Ciseaux génétiques CRISPR, tranchant la vie !

En 2015, les deux principales revues scientifiques, Nature et Science, ont qualifié la « technologie d'édition génique CRISPR » de réalisation la plus remarquable de l'année.
En août 2016, la couverture du National Geographic affichait également les mots « Révolution de l'ADN ».
L'expression même qui décrit les ciseaux génétiques CRISPR était « révolution de l'ADN ».

En 2017, des scientifiques en Chine et aux États-Unis étaient allés jusqu'à expérimenter directement la modification génétique CRISPR sur des embryons humains.
Les ciseaux génétiques CRISPR ont déjà commencé à avoir un impact direct sur les humains.
L’outil d’édition génétique CRISPR est-il une aubaine pour les sciences de la vie, ou simplement une grande utopie ? Cette question est loin d’être simple.
Des discussions sont donc en cours dans plusieurs pays, portant sur diverses questions techniques et éthiques.
Certains chercheurs ont une foi aveugle en cette technologie, au point de craindre un second incident comme celui de Hwang Woo-suk, tandis que d'autres l'envisagent d'un point de vue critique.
Ce livre, « Révolution de l’ADN : les ciseaux génétiques CRISPR », offre un aperçu de la technologie révolutionnaire « ciseaux génétiques CRISPR », de ses réalisations de recherche à ce jour, de divers cas et applications potentielles, et fournit des points de discussion scientifiques et sociaux sur « comment la science et la vie humaine peuvent coexister ».


Un choix pour la vie, ou une audacieuse imagination scientifique et technologique ?

Comme en témoigne le fait que le Forum économique mondial (Forum de Davos) ait présenté la « Quatrième révolution industrielle » comme sujet de discussion en janvier 2016, l'humanité consacre actuellement toute son énergie à l'Internet des objets et à la robotique avancée basée sur la technologie numérique d'une part, et d'autre part, dans le prolongement de la biotechnologie, rêvant de renaître sous une forme de vie plus parfaite grâce à l'édition génétique.
Ce qui semble tout droit sorti d'un roman ou d'un film devient peu à peu réalité.
Parmi eux, les ciseaux génétiques de troisième génération « CRISPR », développés par Jennifer Doudna et Emmanuel Charpentier, considérés comme de sérieux candidats au prix Nobel de chimie, constituent un outil de génie génétique révolutionnaire qui a suscité des espoirs pour le traitement et même la prévention de maladies incurables telles que le sida et le cancer.
L'expression « ciseaux génétiques » désigne une vaste classe d'enzymes capables de couper l'ADN à des endroits spécifiques des gènes.
En termes simples, cela signifie que les gènes peuvent être modifiés en coupant le génome d'un organisme ou en insérant un gène souhaité à l'aide de la technologie des ciseaux génétiques.
La technologie CRISPR est non seulement largement utilisée dans la recherche en biologie fondamentale, mais elle a également un large éventail d'applications, notamment la thérapie génique des cellules somatiques par édition de gènes mutants, l'édition de gènes mutants des cellules embryonnaires et gamétiques pour prévenir les maladies génétiques chez les enfants, la modification du génome des plantes sans introduction de gènes étrangers, ainsi que l'extinction des ravageurs ou des espèces envahissantes et la restauration des animaux disparus.

Cependant, d'un autre côté, une technologie aussi puissante pourrait entraîner des effets secondaires dus à une application clinique immature, à l'amélioration des gènes humains plutôt qu'au traitement, à la difficulté de réguler les plantes génétiquement modifiées et à la perturbation de l'écosystème par l'extinction ou la restauration.
De plus, les récentes et compétitives modifications génétiques d'embryons humains pourraient avoir des implications pour l'évolution humaine.
Par conséquent, l'auteur de ce livre soutient qu'il est important que les citoyens participent à l'élaboration de cette technologie, qu'ils en délibèrent d'un point de vue éthique et qu'ils la contrôlent démocratiquement par le biais de lois et de systèmes.

