Du grain à moudre pour les adversaires des OGMs ?

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C’est une information scientifique qui n’a pas fait l’objet d’une publication car les auteurs de l’étude se sont heurté à l’opposition du Congrès américain via la FDA (Food and Drug Administration). Il s’agit d’un parcours assez inhabituel car l’enjeu est de taille : la modification génétique d’un embryon humain. Cette fois-ci la manipulation n’a pas été réalisée dans un laboratoire chinois, à l’Université médicale de Guanzhou, mais à l’Université de Portland dans l’Oregon. L’administration américaine s’est à juste titre émue du comment et du pourquoi de ce type de recherche qui a néanmoins respecté la loi car les embryons humains ont été détruits à la fin de l’expérience. Le Congrès américain a en effet interdit le financement de tels travaux sur les embryons humains. Cependant les comités d’éthique prévoient que dans un avenir encore incertain de telles approches soient autorisées mais seulement dans certains cas très limités qu’il reste à préciser.

Les résultats des tentatives réalisées à l’Université de Portland ont une nouvelle fois révélé que l’utilisation de l’outil CRISPR-cas9 n’étais pas aussi spécifique que les scientifiques l’espéraient. Ils ont encore une fois, après les Chinois, constaté un « effet mosaïque », c’est-à-dire une dissémination indésirable de l’introduction du gène en question. Dans le cas de ces derniers travaux, selon les informations disponibles, la modification à l’aide du CRISPR a été réalisée au cours de la fécondation in vitro avec le sperme d’un donneur et encore une fois non seulement il y a eu dissémination indésirable du gène introduit mais moins de 50 % des cellules résultant de la multiplication subséquente ont été modifiées. Cette observation pourrait réduire à néant l’utilité d’un tel outil qui fait toujours l’objet d’une vive querelle juridique au sujet de sa protection par des brevets. Que cette approche technique soit utilisée pour modifier une plante ou une levure est une chose mais qu’elle soit utilisée pour modifier des embryons humains en est une autre.

Précisément à l’heure ou le petit Charlie Gard (illustration) a été « débranché » et est décédé après que son cas ait défrayé la chronique en Grande-Bretagne, il faudrait que les comités d’éthique se positionnent une fois pour toutes car la croyance populaire semble fonder trop d’espoirs sur les progrès récents de la biologie. L’enfant souffrait d’une très rare mutation concernant son ADN mitochondrial et s’il a survécu à sa vie foetale ce fut une exception. Aucune thérapie génique n’aurait pu sauver cet enfant, certainement pas avec l’outil CRISPR … Néanmoins il ne faut pas définitivement interdire toute approche génétique dans la mesure où des vies puissent être sauver. Il est opportun de citer ici les modifications de cellules souches de lymphocytes provenant d’un patient souffrant d’un cancer afin de les rediriger pour détruire les cellules cancéreuses, une solution beaucoup plus rapide expérimentalement que la production d’anticorps monoclonaux … La biologie moderne réserve encore de nombreuses surprises et il faudra parfois faire fi du détestable principe de précaution mais dans un cadre juridique bien défini.

Sources : diverses

Après la brebis Dolly les Britanniques toujours à l’avant-garde

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Le Royaume-Uni va devenir le premier pays à autoriser les naissances d’enfants avec deux mères génétiques et un père géniteur. J’avais relaté sur ce blog cet évènement assez exceptionnel début octobre (lien ci-dessous). En théorie la micro-extraction du matériel génétique de la mère que contient l’ovocyte (ou ovule haploïde) et la réimplantation de ce même matériel provenant d’une autre mère afin d’éliminer les risques de maladies dues à une déficience de l’ADN mitochondrial conduit à un nouvel ovocyte sain qui pourra être fécondé avec des spermatozoïdes du père biologique. Ce genre de manipulation (photo ci-dessus) doit être réussi à 100 % afin d’être autorisé or une étude réalisée en Ukraine non pas pour réimplanter des oeufs fécondés, donc avec « deux » mères et un père, mais pour valider cette technique a montré que sur 15 embryons produits à partir d’ovocytes de mères saines dans lesquels ont été introduits les matériels génétiques d’ovocytes de 4 mères ayant des mitochondries défectueuses a abouti à trois embryons eux-mêmes défectueux. Que mes lecteurs se rassurent ces embryons ont été utilisés pour produire des cellules souches et ont donc été détruits.

