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Jusqu'où peut-on manipuler l'ADN des espèces?

Il est en train de piquer un humain.
Un moustique Photo: Radio-Canada
Radio-Canada

Une technologie de modification génétique parmi les plus puissantes jamais créées, le forçage génétique, pourrait permettre d'éliminer la malaria, le virus Zika et d'autres fléaux. Mais outre ces possibilités, elle soulève plus que jamais des interrogations sur nos rôles et nos responsabilités à l'égard du monde vivant.

Un texte de Binh An Vu Van, de Découverte

Sur les étagères d'un laboratoire de l’Université de Californie à Irvine, sont entassés des cages à moustiques génétiquement modifiés. Le biologiste Anthony James met au point une technique de modification génétique puissante, le forçage génétique, qui confère à l’humain le pouvoir de façonner des populations entières d’animaux et de végétaux à une vitesse inégalée.

Il s’agirait d’un des meilleurs espoirs pour éradiquer la malaria, une meurtrière qui a encore fait 400 000 morts l’année dernière, et des dizaines de millions de morts au cours des dernières décennies, en majorité des enfants. La Fondation Bill et Melinda Gates, convaincue qu'il s'agit d'un des meilleurs espoirs pour éradiquer la maladie, investit plus de 70 millions de dollars dans cette démarche.

« Si tout se passe comme prévu, nous croyons qu’en une ou deux saisons, nous serions capables d’enrayer la malaria presque entièrement », affirme Anthony James.

Anthony James.Le biologiste Anthony James de l’Université de la Californie à Irvine Photo : Radio-Canada

La stratégie d’Anthony James est d’altérer le moustique Anopheles stephensi, qui colporte le parasite de victime en victime. Depuis 30 ans, le chercheur décortique son génome, pièce par pièce, avec une patience infinie.

En 2012, en introduisant un gène synthétique, il a réussi à créer des femelles qui produisent un anticorps qui détruit le parasite de la malaria, ce qui prévient la propagation de la maladie.

Nous avons alors démontré qu’il était possible de rendre des moustiques résistants à la malaria. Mais la question suivante était : comment propager ces gènes dans l’environnement?

Le biologiste Anthony James
Ils sont maintenus dans un récipient.Des moustiques génétiquement modifiés Photo : Radio-Canada / Binh An Vu Van

Relâcher ces moustiques mutants ne suffit pas à éradiquer la maladie.

Si l’un d’eux se reproduit avec un individu sauvage, environ la moitié de ses petits portera le gène protecteur. C’est la loi de l’hérédité. Plusieurs générations plus tard, seulement une fraction de la descendance le possédera.

Pour porter un coup contre la malaria, il faudrait libérer à répétition un nombre phénoménal de moustiques. Une stratégie… peu appréciée. « Nous avions alors essayé, pendant plus de dix ans, de chercher des moyens de contourner ce problème, sans succès », explique Anthony James.

Le reportage de Binh An Vu Van et d'Yves Lévesque a été présenté à l'émission Découverte, à ICI Radio-Canada Télé.

Faire fi de la loi de l’hérédité

Il est au centre d'un équipement élaboré. Un homme observe des moustiques au microscope. Photo : Radio-Canada / Yves Lévesque

Anthony James teste à présent une nouvelle technique qui permet de transgresser les lois de l’hérédité.

Le forçage génétique oblige environ 99 % des descendants à hériter d’un trait génétique. Il suffirait alors d’un tout petit nombre d’insectes pour propager très rapidement le gène et remplacer la population sauvage.

« En relâchant 1 % de moustiques modifiés génétiquement, une population peut être entièrement modifiée en seulement dix générations, soit environ une saison de transmission de la malaria », observe Ethan Bier, un biologiste californien qui a mis au point la technique sur des mouches à fruits avant de collaborer avec Anthony James.

Ethan Bier.Le biologiste Ethan Bier de l’Université de la Californie à San Diego Photo : Radio-Canada

L’idée est pratiquer dans des œufs de moustiques une insertion génétique, un segment composé du gène qu’on souhaite forcer, muni de l’outil CRISPR-Cas9. Ce mécanisme cherche les segments génétiques naturels, les coupe et les remplace par une copie de lui-même.

Il recommence ainsi de génération en génération. Presque tous les moustiques descendants portent ainsi deux copies du gène mutant.

