Et si on parlait des « biosimilaires »

L’un des domaines les plus prometteurs de la pharmacologie moderne est celui des anticorps monoclonaux à usage thérapeutique mais aussi celui de divers facteurs de croissance normalement produits par l’organisme. Il y a là de nombreuses applications pour traiter des maladies réfractaires à tout traitement médicamenteux. Par exemple le Filgrastim (Neupogen de la société Amgen) est un analogue du facteur de stimulation des granulocytes produit par modification génétique de la bactérie Escherichia coli dans le génome de laquelle on a introduit le gène de ce facteur (G-CSF) d’origine humaine. Les applications sont essentiellement orientées vers une stimulation des lignées rouge et blanche de la moelle osseuse lors de chimiothérapies liées à certaines formes de cancers. Le premier « biosimilaire » homologué est un autre G-CSF de la société Sandoz (Novartis) appelé Zarxio. Bien que considéré comme « similaire » il est en tous points identique au Neupogene.

Lorsqu’un laboratoire pharmaceutique met au point la production d’un tel produit, vendu le plus souvent à un prix exorbitant, il est évident qu’entre la date de dépôt du brevet, l’approbation par les autorités compétentes et la commercialisation (AMM) il peut se passer près d’une dizaine d’années voire plus. Toute copie « générique » du produit est appelée « biosimilaire », un terme peut-être vague mais qui précise pourtant qu’il peut y avoir quelques infimes différences avec le produit initial. En effet, un brevet ne décrit pas nécessairement les secrets de fabrication dans leur détail. La fabrication d’un anticorps monoclonal ou d’un facteur de croissance à partir de cellules humaines en culture ou de bactéries transgéniques est simple sur le papier mais la réussite finale dépend aussi et surtout de la maîtrise par les personnels constituant les équipes de production d’une multitude de détails expérimentaux qui ne peuvent faire l’objet d’une protection industrielle à l’aide d’un brevet. L’automatisation des procédés de production n’est pas non plus brevetable. Le produit similaire fabriqué par un autre laboratoire n’est donc pas totalement identique.

Devant les coûts monstrueux de ces médicaments d’un nouveau genre aux multiples applications, les autorités compétentes (FDA ou EFSA, pour les USA et l’Europe) sont encouragées par les organismes de protection sociale et de santé publique ou privée pour homologuer de plus en plus de « biosimilaires » afin d’arriver à une diminution des coûts de traitement. C’est ce que vient de faire pour la deuxième fois la FDA avec l’Inflectra un biosimilaire du Remicade, deux anticorps monoclonaux utilisés pour le traitement de maladies auto-immunes comme l’arthrite rhumatoïde ou la maladie de Crohn. Le Remicade (Infliximab, illustration ci-dessus) a été mis au point par des universitaires de l’Université de New-York et développé par Centocor (Janssen) alors que l’Inflectra a été développé par la société de biotechnologie Celltrion et est produit et vendu par Pfizer.

La bataille est enragée car le traitement coûte environ 20000 dollars par an et il y a très gros à gagner : la maladie de Crohn, un inflammation du gros intestin, l’arthrite rhumatoïde, la spondylite enkylosante et le psoriasis sont loin d’être des maladies orphelines et le marché est particulièrement juteux, de l’ordre de 8 milliards de dollars par an aux USA et 25 milliards dans le monde ! On comprend dès lors que les homologateurs soient stimulés par les compagnies d’assurance-maladie privées ou les organismes publics de protection sociale. Ces deux produits, des anticorps chimères homme-souris, bloquent l’action d’un facteur appelé TNF-alpha, une cytokine impliquée dans les inflammations systémiques caractéristiques des maladies auto-immunes.

Il reste pourtant clair que le développement d’autres « biosimilaires » est coûteux et demande plusieurs années. Envisager une diminution conséquente du coût des traitements relève encore de l’utopie car par exemple le « biosimilaire » du Neupogen coûte environ 15 % moins cher que le produit authentique. Autant dire qu’il est évident que les laboratoires pharmaceutiques feront tout ce qui est en leur pouvoir pour préserver la manne que représentent ces produits nouveaux quitte à s’entendre en toute illégalité sur les prix à fixer. Encore une fois il est également évident que les profits passent avant l’intérêt des malades … et des contribuables.

Source : http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm494227.htm

Illustration : Remicade et Inflectra (Wikipedia)

Des bactéries transgéniques « Bt » pour tuer les vers parasites !

Tout le monde ou presque a entendu parler du « maïs Bt » de Monsanto, une plante génétiquement modifiée pour produire la toxine « crystal » du Bacillus thuringiensis. Inutile d’y revenir car cette toxine n’affecte que les insectes en perforant leur intestin mais n’a strictement aucun effet sur les autres créatures vivantes sauf qu’elle est également toxique pour les nématodes, ces vers non segmentés qui parasitent les intestins. On estime qu’il y a plus d’un milliard de personnes dans le monde parasitées par ces vers, trichiures, ascaris, filaires et autres necators et cela dans tous les pays. On estime qu’il y aurait plus de 25000 espèces de nématodes différentes dont la moitié sont des parasites. Pour l’homme et les animaux d’élevage il existe quelques traitements médicamenteux mais le problème de l’apparition de résistances devient très préoccupant car il n’existe que 4 produits autorisés pour traiter ces parasitoses.