Ce livre aborde la technologie et l'éthique des ciseaux génétiques CRISPR, la pointe de la science et de la technologie que l'humanité vient d'atteindre, ainsi que les applications spécifiques de cette technologie et les réglementations qui en découlent.
Avant de nous lancer aveuglément dans le projet idyllique de modifier nos gènes pour échapper au cauchemar des maladies incurables et génétiques et vivre une vie plus jeune et plus saine, nous devons prendre en compte les implications sociales et culturelles de la biotechnologie.



Problèmes et controverses liés aux ciseaux génétiques CRISPR

Ce livre, « La révolution de l'ADN, les ciseaux génétiques CRISPR », présente la technologie des ciseaux génétiques CRISPR et met en lumière les implications de cette biotechnologie sous différents angles.
La première moitié de cet ouvrage, composée de 10 chapitres, décrit méticuleusement des sujets scientifiques tels que le développement d'organismes modèles, la thérapie par cellules somatiques, la thérapie par cellules germinales, l'amélioration des cultures et du bétail, et les forçages génétiques.
Comme l'auteur l'indique dans la préface, il a dû la réécrire à chaque fois qu'un nouveau problème survenait, et elle couvre même les réalisations les plus récentes, telles que la recherche en sciences comportementales sur les fourmis, la production de porcs axéniques porteurs de rétrovirus endogènes, l'approbation de la thérapie CAR-T et les efforts pour cloner les mammouths.

Par ailleurs, la dernière partie de l'ouvrage, avec les conseils d'experts en brevets, d'avocats et de spécialistes des valeurs mobilières, aborde les implications éthiques, juridiques et sociales de la technologie, notamment les brevets, la commercialisation et les questions réglementaires qui ne sont pas spécifiquement traitées dans divers ouvrages nationaux et internationaux relatifs à CRISPR.
Il suit également de près la question du terme « correction ou relecture », qui n'a pas encore été résolue.
Cet ouvrage, destiné au grand public, est écrit par un auteur spécialiste en sciences de la vie et en bioéthique, qui a publié de nombreux articles sur la technique CRISPR. Toutefois, compte tenu du sujet traité, il se distingue par un niveau d'expertise qui dépasse celui d'un ouvrage de vulgarisation scientifique.
Pour aider les lecteurs à comprendre, j'ai donc inclus un « Quiz » et un « Glossaire » à la fin du livre.

Une technologie puissante s'accompagne d'un danger important ; j'espère donc que le message de l'auteur, qui invite à ne pas faire preuve d'un enthousiasme aveugle face aux succès de la technologie d'édition génique CRISPR, touchera un public plus large.
De plus, il insiste sur le fait que, puisque l'autorégulation des scientifiques à elle seule ne peut résoudre le problème, nous, en tant que citoyens, devons activement prendre les devants pour le résoudre.
« Lorsque de nouvelles formes de participation citoyenne seront mises en œuvre, allant au-delà de l'autorégulation des scientifiques et des experts, la science et la technologie deviendront un autre terrain d'expression pour la démocratie. »

Les premiers généticiens ont étudié des méthodes de sélection d'individus présentant des phénotypes mutants ou de création artificielle de phénotypes mutants afin de comprendre des phénomènes génétiques spécifiques.
Gregor Mendel a utilisé les variations naturelles de couleur et de hauteur des graines de pois pour étudier l'hérédité.
Thomas Morgan fut le premier à découvrir et à étudier la mouche des fruits aux yeux blancs.
Hermann Joseph Muller a induit des mutations chez les mouches des fruits en les exposant à la lumière ultraviolette.
Charlotte Auerbach a découvert que le gaz moutarde avait un effet mutagène.
Depuis longtemps, les scientifiques tentent d'identifier les gènes pertinents parmi les mutations aléatoires qui se manifestent sous forme de phénotypes.
Le séquençage du génome nous a permis d'induire des mutations dans des gènes que nous connaissons déjà, et d'analyser les effets de ces mutations à travers les phénotypes qui en résultent.
On pourrait dire que c'est le début de la technologie d'édition génique.
_Page 18 du texte