Ce résultat indique donc qu’il existe au cours de la micro-manipulation un phénomène dit de « carry-over », en d’autres termes l’extraction du noyau haploïde n’est pas à 100 % exempt de mitochondries défectueuses. Comme le montre le cliché ci-dessus la manipulation elle-même à l’air propre et pourtant dans les cellules souches obtenues à partir de ces 15 embryons il y avait un défaut s’élevant à 20 % (3/15). Les instances gouvernementales britanniques ont donc autorisé les travaux de recherche dans ce domaine afin d’améliorer la technique pour pouvoir dans un avenir supposé proche obtenir un « zéro fautes » … L’approche préconisée par les autorités (HFEA, Human Fertilisation and Embryology Authority) est de trouver une mère donneuse d’ovocyte sain dont le patrimoine génétique (ADN nucléaire ou du noyau) est proche de celui de la mère déficiente et diffère seulement au niveau de l’ADN mitochondrial. On parle ici d’haplotype, un terme désignant les différences génétiques générales entre groupes humains.

L’enfant né au Mexique avec « deux mères », une mère génétique – la vraie mère – et une « mère mitochondriale », si on peut dire les choses ainsi, fait l’objet de toutes les attentions. Les travaux de recherche clinique à son sujet ont ainsi montré que les mitochondries défectueuses de sa mère génétique étaient absentes dans certains tissus mais présentes jusqu’à hauteur de près de 10 % dans d’autres tissus, ce qui indique donc que la technique est encore imparfaite et ce n’est pas parce qu’elle a été pratiquée au Mexique qu’elle est imparfaite mais que le concept expérimental n’est pas totalement « propre » et doit donc être amélioré. C’est ce qu’ont donc décidé les autorités britanniques. Affaire à suivre.

Source et illustration : Nature.com

https://jacqueshenry.wordpress.com/2016/10/01/un-bebe-avec-deux-mamans-et-un-papa/

Ethique et culture d’embryons humains

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Comme on pouvait s’y attendre la question de savoir si les biologistes peuvent maintenir les embryons humains en culture au delà de 14 jours revient sur la sellette. Les récents développements des cultures in vitro d’embryons ont permis de garder viables des embryons humains bien au delà de 7 jours et cette limite considérée il y a encore quelques années difficile à atteindre est maintenant dépassée.

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Pour comprendre l’objet du débat il faut d’abord rappeler la situation législative et éthique des divers pays qui ont (ou n’ont pas) statué sur la possibilité de maintenir les embryons en vie au delà de 7 jours. Seuls quelques pays ont pris des dispositions législatives strictes. Par exemple la Suisse interdit la culture d’embryons au delà d’une semaine mais la majorité des pays, dont la plupart des pays européens, n’ont pas encore statué sur cet axe de recherche car la situation est loin d’être claire. La distinction entre des embryons obtenus artificiellement à partir de cellules souches ou par fertilisation in vitro à partir de gamètes n’est pas nettement tranchée. De plus les comités d’éthique n’ont pas précisément défini à partir de quel stade de développement un embryon devait être considéré comme une personne morale qui doit être respectée. Les opinions sont partagées. Les églises considèrent qu’un embryon est une personne dès la fécondation mais cette prise de position est contestée par les biologistes qui suggèrent qu’un embryon ne peut être considéré comme un individu à part entière que quand il est capable d’activité cérébrale ou plus radicalement quand il est possible de le maintenir en vie en dehors de l’utérus. D’autres scientifiques pensent que lorsque l’embryon est implanté dans l’utérus et qu’il a toutes les chances de vivre et de se développer il doit être considéré comme un individu.