C’est la raison pour laquelle des équipes de recherche se sont orientées vers la toxine Bt car son utilisation dans l’agriculture sous forme de pulvérisation de bacille vivant n’a jamais révélé de toxicité pour l’homme ou les animaux depuis plus d’un demi-siècle. Et a fortiori les plantes génétiquement modifiées pour exprimer cette toxine sont anodines pour l’homme. Quant à l’apparition de résistances chez les insectes, elle pourra toujours être contournée en raison de la multiplicité des formes de Bt disponibles.

Quand un individu est parasité par un nématode le problème consistera à administrer la toxine par voie orale afin qu’elle atteigne l’intestin sans être dégradée par le processus de digestion. De plus il faudra qu’elle soit libérée lentement afin de tuer tous les nématodes présents dans le tube digestif. C’est pour ces raisons qu’une équipe de biologistes de l’Université de Caroline du Nord à Raleigh a imaginé d’utiliser le Lactococcus lactis pour démontrer qu’il était possible d’administrer cette toxine de manière douce et efficace. Pourquoi ce choix, tout simplement parce que d’une part cette bactérie est inoffensive pour l’homme et elle est largement utilisé dans l’industrie laitière et d’autre part elle est facilement modifiable génétiquement et est largement utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour produire notamment des vaccins et d’autres protéines recombinantes à usage thérapeutique.

La bactérie a été modifiée de telle façon qu’elle sur-exprime la toxine Cry ou son homologue tronqué tCry et qu’elle emmagasine la toxine ou au contraire qu’elle l’exporte dans le milieu externe. La bactérie peut être administrée vivante par encapsulation ou associée à un aliment d’origine lactée. Dans ces conditions elle survit relativement bien aux enzymes de la digestion et à la bile pour pouvoir atteindre le duodénum. Dans la théorie cet outil peut être couronné de succès pour combattre les parasitoses et son efficacité a déjà été démontrée chez des rats.

Reste à savoir si un tel organisme génétiquement modifié sera autorisé pour des traitements thérapeutiques par voie orale compte tenu de la scandaleuse campagne de dénigrement des plantes génétiquement modifiées exprimant la toxine Bt. Quand les travaux seront pleinement couronnés de succès chez l’homme, ce que les auteurs de cette étude considèrent comme tout à fait probable, on assistera alors à une bataille judiciaire et idéologique qui risque de devenir tout à fait épique malgré le fait que des centaines de millions de personnes souffrent de parasitoses qui pourraient être élégamment traitées par cette approche innovante et totalement inoffensive pour les vertébrés dont l’homme.

Source Applied and Environmental Microbiology doi : 10.1128/AEM.02365-15

Édition de gènes humains : il était temps de statuer.

Une réunion d’une importance extrême pour l’humanité toute entière se tient en ce moment à Washington depuis le premier décembre et pour seulement trois jours. Cette assemblée a été organisée presque dans l’urgence par les Académies des Sciences de Chine, de Grande-Bretagne et des USA et l’Académie de Médecine américaine. Des observateurs et intervenants ont été naturellement conviés à ce sommet international qui concerne l’édition des gènes humains, l’International Summit on Human Gene Editing (lien : nam.edu).

Mes lecteurs commencent à être des familiers de l’édition de gènes à l’aide de l’outil CRISPR-cas9 et c’est justement en raison de l’utilisation de cet outil d’édition génique que cette réunion a été organisée dans l’urgence. La dernière fois que des scientifiques de haut niveau se sont réunis sur ce thême c’était en … 1975 quand apparurent les premiers enzymes de restriction appelés aussi endonucléases n’agissant qu’en des points précis ( https://en.wikipedia.org/wiki/Restriction_enzyme ) et qu’il devenait clair qu’on allait pouvoir un jour ou l’autre insérer ou retirer un gène du patrimoine génétique d’un organisme. Tout alla ensuite très vite puisque dans le domaine végétal apparurent les premières plantes génétiquement modifiées et dans le domaine bio-médical la première insuline humaine obtenue par transgenèse put être produite et commercialisée. La tache était ardue, coûteuse et hasardeuse car on ne maitrisait pas les insertions de gènes étrangers dans un organisme.

Depuis le début des années 80 l’évolution de la biologie moléculaire a été tellement spectaculaire qu’on peut parler d’une révolution technologique majeure au même titre que l’invention de l’électricité ou que le développement du nucléaire civil. Tous les domaines de la vie courante sont maintenant concernés par la biologie moléculaire, depuis l’industrie agroalimentaire, la production de lessives, l’industrie textile, la chimie, la production de médicaments de nouvelle génération, de vaccins, d’hormones, bref, la biologie moléculaire a envahi notre société à tous les niveaux et on ne peut plus s’en passer.

L’arrivée du CRISPR dans ce domaine a rendu urgente la mise en place de régulations. Je rappelle à mes lecteurs les billets des 22 février et 12 août 2015 de ce blog et il faut reconnaître également que le succès immense du CRISPR est en grande partie dû aux travaux d’une biologiste française expatriée, le Docteur Emmanuelle Charpentier.