Si nous concevons une enzyme qui coupe le génome à un endroit précis, nous pouvons réparer la coupure d'une manière choisie.
Par exemple, si nous utilisons des ciseaux moléculaires pour couper au niveau ou à proximité d'une mutation génétique, nous pouvons corriger la séquence défectueuse en utilisant un nouvel ADN comme modèle de réparation qui s'adapte à cet endroit.
Mais la conception de ciseaux moléculaires représente un défi depuis longtemps.
Comment une enzyme peut-elle découper de manière spécifique et efficace une seule région d'un génome composé de 3 milliards de lettres ? Les bactéries ont déjà résolu ce problème précisément de cette façon.
Les bactéries utilisent les ciseaux génétiques CRISPR pour cibler et couper la séquence d'ADN du virus.
_Page 31 du texte

Nous en sommes maintenant au point où nous pouvons réellement modifier le génome en laboratoire grâce à la technologie d'édition génique CRISPR pour cibler et couper l'ADN humain.
Les ciseaux génétiques CRISPR peuvent, par exemple, effectuer la fonction « rechercher et remplacer » du programme « Araemhan-geul ».
Si vous avez un mot mal orthographié, vous pouvez le saisir dans le champ « Rechercher un mot » et utiliser le champ « Remplacer le mot » pour corriger l’orthographe erronée partout où ce mot apparaît dans le document.

De la même manière, les outils d'édition du génome CRISPR peuvent détecter et remplacer les fautes de frappe dans les documents génomiques.
À l'instar de la méthode de « recherche de mots », il suffit de faire correspondre les lettres de l'ARN avec les lettres de l'ADN dans toute la phrase.
Un étudiant ayant étudié la bioinformatique peut facilement concevoir un ARN pour modifier le mot-clé de recherche, et un étudiant ayant étudié la biologie moléculaire peut également le faire.
_Page 32 du texte

Une nouvelle technologie de modification génétique appelée CRISPR pourrait également contribuer à la renaissance des mammouths.
En introduisant de nouveaux gènes dans des génomes existants, il sera peut-être possible de créer des animaux possédant des caractéristiques disparues par extinction.
S'appuyant sur cette idée, une équipe de chercheurs de l'Institut Church de l'Université Harvard a annoncé en février 2017 son intention de créer des animaux hybrides à partir du matériel génétique d'éléphants et de mammouths.
En utilisant l'outil d'édition génétique CRISPR pour combiner l'ADN de deux organismes puis l'implanter dans des embryons artificiels, ils se sont engagés à créer, d'ici 10 ans, des éléphants dotés de caractéristiques de mammouths, notamment des poils longs et épais, de la graisse sous-cutanée et un sang adapté de manière unique aux températures glaciales.
_Page 210 du texte

Plus précisément, l'équipe de recherche de l'université Harvard, menée par Church, a utilisé la technique CRISPR pour supprimer des gènes spécifiques afin que les cellules souches humaines se développent conformément au cycle des embryons chimériques.
Au final, les embryons seront cultivés pendant plusieurs mois afin de déterminer si les organes sont d'origine humaine.
Si ces expériences sont concluantes, les embryons sont laissés à se développer jusqu'à la naissance (quatre mois dans le cas des porcs).
Nous n'en sommes pas encore au stade de la production de porcelets chimériques.

Il nous faut également déterminer la meilleure façon de combiner des cellules souches humaines et des embryons animaux afin de garantir la survie des chimères tout au long de la grossesse.
Même si nous ne pouvons pas créer d'organes parfaitement formés, les technologies que nous avons découvertes jusqu'à présent nous aideront à mieux comprendre l'apparition, la progression et les résultats cliniques de nombreuses maladies complexes et mortelles, dont le cancer.