Or c’est en partie sur ce dernier point que le débat est ouvert. L’implantation a lieu en effet aux alentours du septième jour après la fécondation et c’est la limite autorisée par la Suisse. Cependant la différenciation cellulaire débute vers le douzième jour et les premières ébauches d’organes apparaissent vers le 18e jour. C’est justement sur ce point que les biologistes fondent leurs arguments pour être autorisés à maintenir les embryons en vie au delà du 14e jour afin d’étudier cette différenciation cellulaire plus en détail.

L’enjeu est de taille tant sur le plan strictement fondamental qu’au niveau des ouvertures thérapeutiques pouvant être envisagées s’il est autorisé de maintenir des embryons en culture au delà de 14 jours, une limite implicitement respectée par la plupart des équipes de biologistes travaillant sur l’embryon humain dans le monde. L’arrivée de l’outil CRISPR-Cas9 a bousculé l’attitude relativement modérée des biologistes. Cet outil ouvre en effet de nombreuses perspectives dans le domaine thérapeutique mais la curiosité scientifique étant sans limites il est tentant pour les biologistes d’étudier plus avant la différenciation cellulaire au niveau de l’embryon plutôt qu’en utilisant des cellules embryonnaires ayant tendance à s’organiser spontanément in vitro. Les études sur l’embryon jusqu’à, disons, 21 jours permettraient d’éclaircir de nombreux aspects des interactions cellule-cellule telles qu’elles ont lieu chez un embryon et non pas avec ces structures mal différenciées s’organisant spontanément en culture et éloignées de la réalité.

À la fin du mois de mai, la prochaine réunion de la société internationale de la recherche sur les cellules souches (ISSCR) doit se réunir afin de réexaminer les recommandations internationalement admises sur la culture des embryons à la demande de centaines de biologistes de par le monde. Il se peut que quelques problèmes apparaissent car, pour certains pays, reconsidérer la législation sur les embryons devra faire l’objet de débats parlementaires et la situation actuelle pourrait être déstabilisée durablement. Gageons qu’un compromis pourra être trouvé pour le plus grand bénéfice de ce domaine de la recherche scientifique beaucoup plus prometteur que ne le pensent les législateurs et les autorités religieuses diverses.

Sources :

http://www.nature.com/news/embryology-policy-revisit-the-14-day-rule-1.19838#/b1 et cartographie

http://www.theguardian.com/commentisfree/2016/may/06/extend-14-day-limit-embryo-research

http://www.sciencemag.org/news/2016/05/why-lab-grown-human-embryo-has-reignited-old-ethical-debate

Illustration : embryon humain de 12 jours en culture

Vers une manipulation génétique des embryons humains …

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Au mois de février je relatais la bataille juridique à venir au sujet du CRISPR. La découverte du CRISPR et son utilisation en génétique est considérée par les biologistes comme la plus grande avancée en biologie depuis la découverte de la structure de l’ADN. Et comme il fallait s’y attendre cet outil permettant d’insérer un gène à la bonne place dans l’ADN ou au contraire d’en réduire un autre au silence a été utilisé sur des embryons humains. La boite de Pandore est donc ouverte et l’accélération des travaux des biologistes, stimulés par leur curiosité et aussi par des retombées financières potentiellement immenses, va bousculer l’attitude des comités de bioéthique ad hoc qui se sentent déjà dépassés par la tournure que prennent les évènements.

Pour situer l’importance du problème, une équipe de biologistes chinois a « essayé » l’outil CRISPR sur 86 embryons humains défectueux, c’est-à-dire porteurs de mutations létales. Ils ont soit éliminé le gène défectueux, soit introduit un gène normal en lieu et place du gène anormal et ils ont observé ce qui se passait. Soixante et onze embryons ont survécu à la manipulation. Ils ont poursuivi les tests sur 54 d’entre eux et ont finalement trouvé que seulement 28 embryons avaient correctement incorporé le gène qui permettait de les rendre « normaux ». Les échecs étaient essentiellement provoqués par des ciblages d’insertion de gènes aberrants. Le CRISPR s’est donc révélé ne pas présenter la précision requise pour ce genre de manipulation sur des embryons humains car dans une visée thérapeutique, le taux d’échec doit être nul. L’équipe du Professeur Junjiu Huang de l’Université Sun Yat-sen a donc jeté l’éponge sans toutefois perdre de vue que la technologie CRISPR évolue très rapidement.