L’objet de cette réunion de Washington est de définir les limites à ne pas franchir dans les manipulations génétiques car tout est en place maintenant pour réaliser de l’eugénisme au niveau moléculaire sur des embryons humains, en effet la boite de Pandore est entre-ouverte et il y a danger. Ce danger se concrétise déjà avec l’émergence d’une multitude de petites sociétés de biologie qu’on appelle en anglais des bio-hackers. Pour l’instant ces « chercheurs » d’un nouveau genre, en marge des laboratoires universitaires, s’amusent à fabriquer des plantes luminescentes ou des bactéries qui fabriquent de la caséine afin de fabriquer du lait totalement synthétique mais ils peuvent tout aussi bien « s’amuser » avec des embryons de souris ou pourquoi pas des embryons humains. La manipulation d’embryons d’animaux de laboratoire est devenue courante, pour ne pas dire banale, pour établir des lignées de souris qui aident par exemple à la compréhension des mécanismes de la maladie d’Alzheimer. La technologie est exactement la même pour les embryons humains. Contrôler les laboratoires de recherche universitaires ou de grandes firmes privées reste encore dans le domaine du possible mais les bio-hackers officiant dans leur garage sur des embryons humains susceptibles d’être viables et pouvant être réimplantés dans un utérus en accord avec un client prêt à payer pour une modification génétique sur son futur enfant, pour qu’il ait les yeux bleus, pourquoi pas, n’est plus du domaine de la science-fiction.

Il était donc urgent de définir des règles applicables à tous. Espérons que cette réunion aboutira rapidement à un résultat législatif incontournable car il en va de l’avenir de l’humanité.

Certes, l’utilisation du CRISPR dont le mécanisme ressemble un peu à la fonction « chercher-remplacer » d’un éditeur de texte (voir l’article du 29 novembre 2015 sur ce blog) peut maîtriser des maladies génétiques handicapantes comme la thalassémie mais la même technique peut aussi créer des monstres. Le premier enfant traité par thérapie génique avec succès est une petite fille souffrant de leucémie aigüe lymphoblastique qui fut traitée avec des cellules souches de moelle génétiquement modifiées pour résister à l’alemtuzumab (voir la note et le lien) en guise de greffe de moelle osseuse. Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier ont demandé que soit appliqué dans un premier temps un moratoire sur l’utilisation du CRISPR à des fins thérapeutiques en médecine humaine afin d’organiser la législation à l’échelle mondiale car le CRISPR, c’est pour le meilleur mais aussi pour le pire …

Note : L’alemtuzumab ( https://en.wikipedia.org/wiki/Alemtuzumab ) est un anticorps monoclonal recombinant dirigé contre les lymphocytes matures et est utilisé dans le traitement de certains types de leucémies et de lymphomes. Ce produit est commercialisé par Sanofi. Il s’agit d’un médicament dit de « nouvelle génération ».

Sources : The Guardian, Wired, etc. Illustration : plante génétiquement modifiée pour être luminescente, une sorte de vers luisant végétal qui provoqua la fureur des milieux écologistes (crédit AAAS).

Du rififi dans l’industrie pharmaceutique : il s’agit de gros sous comme d’habitude !

Cet billet est inspiré d’un article paru dans Le Temps (samedi 9 mai) et dont l’auteur est Julie Zaugg. J’ai cru intéressant d’en faire part à mes lecteurs car il est important d’alarmer les assurés sociaux et tous les autres acteurs du secteur santé de ce qui se trame actuellement dans le monde au sujet de ce qu’il est maintenant convenu d’appeler les médicaments biosimilaires. Pour définir ce qu’est un médicament biosimilaire l’exemple de l’insuline suffira à clarifier les idées. Jusqu’en 1982, une personne souffrant de diabète (type 1) n’avait pas vraiment le choix et devait se soumettre à des injections d’insuline extraite de pancréas de porc ou de bœuf. Il se trouve que l’insuline de ces animaux est légèrement différente dans sa composition en aminoacides – l’insuline est une petite protéine constituée d’un enchainement de différents aminoacides – et à la longue les malades finissaient parfois par développer une intolérance à cette hormone étrangère. Inutile de décrire les catastrophes ayant pu survenir au cours de ce processus. À la fin des années 70 et au début des années 80, les biologistes ont vu littéralement exploser la disponibilité en outils moléculaires pour réaliser de la « haute couture » sur l’ADN et arriver à obliger des levures ou des bactéries à diriger leur machinerie cellulaire pour produire et excréter des protéines thérapeutiquement intéressantes, dont justement l’insuline. Ce ne fut pas chose facile car le produit provenant de la bactérie doit parfaitement convenir à l’organisme humain, il faut le purifier et au cours de ce processus respecter la conformation spatiale délicate de cette petite molécule. En 1982, après avoir très justement flairé que l’insuline « transgénique » pouvait éventuellement être une source de profits appréciables et après de multiples déboires expérimentaux, la société Genentech, une petite start-up californienne, réussit à produire les premiers milligrammes puis rapidement des kilos d’insuline humaine en tous points identique à celle synthétisée par le pancréas mais que les malades souffrant de cette forme de diabète de type 1 sont incapables de produire.

Ce fut l’année zéro des biosimilaires dont on ne peut plus aujourd’hui se passer. Les biosimilaires sont des médicaments, hormones, vaccins, anticorps et bien d’autres espèces d’intérêt médical synthétisés par des bactéries, des levures ou des cellules éventuellement humaines en culture dont l’ADN a été modifié et reprogrammé pour ces synthèses. Après avoir été extraites, purifiées, une étape essentielle qui fait partie du savoir-faire des entreprises impliquées dans ce business, et conditionnées, ces biosimilaires sont mis sur le marché avec à la clé de gigantesques profits. Il ne faut pas se leurrer, la firme Genentech a bien failli déposer son bilan plusieurs fois avant qu’elle ne soit absorbée par Roche justement quand le savoir-faire des techniciens de cette petite société finirent par trouver les « trucs » permettant d’obtenir une insuline active à 100 % chez l’homme sans effets secondaires et qu’il fallait investir pour assurer une production massive de cette insuline.