La première fois que nous avons réussi à forcer des gènes, c’était comme si j’entrais dans mon bureau et que j’étais capable de marcher au plafond parce que la gravité s’était renversée.

Le biologiste Ethan Bier
Un microscope.Le forçage génétique pourrait endiguer certaines maladies comme celles qui se transmettent par les moustiques. Photo : Radio-Canada

L’idée a été proposée il y a plus de quinze ans, mais c’est seulement avec l’avènement de CRISPR, ce nouvel outil de modification génétique ultra précis, qu’on peut la concrétiser.

La technique a été appliquée sur des levures dès 2014, sur des mouches à fruits en 2015 et peu après sur les moustiques dans le laboratoire d’Anthony James, ce qui a donné lieu à la première application potentielle de cette technologie. Plus récemment, en 2017, deux équipes ont reproduit l’expérience sur des souris.

Le forçage génétique à grande échelle

Deux moustiques.Les yeux rouges des moustiques confirment qu’ils ont reçu une insertion génétique. Photo : Radio-Canada

Le forçage génétique pourrait en principe modifier toute espèce qui se reproduit sexuellement, soit la majorité des espèces vivantes. Certains envisagent sérieusement d'éradiquer des rongeurs nuisibles ou des pestes agricoles.

« Ce qui est spectaculaire et unique du forçage génétique, c’est la rapidité des conséquences de la modification, prévient Vardit Ravitsky, éthicienne à l’École de santé publique de l’Université de Montréal. En deux ou cinq générations, on peut probablement modifier toute une population et avoir un impact réel sur toute une espèce et son écosystème. C’est sans précédent dans l’histoire de la science. »

« Il faut procéder avec prudence, mais il y a aussi un prix éthique à ne pas appliquer la technologie, ajoute-t-elle. Si on a un moyen qu’on croit efficace – on ne peut pas en être certain – pour éradiquer une maladie mortelle, a-t-on le droit de ne pas l’employer? C’est aussi une question. »

Vardit Ravitsky.La professeure en bioéthique de l'Université de Montréal, Vardit Ravitsky Photo : Radio-Canada

Si le forçage génétique fonctionne aussi bien en nature qu’en laboratoire, il permettra de détourner le cours de l’évolution d’une espèce ou même de mener volontairement certaines espèces à l’extinction, mais une seule erreur pourrait avoir des répercussions catastrophiques.

« En voulant se débarrasser d’un organisme invasif, on court aussi le risque d’éradiquer cette espèce dans son habitat d’origine », cite en exemple Ethan Bier, qui croit que chaque application devra être étudiée avec circonspection.

Prudence et transparence

Ethan Bier et Valentino Gantz.Le biologiste Ethan Bier et son étudiant Valentino Gantz dans leur laboratoire de recherche Photo : Radio-Canada

Plusieurs voix s’élèvent pour réclamer un moratoire sur la technique. D’autres intervenants, du FBI à l’ONU, craignent même qu’elle puisse être détournée comme arme biologique. C’est pour cela qu’Ethan Bier, Anthony James et plusieurs autres travaillent sur des moyens de renverser le forçage génétique, en cas de problème ou de relâchement non désiré, notamment par un autre forçage.

Plusieurs scientifiques exigent que ces essais soient expliqués au grand public et menés de la manière la plus transparente possible.

Tout le monde devrait en discuter. Jusqu’à quel point devrions-nous modifier notre environnement et quelles limites voulons-nous nous imposer? Nous sommes au début d’une nouvelle ère, et il est très important que tous participent à cette conversation.

Le biologiste Ethan Bier
Un moustique dans un piègeDes moustiques génétiquement modifiés Photo : Radio-Canada

« Pour savoir si on est prêt, il faut que l’opinion publique et les valeurs sociétales appuient la technologie. Si elle est perçue comme une technique développée pour le bénéfice des industries, elle causera une réaction hostile. On a vu ça avec les OGM », rappelle Vardit Ravitksy.

Pour sa part, Anthony James continue ses essais sur des cages à moustiques de plus en plus grandes en préparation de les relâcher sur le terrain.

« Ce que je crains le plus, c’est que ça ne fonctionne pas, si le parasite s’adaptait à ce nouveau gène par exemple, note Anthony James. Les effets sur l’opinion publique seraient alors indélébiles. »

Science