Le CRISPR est une machinerie complexe qui reconnaît des petites longueurs d’ADN à condition qu’il soit porteur d’une information constituée d’un brin d’ARN complémentaire de ce site que l’on désire ouvrir pour y insérer un gène différent ou pour éliminer une portion de cet ADN conduisant alors à réduire au silence ce dernier gène que l’on a choisi. Cet outil est disponible commercialement et il suffit, dans la pratique, de disposer du petit morceau d’ARN qui sert de guide et que l’on peut se procurer également auprès d’une multitude de sociétés spécialisées dans ce type de recherche. Initialement ce sont des bactéries qui ont inventé ce système astucieux et sophistiqué pour se débarasser de virus pathogènes. S’il paraît complexe le CRISPR n’en reste pas moins un outil d’une puissance incroyable pour manipuler le génôme de n’importe quel être vivant.

Pour illustrer ce propos, le génôme de la bactérie banale Escherichia coli a été utilisé pour créer 40000 petits ARNs « guides » utilisables avec le CRISPR. Quand on veut savoir à quoi sert un gène de fonction inconnue il suffit de le couper avec le CRISPR après l’avoir informé avec un ARN guide du site précis sur lequel cet outil doit intervenir puis observer ce qui se passe. Par extension, on peut utiliser le CRISPR au cours du développement embryonnaire pour comprendre la fonction de certains gènes impliqués dans la différenciation cellulaire et c’est aussi sur ce point que l’on entre dans l’inconnu, ou plus précisément dans une zone interdite car alors tout devient possible. L’ENCODE Project ( https://www.encodeproject.org ), bien qu’étant une organisation internationale sans but lucratif, favorise cette approche en mettant à la disposition des laboratoire de génétique moléculaire les informations susceptibles d’être utilisées dans ce type de recherche.

Il existe naturellement un conflit d’intérêt entre les tenants de la thérapie génique à l’aide d’adénovirus qui est contrôlée par quelques grands laboratoires pharmaceutiques pour le traitement de certaines maladies d’origine génétique et l’utilisation du CRISPR dans le même but. Avec 2000 dollars d’investissement n’importe quel spécialiste de biologie moléculaire peut se lancer dans l’aventure et dès l’instant où des résultats concluants apparaissent sur des modèles animaux au niveau cellulaire, alors une application humaine est envisageable. L’une des maladies génétiques la plus prometteuse dans ce domaine est le traitement de la beta-thalassémie résultant d’une mutation sur le gène codant pour la chaine beta de l’hémoglobine. Au niveau cellulaire (et avec des embryons humains) la technique CRISPR est porteuse d’espoir. Il reste cependant à convaincre les comités d’éthique, et c’est là que réside le vrai combat, car les effets précis de cette technique ne peuvent pas être connus avant la naissance du dit embryon. C’est d’ailleurs là que c’est problématique : modifier l’embryon au stade de quelques cellules ne permet pas de garder le contrôle sur cette modification car tout peut arriver lors de la différenciation cellulaire au cours du développement du fœtus. Et c’est paradoxalement sur ce dernier point que l’utilisation du CRISPR permettra peut-être d’y voir, si l’on peut dire, un peu plus clair. Quinze pays de l’Union Européenne ont d’ors et déjà interdit l’édition de gènes sur l’embryon humain et 25 autres pays dans le monde ont également pris les mêmes dispositions.

La boite de Pandore est ouverte … difficile d’imaginer qu’elle puisse être refermée autoritairement, la curiosité humaine dépasse souvent la morale élémentaire. On ne peut que constater que la science biologique n’arrivera jamais à corriger le hasard, celui qui nous a finalement différencié du singe avec évidemment des « déchêts » génétiques à chaque génération.

https://jacqueshenry.wordpress.com/2015/02/22/bataille-entre-les-universite-de-berkeley-et-dharvard-pour-la-propriete-du-crispr/

http://link.springer.com/article/10.1007/s13238-015-0153-5/fulltext.html