Je mentionne ici « les trucs » qui semblent être anti-scientifiques mais en réalité, après de nombreux tâtonnements on finit par trouver les conditions expérimentales idéales pour finalement arriver à obtenir dans un tube à essai la protéine active à l’état pur que l’on espérait. J’en sais quelque chose dans ce rayon très particulier de la biologie puisque ma carrière de chercheur fut consacrée essentiellement à la purification de protéines, surtout des enzymes, d’origines diverses qui devaient montrer au final une activité biologique satisfaisante et conforme à la littérature scientifique. Et je dois avouer aujourd’hui assez humblement que lors de la publication de mes travaux de laboratoire il m’est arrivé d’ « oublier » un détail infime mais crucial pour la bonne conduite de mes travaux afin de ne pas inciter les équipes concurrentes disposant de moyens financiers importants de me « doubler » après avoir eu vent de mes publications scientifiques.

Les médicaments biosimilaires sont aujourd’hui utilisés pour traiter certains cancers, des maladies comme l’arthrite ou le psoriasis, la sclérose en plaques ou encore certaines formes d’anémies. Les premiers brevets protégeant la fabrication de ces molécules biologiques ont fini par tomber dans le domaine public puisque la validité d’un brevet est de 20 ans. Les firmes capables de se lancer dans ces productions sophistiquées ont donc mis sur le marché des génériques qu’on appelle des « biosimilaires » à tort, non pas parce qu’ils sont identiques ou presque aux produits biologiques naturels mais parce que leur production et leur formulation sont légèrement différentes de celles décrites dans les brevets originaux. L’autorisation de mise sur le marché des génériques biosimilaires a été pour la première fois accordée au milieu des années 2000 par l’Europe (EMA) et ce n’est qu’en 2012 que les USA, dans le cadre de la politique de santé mise en place par Obama, ont suivi l’Europe. Et ce n’est qu’en mars 2015, donc tout récemment, que les dispositions de l’ « obamacare » ont été appliquées pour la première fois pour le Zarxio ou Filgrastim du Suisse Sandoz qui appartient maintenant à Novartis (voir le lien). Il s’agit d’une protéine qui stimule la prolifération des granulocytes et permet de traiter certaines infections chez les cancéreux soumis à une chimiothérapie ayant engendré une sévère modification de leur formule sanguine. Les USA comptent économiser ainsi près de 600 millions de dollars chaque année.

Le débat vient donc de s’aviver très sérieusement entre les pro- et les anti-biosimilaires. En ce qui concerne le Filgrastim, la firme Amgen qui produit la version originale sous le nom de Neupogen a immédiatement déposé une plainte contre Novartis qui aurait, selon elle, falsifié le dossier d’approbation présenté à la FDA (Food and Drug administration) en omettant certains détails du processus de production. Du coup le Filgrastim de Sandoz est interdit de vente aux USA, pour le moment. Pourquoi les Américains trainent les pieds pour autoriser les biosimilaires, tout simplement en raison du lobbying intense des firmes pharmaceutiques mais cet aspect n’est naturellement pas clairement indiqué. La raison officielle serait qu’il est impossible de reproduire au iota près le protocole industriel extrêmement sophistiqué développé par les firmes détentrices des brevets devenus publics et que l’on doit donc se « méfier » de ces biosimilaires. Le résultat serait que l’activité et l’efficacité escomptées de ces « copies » ne seraient tout simplement pas celles attendues. Et dans le pire des cas les malades pourraient souffrir d’une réponse immunitaire qui pourrait aggraver leur état de santé.

Puisqu’il n’y avait pas d’arguments pour soutenir une telle prise de position complètement fallacieuse, fort heureusement ce qui devait arriver arriva. Une autre protéine commercialisée sous le nom d’Eprex et qui n’est autre que l’EPO ou érythropoïétine dont la presse à sensation et de caniveau a largement fait ses choux gras avec les coureurs cyclistes qui se shootaient avec ce produit. L’Eprex est utilisé pour traiter certaines anémies. La firme Janssen-Cilag produisant le biosimilaire a très légèrement modifié le conditionnement de son EPO en y ajoutant du polysorbate 80, un émulsifiant autorisé dans l’alimentation (industrielle) connu aussi sous le nom de Tween-20 et codifié E433. Plusieurs patients ont développé une réaction allergique après injection du produit. On a finalement trouvé pour quelle raison cette préparation était allergène, tout simplement parce que le polysorbate 80 (c’est un détergeant assez puissant) réagissait avec le bouchon de caoutchouc des flacons et l’impureté alors introduite dans la préparation modifiait la conformation de l’EPO. Autant dire que l’argumentation des anti-biosimilaires a fait mouche. Et ils ont été naturellement soutenus par les fabricants des versions originales car « business is business » et la guerre entre firmes pharmaceutiques est permanente et soutenue par le fait que les biosimilaires génèrent à eux seuls un chiffre d’affaire de 200 milliards de dollars par an. Une diminution des prix de vente de 20 à 30 % représente déjà un véritable pactole d’économisé pour l’assurance maladie publique ou privée.