Si elle aboutit, cette salle pourrait avoir un impact considérable sur le traitement des transplantations d'organes.
Car cela pourrait fournir une quantité massive d'organes de remplacement provenant d'animaux d'élevage pour des dizaines de milliers de personnes souffrantes à travers le monde.
_Page 47

La technologie d'édition génique CRISPR permet de corriger directement les mutations génétiques d'un patient et de modifier leurs schémas de régulation.
Les outils d'édition génique CRISPR peuvent permettre un gain de temps considérable par rapport à d'autres outils d'édition génique tels que les ZFN et les TALEN.
La technique d'édition génique CRISPR permet désormais d'atténuer les anomalies génétiques chez les modèles animaux, ce qui pourrait mener à des thérapies in vivo contre la cécité, les troubles sanguins et les cardiopathies congénitales.
CRISPR Therapeutics et Editas Medicine ont achevé des essais de validation de principe pour des études thérapeutiques dans certaines maladies génétiques, telles que la dystrophie musculaire de Duchenne et la drépanocytose, et se préparent à passer aux essais cliniques.
Fin août 2017, le traitement anticancéreux Kymriah, basé sur la technologie CAR-T, avait reçu l'approbation de la Food and Drug Administration américaine et était sur le point d'être commercialisé.
_Page 58 du texte

La thérapie génique soulève donc des questions de tarification particulièrement délicates.
Les patients peuvent bénéficier d'avantages qui changent leur vie, et donc qui sont extrêmement précieux, mais à un coût important.
À ce jour, le coût de la thérapie génique somatique a fait l'objet de peu de débats publics.
Toutefois, il ne faut pas négliger les dimensions socio-économiques des nouveaux traitements, car elles ont des implications éthiques pour l'accès équitable et la répartition des ressources.
Le coût de la thérapie génique des cellules somatiques devient un véritable problème lorsqu'il s'agit d'évaluer la probabilité de transposer les technologies ayant fait l'objet d'une validation de principe en essais cliniques.
Les nouvelles technologies doivent être mises à la disposition de tous de manière équitable.

On peut contrer les préoccupations éthiques en faisant valoir que, même si toutes les technologies sont initialement injustes, elles peuvent devenir moins coûteuses à long terme et apporter de réels avantages à la société dans son ensemble.
Cependant, dans le cas des traitements utilisant la technologie d'édition génique CRISPR, cet argument n'est pas convaincant pour deux raisons.
Tout d'abord, nous ne pouvons pas nous attendre à une réelle baisse de prix pour les traitements d'origine biologique.
En raison des différences de normes de production par rapport aux produits chimiques simples, il n'est pas possible de fabriquer des médicaments génériques dans ce domaine.
_Page 91 du texte

Pour réparer chaque cellule du corps, les gènes humains doivent être modifiés dès les premiers stades du développement embryonnaire, et ces modifications doivent être transmises aux générations futures.
Si la technologie CRISPR est utilisée sur des embryons pour guérir des humains, ne pourrait-elle pas également servir à améliorer l'être humain ? Des parents désirant des enfants aux yeux bleus pourraient-ils recourir à la modification génétique CRISPR pour modifier le gène OCA2 ? Et s'ils souhaitent avoir des bébés en bonne santé, ne pourraient-ils pas modifier le gène MSTN ? Bien qu'il n'y ait aucune différence technique entre l'utilisation de CRISPR pour traiter des maladies et la création d'enfants sur mesure, les différences éthiques sont profondes.

Au-delà de la guérison des maladies, les ciseaux génétiques CRISPR soulèvent des questions difficiles.
Qui décide qui est un meilleur être humain ? Et si seuls les riches pouvaient modifier les gènes ? Est-il acceptable de laisser les parents décider de l’avenir génétique de leurs enfants ? Et si des technologies comme la contraception ou la fécondation in vitro rendaient cela possible ? _Page 136

--- Extrait du texte