News que la nouvelle étude était “un peu alarmiste”.

Nature News

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

Des scientifiques éditent des embryons via CRISPR afin de mieux comprendre les premières étapes du développement d’un être humain

Afin de mieux comprendre les premières étapes du développement d’un être humain des scientifiques éditent des embryons via CRISPR

Pour la première fois, les scientifiques ont utilisé la méthode d’édition génétique pour enquêter sur la fonction d’un gène spécifique présent chez les embryons humains. Une nouvelle étude menée au Francis Crick Institute a mis en évidence le rôle crucial qu’un gène produisant la protéine OCT4 dans les premiers stades du développement embryonnaire humain.

En éditant ce génome, les chercheurs ont empêché le gène de produire OCT4. Lorsqu’un ovule est fertilisé, la division cellulaire qui s’en suit dure environ une semaine, jusqu’à la formation d’une boule d’à peu près 200 cellules appelées blastocystes. Sans OCT4, les embryons humains ne parviennent pas à former de blastocyste.

L’équipe a débuté ses travaux sur des embryons de souris, et a passé plus d’un an à perfectionner ses techniques avant de pouvoir l’appliquer aux embryons humains.

Les embryons qui ont été utilisés sont issus de dons de couples qui avaient déjà fait l’objet de traitements pour des FIV et disposaient d’embryons surnuméraires en stock, et dont ils ont décidé qu’ils ne feraient pas usage puisque ne désirant pas d’autres enfants.

Cette étude a utilisé CRISPR pour éditer l’ADN de 41 embryons humains. Face à ce succès, le Dr Kathy Niakan, à la tête de cette étude, espère que les scientifiques utiliseront cette technologie pour découvrir le rôle que d’autres gènes jouent dans les premiers stades du développement d’un embryon humain.

« Nous étions surpris d’observer le rôle crucial que joue ce gène dans le développement embryonnaire humain, et nous avons besoin de poursuivre nos travaux pour confirmer ce rôle » a ajouté le Dr. Norah Fogarty, auteur principal de cette étude, dans un communiqué de presse. « D’autres méthodes de travail, y compris des études sur les souris, ont suggéré un rôle plus tardif et plus précis d’OCT4, donc nos résultats confirment l’importance de poursuivre les recherches sur des embryons humains ».

Comprendre le rôle d’OCT4 pourrait aider les scientifiques à développer des traitements plus efficaces fondés sur des cellules souches, puisque les cellules embryonnaires humaines qui sont utilisées pour ces traitements présentent des taux élevés de cette protéine. La recherche dans ce domaine pourrait également améliorer les techniques de FIV, et expliquer pourquoi certaines grossesses échouent.

traduction Virginie Bouetel

Eurekalert

Les premiers embryons humains édités aux États-Unis
Les résultats CRISPR contestés sur la modification des embryons humains