Un seul exemple pour illustrer les coûts parfois extravagants de ces médicaments d’un type nouveau est celui de l’Enbrel qui est une protéine hybride comportant deux récepteurs d’un facteur favorisant la nécrose des tumeurs (TNF) liés par recombinaison génétique au fragment léger Fc de l’immunoglobuline G1. Ce produit est efficace pour traiter le psoriasis et un certain nombre d’autres maladies auto-immunes comme la spondylite ankylosante et aussi (et surtout) l’arthrite rhumatoïde. Le traitement revient à 20000 dollars par an, excusez du peu, sans que l’on puisse d’ailleurs arriver à bout de ces maladies mais seulement d’en diminuer les symptômes … On assiste donc à une bataille devant les tribunaux pour que les uns continuent sur leur pré-carré d’engranger des bénéfices indécents et que les autres arrivent à obtenir quelques miettes du gâteau. Et ce sont des millions de dollars qui sont déboursés pour faire trainer devant les tribunaux plaintes et contre-plaintes. Le lobbying des géants de la pharmacie est même allé jusqu’à obliger les médecins (avec des contreparties financières, naturellement) à préciser à leurs patients que le produit qu’ils leur ont prescrit est ou non l’original et ce même lobbying finance sous le manteau de multiples associations qui se déclarent dévouées à la défense et à la sécurité des malades. Beau dévouement en effet ( ! ) car il s’agit de centaines de milliers de dollars investis par ces grosses firmes pour continuer à réaliser des dizaines de milliards de dollars de chiffre d’affaire avec des produits dont la valeur ajoutée peut atteindre 2000 % quand la production est bien rodée et parfois entièrement automatisée. Et si les parades contre les biosimilaires ne fonctionnent plus, on change un des « iotas », des petits « trucs » dont je parlais en début de billet, et le breveter pour se protéger à nouveau pendant quelques vingt années. Avec la sophistication croissante des recherches en génétique bio-médicale cette situation ne saurait que s’aggraver au détriment naturellement des consommateurs finaux, vous et moi ou plus précisément, et encore une fois, les contribuables qui sont rançonnés par les systèmes de protection sociale étatisés et ceux qui vont cotiser à des organismes privés de protection de santé de plus en plus onéreux.

http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm436648.htm

La patate douce transgénique (OGM) existe naturellement depuis des millénaires, et on se délecte de ses conséquences !

Les plantes génétiquement modifiées par l’homme sont décriées par un grand nombre de groupuscules qui dans l’immense majorité des cas ne connaissent strictement rien à la transgénèse végétale et leur combat contre ce que l’on a coutume d’appeler des OGMs n’est motivé que par de pures convictions idéologiques sans aucun fondement scientifique. Bref, je ne vais pas encore une fois dans ce billet faire l’apologie des plantes génétiquement modifiées mais un rappel historique des techniques de transgénèse utilisées lors des premières « manipulations » génétiques qui permirent à des firmes comme Monsanto ou Pioneer de « fabriquer » au laboratoire ces plantes résistantes à un herbicide ou exprimant la toxine Bt est important pour comprendre l’argument développé ici.

La première technique utilisée était l’utilisation d’une bactérie qui provoque des tumeurs chez les plantes. Cette bactérie appelée Agrobacterium tumefacians transfert son pouvoir tumorigène grâce à un petit ADN circulaire qui s’incorpore au génome de la plante pour dicter ou imposer à cette dernière de nouvelles voies métaboliques permettant à la bactérie de vivre confortablement sans détruire la plante tout en formant une tumeur qui ne détruit pas non plus celle-ci. On a même décerné l’appellation d’ingénieur généticien à cette bactérie après cette découverte datant de la fin des années 70. Les biologistes ont tout de suite imaginé qu’en insérant un gène étranger dans cet ADN circulaire bactérien ce gène pourrait avoir de bonnes chances d’être aussi introduit dans le génome de la plante puis être exprimé. Il faut rappeler aussi que l’on disposait alors dans les laboratoires, et cela depuis peu, d’enzymes capables de couper l’ADN en des points précis (enzymes de restriction) et d’autres enzymes (ligases) capables de recoller des morceaux d’ADN entre eux pour pouvoir « insérer » une séquence d’ADN codante dans un ensemble plus complexe. Puis sont venues d’autres techniques plus hasardeuses comme le bombardement par des microparticules de tungstène recouvertes d’ADN ce qui revenait un peu au même principe que celui utilisé par agrobacterium. Ces techniques datent d’une bonne trentaine d’années et ont été couronnées de succès tant dans le domaine de la transgénèse végétale que dans bien d’autres disciplines comme en particulier la production d’insuline ou de vaccins, il ne faut pas l’oublier.

Il est important aussi d’insister sur le fait que la transgénèse végétale à l’aide d’agrobacterium ne fut pas un hasard car les biologistes généticiens ne firent que contourner un phénomène qui se passe dans la nature. C’est justement sur ce point précis que les détracteurs des OGMs doivent avouer publiquement leur ignorance car ce qu’a fait l’expérimentateur en créant de nouvelles plantes exprimant un gène étranger ou sur-exprimant un gène naturellement présent dans leur génome, la bactérie agrobacterium l’a fait à son profit bien avant lui ! Les agro-biologistes s’étaient contenté d’étudier cette bactérie en raison des tumeurs qu’elle provoque chez les plantes mais ils ignoraient qu’un grand nombre de plantes contiennent des gènes spécifiques de cette bactérie qui ne peuvent provenir que d’une transgénèse naturelle même si elles ne présentent aucunes tumeurs visibles. Plus incroyable encore, on vient d’établir sans ambiguité que cette manipulation génétique est présente dans l’une des cultures vivrières les plus répandues dans le monde, la patate douce, sans que jamais personne ne s’en soit soucié. On s’aperçut très rapidement que le tabac ou la linaire (voir photo, Linaire de Pelissier, Wikipedia) possédaient des gènes d’agrobacterium et que ces derniers, transmis à la descendance, avaient contribué à des modifications morphologiques dont ces plantes s’étaient accoutumé. Mais ni la linaire ni le tabac ne sont des aliments …

Puisqu’il s’agit de patate douce dans ce billet je voudrais communiquer à mes lecteurs gastronomes l’utilisation de la patate douce, si possible à peau violacée, pour faire des chips. Si vous faites l’essai, vous n’achèterez plus jamais de chips de pommes de terre commerciales y compris celles soit-disant fabriquées artisanalement. Il suffit de disposer du petit ustensile de cuisine en plastique muni d’une lame pour couper en rondelles fines les patates et il n’est pas nécessaire de les peler. Inutile non plus d’utiliser des quantités massives d’huile pour la friture, les fines rondelles de patate douce (koumala chez les Papous du Vanuatu) n’absorbent que très peu d’huile et avec de l’huile vierge de coprah c’est encore meilleur !

Revenons donc à nos patates douces. Cette plante est originaire d’Amérique Centrale et du Sud et est cultivée par l’homme pour son alimentation depuis dix mille ans. Jamais personne ne s’est plaint de la présence ni des gènes provenant d’agrobacterium ni des produits de ces gènes puisque l’un d’entre eux code pour un enzyme qui oblige en quelque sorte, comme je le mentionnais plus haut, la plante à fabriquer des métabolites dont elle n’a pas besoin qu’on appelle opines (http://en.wikipedia.org/wiki/Opine) et ces molécules servent originellement de nourriture à la bactérie. Or la bactérie n’est plus présente dans les variétés de patate douce cultivées. Pour le prouver, pas moins de 304 spécimens de variétés diverses de patate douce ont été analysés minutieusement et il est apparu qu’un ancêtre commun, cultivé ou sauvage, on ne sait pas trop, avait acquis ces gènes inutiles et les avait transmis à la descendance. Dans ce cas de transfert de gènes étrangers il s’agit d’un processus initial dit « horizontal » puisque la bactérie incriminée n’a rien à voir avec une plante.

Ce qui ressort de ce travail publié dans les PNAS (voir le lien, accès libre) émanant de l’Université de Ghent (Gand en français) en Belgique en collaboration avec le Centre International de la Patate de Lima et l’Université Agricole de Pékin est que la patate douce a en fait « profité » de cette introduction de gènes d’agrobacterium du point de vue phénotypique dans la mesure où ces gènes sont proportionnellement beaucoup exprimés dans les tubercules que dans d’autres parties de la plante. Pour preuve, les plantes sauvages les plus proches de la patate douce (famille des Ipomées) n’expriment pas ces gènes et n’ont aucune valeur alimentaire !

Belle démonstration de la transgénèse végétale conduisant à une plante « monstrueuse » en comparaison de ses cousines les plus proches, devenue intéressante pour les qualités nutritives de ses racines tout aussi monstrueuses que l’on peut apparenter à ces tumeurs créées par la bactérie chez d’autres plantes, grâce à l’acquisition de ces gènes étrangers. Les opposants aux OGMs n’ont donc plus aucun argument valable dans leur réthorique vide maintenant de tout sens. Agrobacterium est un outil de transgénèse artificiel largement utilisé par les biologistes et cet outil existe dans la nature depuis des dizaines de milliers d’années. Quand on mange une patate douce (j’adore ce mets) on mange une tumeur végétale provoquée accidentellement par les gènes d’une bactérie et c’est délicieux !

Sources :

http://www.pnas.org/content/112/18/5844.full et aussi un article de synthèse sur Agrobacterium : doi: 10.1094/APSnetFeatures-2008-0608

Un virus du SIDA « OGM » contre la thalassémie !

La thalassémie, rien à voir avec l’une des rares émissions de télévision que j’avais l’habitude de regarder le vendredi soir il y a déjà pas mal d’années, est une maladie génétique rare présente dans les pays du pourtour méditerranéen ainsi qu’en Asie. On estime qu’environ 15000 personnes sont affectées par la forme grave de cette maladie dans les pays de l’OCDE. Il s’agit de mutations qui affectent le bon fonctionnement de l’hémoglobine (illustration Wikipedia), inutile de dire que cette maladie perturbe gravement le quotidien de ceux qui ont la malchance d’en hériter. D’une manière générale les personnes thalassémiques doivent se plier périodiquement à des transfusions sanguines enrichies en globules rouges car les mutations du gène codant pour l’hémoglobine rendent ce composant essentiel du sang pratiquement inactif et pour survivre les malades doivent recevoir de donneurs de sang leur lot presque mensuel d’hématies. Il y a un revers à ce traitement palliatif, une surcharge indésirable en fer de l’ensemble de l’organisme que la rate ne peut finalement plus gérer convenablement. Il arrive alors l’inévitable, un désordre complet de l’ensemble des fonctions vitales qui peut être fatal. Et comme les transfusions de poches d’hématies ne sont qu’un pis aller, les biologistes ont imaginé la thérapie génique et pour une fois, qui n’est pas la coutume, ce sont des Français qui se sont les premiers illustré dans cette approche.

Une collaboration entre universitaires parisiens (Paris-Descartes, Paris XI), l’INSERM et les Hôpitaux de Paris a finalement abouti à traiter la thalassémie par thérapie génique. Il y a quelques années un essai clinique avait été tenté mais le malade n’avait pu s’affranchir des perfusions de sang que seulement une année après le traitement. Maintenant c’est la réussite tant attendue en moins de deux semaines après l’injection du virus de la famille des lentivirus, plus précisément le virus du SIDA, le rétrovirus HIV 1, porteur du gène codant pour la chaine beta de l’hémoglobine. Pourquoi utiliser un tel virus pour un usage thérapeutique, pour la simple raison que le HIV incorpore ses informations génétiques dans l’ADN de la cellule hôte. La cible du HIV se trouve être en partie les cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse d’où dérivent les lymphocytes et les hématies. S’attaquer à la thalassémie par thérapie génique consistait donc à trouver le bon virus pour introduire le gène sain de la chaine beta de l’hémoglobine. C’est la raison pour laquelle le virus du SIDA était considéré comme le candidat idéal pour ce type d’approche thérapeutique d’autant plus qu’il est parfaitement bien connu depuis sa découverte en 1983. Pour rappel, le HIV est un rétrovirus dont le matériel génétique est un acide ribonucléique (ARN) qui va être transcrit en ADN par une réverse-transcriptase spécifique de ce virus et cet ADN s’intègre dans celui de la cellule hôte.

L’équipe de biologistes et de médecins parisiens a donc introduit dans l’ARN du virus l’information nécessaire pour qu’une fois « infectées » les cellules souches hématopoïétiques expriment une hémoglobine normale. Naturellement le virus lui-même a été modifié afin de n’apporter aucun autre « désagrément » à ces cellules souches comme par exemple l’apparition d’immunodéficience. Dans le cas de la thalassémie, il se développe donc un clone de cellules souches transformées parallèlement aux cellules déficientes en chaine beta de l’hémoglobine et le malade finit par s’affranchir des transfusions mensuelles de sang. Pour les curieux l’illustration ci-dessous décrit la « construction » réalisée afin d’atteindre une thérapie efficace, de la haute couture à l’échelle moléculaire. Je suis incapable de décrire ce que signifie cette illustration mais il faut simplement retenir que la manipulation génétique en question est très complexe puisqu’elle se répartit sur quelques 8500 bases de l’ARN (8,5 kb) du virus qui en compte en tout 9193. Autant dire que le virus n’a plus d’autre fonction que de servir de seringue moléculaire !

Devant ce succès incontestable des derniers essais cliniques réalisés en collaboration avec la société Bluebird Bio basée à Cambridge, Massachusetts et également à Paris, l’exploitation commerciale du procédé mis au point à Paris sera désormais réalisée par la société Bluebird Bio sous le nom de Lentiglobin, une fois la validation par la FDA de ces essais cliniques en cours tant en France qu’aux USA. Le succès récent des derniers essais sur deux patients qui n’avaient plus besoin de transfusion une douzaine de jours après la thérapie génique – constitue un grand espoir dans le traitement durable de la beta thalassémie même si la réponse pourra être variable selon les individus.

Il faut enfin mentionner d’autres approches par thérapie génique utilisant le rétrovirus type HIV pour traiter l’hémophilie et peut-être un jour le diabète d’origine génétique. Plusieurs centaines d’essais cliniques ont d’ors et déjà validé cette technique.

Sources : Nature ( doi:10.1038/nature09328 ) et

http://www.bluebirdbio.com/documents/BBB-factsheetv16.pdf

Des bactéries qui produisent de l’essence, c’est presque fait !

On connait tous la bactérie Escherichia coli dont certaines souches peuvent être particulièrement pathogènes et entraîner des colites et des diarrhées douloureuses, d’où le nom de cette bactérie. Mais c’est aussi un animal de laboratoire utilisé dans le monde entier pour toutes sortes d’expériences qui sont devenues, avec le génie génétique, triviales au point d’utiliser cette bactérie pour produire des médicaments, des hormones, des vaccins, bref presque tout ce dont on pouvait encore rêver il y a seulement trente ans. Dans un autre registre cette bactérie est soumise à de lourdes manipulations génétiques pour produire de l’octane. Encore une fois, je ne m’attarderai pas sur le mot octane, tout le monde sait que c’est un constituant peu détonant de l’essence, on parle alors d’indice d’octane de l’essence. Les pétroliers cassent les hydrocarbures à longues chaines du pétrole pour enrichir les distillats en octane. Notre chère petite bactérie, enfant chéri des biologistes du monde entier, a aussi besoin d’acides gras à longues chaines carbonées pour former des membranes, des inclusions intracellulaires et bien d’autres métabolites car les acides gras ne sont pas l’apanage du jambon fumé mais un constituant essentiel de tout organisme vivant, y compris les bactéries aussi simple que E. coli. En augmentant l’expression de certaines voies métaboliques des acides gras et en en restreignant d’autres par diverses manipulations génétiques, une équipe de l’Université d’Harvard a pratiquement obtenu des bactéries qui produisent de l’octane à peu de frais, à condition naturellement qu’on leur donne quelque chose à manger, ce qui ne conduit pas encore à un bilan très positif mais l’opération est prometteuse et transposable à n’importe quel autre micro-organisme dont des algues qui puisent leur source de carbone directement dans l’atmosphère comme les plantes et leur énergie à partir du soleil. Le colibacille (E.coli) est donc une excellente plateforme pour développer une technologie performante de production d’hydrocarbures. En effet l’alcool produite par des levures à partir de sucre de canne, de betterave ou de maïs est un mauvais carburant et il faut dépenser presque autant d’énergie pour produire un gallon d’alcool que ce dernier en représente, une opération qui plait aux écologistes qui ne savent pas faire de règle de trois … Pour les bactéries et les algues modifiées génétiquement dans le but ultime de produire de l’octane qui leur est totalement inutile, l’approche est plus logique et économiquement (à terme) plus rentable.

Source et crédit photo : Wyss Institute, Harvard University

La pomme de terre qui ne noircit plus !

Les pommes de terre sont récoltées mécaniquement et nombre d’entre elles sont blessées au cours de ce processus qui n’a rien à voir avec la délicate attention qu’apportaient nos grand-pères lorsqu’ils récoltaient ces tubercules à la main. Ces blessures ont tendance à noircir, c’est un processus naturel d’oxydation car l’imperméabilité de la peau de la pomme de terre a été modifiée et l’oxygène de l’air amplifie le processus dû essentiellement à l’oxydation d’un aminoacide, la tyrosine, présent dans le tubercule par un mécanisme enzymatique faisant intervenir l’oxygène pour produire de la mélanine, le pigment de la peau bronzée par le soleil. Il n’y a donc rien de dangereux dans ces taches noires. Les industriels n’aiment pas ces vilaines blessures noires car les clients en bout de chaine comme les habitués des McDo (dont je ne fais pas partie) n’aiment pas qu’on leur serve des frites avec des taches noires, le moins que l’on puisse dire est que ça fait désordre et ce n’est pas vraiment commercial. Pour pallier à cet inconvénient, les fabricants de frites congelées prêtes à l’emploi, celles des McDo entre autres, ont trouvé des parades consistant à ajouter au moment de la précuisson rapide avant congélation toute aussi rapide un agent de blanchiment dont on ignore la nature mais qui, on peut le souhaiter, n’est pas délétère pour la santé, je ne parle pas de la précuisson dans l’eau bouillante appelée aussi blanchiment mais d’un processus industriel à grande échelle, mais bon, restons optimiste. Malgré cela les pommes de terre tachées résistent et une manutention supplémentaire pour éliminer les pommes de terre blessées représenterait un surcoût énorme.

D’où l’idée d’un des plus gros fournisseurs de pommes de terres frites précuites du monde de modifier génétiquement les pommes de terre pour que celles-ci ne noircissent plus. Pour ce faire, ils ont presque totalement annihilé l’expression du gène de l’enzyme qui oxyde la tyrosine sans pour autant modifier le reste de l’identité génétique de la plante. Ils n’ont pas introduit de gène étranger dans la pomme de terre ni modifié l’un de ses gènes mais seulement modifié l’expression de l’un d’entre eux. Pour une bonne compréhension il faut rappeler que l’expression de chaque gène est commandée par ce qu’on appelle un opérateur et si ce dernier est modifié il n’agit plus. C’est ce qu’a fait la Société J.R. Simplot (Idaho) avec succès. Il reste maintenant à attendre la position de McDo, le premier client de Simplot, qui en d’autres temps avait refusé la pomme de terre BT de Monsanto et ces derniers avaient alors abandonné toute recherche sur la pomme de terre. Simplot avance également l’argument peut-être convaincant que la même pomme de terre produit beaucoup moins d’acrylamide, un puissant neurotoxique apparaissant au cours de la cuisson, que le même tubercule non modifié. Le débat est donc pour le moment ouvert et ce sera à la toute puissante FDA de trancher et en dernier ressort la toute aussi puissante firme McDo aura le mot de la fin.

Bon appétit tout de même !

Note: BT = Bacillus thurigiensis

Source et crédit photo : Huffington Post (US)

Bonne nouvelle : le gène de résistance à Erwinia amylovora identifié. Mots clé : feu bactérien, streptomycine, génie génétique.

Je suppose que personne ne sait ce qu’est Erwinia amylovora et comme j’en ai plus qu’assez de commenter les nouvelles économiques, j’espère que je vais attiser la curiosité de mes lecteurs en leur parlant du feu bactérien.
Le feu bactérien est une phytopathologie bien connue et redoutée des producteurs de fruits qui peuvent se trouver ruinés en quelques semaines.
Il s’agit de la mort rapide et incontrôlable des arbres fruitiers comme le pommier, le poirier ou l’abricotier, en fait pratiquement tous les arbres fruitiers de la famille des rosacées à la suite de l’attaque bactérienne par cette redoutable destructrice qu’est Erwinia amylovora. La bactérie est disséminée par le vent, les insectes, la pluie et l’horticulteur ne peut rien faire surtout quand il n’a pas le droit d’utiliser des antibiotiques pour combattre cette maladie, ce qui est cas en France et dans la plupart des pays européens. D’ailleurs l’utilisation de streptomycine en pulvérisation, autorisée en Suisse, a conduit a l’apparition de résistances, comme on pouvait s’y attendre.
Il existe bien un traitement à l’aide de virus spécifiques qui attaquent cette bactérie (des bactériophages) mais l’opération est particulièrement coûteuse et lourde à mettre en œuvre. La recherche s’est donc orientée vers l’identification du gène de résistance présent dans certaines variétés de pommiers décoratifs comme le Malus x robusta dont les fruits servent plutôt de nourriture aux oiseaux, ils ne sont pas plus gros qu’une cerise. Or ce pommier sauvage est résistant aux attaques bactériennes et possède un gène de résistance qui a été identifié avec succès par des chercheurs suisses.
Sans manipulation génétique directe avec introduction du gène dans les variétés d’intérêt commercial, il faudra tout de même attendre au moins dix ans avant de voir apparaître de nouveaux hybrides satisfaisants par simple sélection variétale.
Pour une fois, le génie génétique serait bien utile et tout à fait approprié !!!

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