Quelles applications concrètes pour CRISPR ? © GiroScience, Fotolia

Santé

CRISPR : 8 applications d'édition génétique

Question/RéponseClassé sous :CRISPR-Cas9 , amélioration génétique , thérapie génique

Guérir des maladies génétiques, doper le rendement des cultures, ressusciter des espèces disparues ou donner vie à des bébés parfaits : grâce à leur simplicité déconcertante, les ciseaux génétiques CRISPR-Cas9 ont donné des idées aux scientifiques dans le monde entier.

Mise au point en 2012 par Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier, CRISPR-Cas9 a révolutionné l'édition génétique en permettant d'insérer et d'éditer très facilement des gènes dans une chaîne ADN. Contrairement aux modifications génétiques classiques, qui nécessitent des manipulations complexes et laborieuses, CRISPR est peu coûteux, fonctionne avec pratiquement tous les types d'organismes et peut s'appliquer à grande échelle. Des avantages qui ont ouvert la voie à toute une série d'applications en santé, agronomie ou environnement.

Créer des moustiques anti-paludisme

Lutter contre le paludisme en éliminant les moustiques vecteurs de la maladie : tel était le but de l'expérimentation menée en août 2018, autour du village de Pala, à l'ouest du Burkina Faso, où 10.000 moustiques génétiquement programmés pour être stériles ont été relâchés. D'autres essais ont été menés cherchant à rendre le moustique résistant au plasmodium, le parasite responsable du paludisme, ou à propager un gène de stérilité aboutissant à l'extinction des populations (forçage génétique). Lors d'une expérience menée en 2018, une équipe menée par Andrea Crisanti et Tony Nolan, les pionniers de cette technique, est ainsi parvenue à engendrer une totale disparition en 7 générations.

Le moustique est responsable de nombreuses maladies. © Roman, iNaturalist

Concevoir des bébés « améliorés »

En novembre 2018, le chercheur chinois He Jiankui a annoncé avoir donné naissance au premier bébé génétiquement modifié pour l'immuniser contre le virus du sida en désactivant un gène appelé CCR5. Une mutation qui améliorerait également les fonctions cognitives. Si cette première mondiale a valu à He Jiankui une mise au ban par l'ensemble de la communauté scientifique internationale et un procès, elle a ouvert la voie à un débat sur les manipulations génétiques visant à améliorer l'être humain. D'un côté, des couples porteurs d'une maladie transmissible pourraient donner naissance à des bébés sains. De l'autre côté, cela ouvre la porte à des dérives eugéniques, comme la création d'athlètes hors du commun ou d'êtres supérieurement intelligents.

Inventer des « super animaux » d’élevage

Alison Van Eenennaam, chercheuse à l'Université de Californie, a réussi en 2018 à insérer le gène SRY dans le génome de vaches femelles afin de les transformer en mâles. De quoi créer des troupeaux 100 % masculins, avec des animaux ayant une croissance plus rapide et dotés de plus de masse musculaire. D'autres chercheurs espèrent rendre la viande plus tendre en inhibant le gène de la calpastatine qui dégrade les fibres musculaires post-mortem. Également à l'étude : des vaches tolérantes à la chaleur ou résistantes à la tuberculose, des porcelets naturellement castrés, ou encore des poulets immunisés contre la grippe aviaire, ce qui permettrait d'éviter l'utilisation d'antibiotiques dans les élevages.

Des cheptels 100 % mâles grâce à CRISPR. © Petras Gagilas, Flickr

Ressusciter des espèces disparues

Redonner vie au mammouth, au tigre de Tasmanie ou à l'auroch ? Un vieux rêve de scientifique mais qui se rapproche un peu plus de la réalité grâce à CRISPR-Cas9. George Church, généticien à la Harvard Medical School de Boston, espère ainsi pouvoir recréer un ersatz de mammouth en insérant des gènes d'un spécimen congelé dans le génome d'un éléphant indien, l'espèce la plus proche. Ben Novak, de l'association Revive & Restore, ambitionne de ressusciter le pigeon voyageur, éteint à la fin du XIXe siècle, en intégrant d'anciens gènes chez le pigeon moderne. Les premiers oiseaux dotés d'un génome contenant l'enzyme Cas9 (permettant ensuite l'utilisation de CRISPR), sont nés fin 2018.

Cultiver des organes humains chez des cochons

Chaque année, plus de 20.000 personnes sont en attente d'un greffon en France. Pour parer à la pénurie, les scientifiques espèrent bientôt pouvoir transplanter chez l'Homme des organes de porc modifiés pour accroître leur compatibilité. En décembre 2018, un babouin a ainsi survécu six mois avec un coeur de cochon, dont plusieurs gènes avait été modifiés grâce à CRISPR. La start-up américaine eGenesis planche de son côté sur des cellules de porcs dont le système immunitaire a été affaibli, et qui sont dépourvues d'une partie du génome porteur d'un virus dangereux pour l'Homme. Cœur, pancréas, foie, cornée ou peau : le porc va-t-il se transformer en banque d'organes sur pattes ?

Des organes humains cultivés chez les cochons génétiquement modifiés. © labitase, Fotolia

Soigner les maladies

CRISPR permet à la thérapie génique de prendre un nouvel envol. En 2016, des chercheurs chinois sont parvenus à des injecter des lymphocytes T génétiquement modifiés chez un patient atteint d'un cancer du poumon afin que ces derniers reconnaissent et attaquent les cellules tumorales. D'autres chercheurs misent sur CRISPR pour freiner la division des cellules cancéreuses. Les maladies rares sont bien sûr une autre cible privilégiée, par exemple pour corriger les erreurs dans le génome des personnes atteintes de la dystrophie musculaire de Duchenne. Des chercheurs de l’Inserm ont, quant à eux, réussi à réactiver un gène de globine-γ afin de supprimer des anomalies de l'hémoglobine absente ou malformée chez des patients atteints de drépanocytose ou de béta-thalassémie.

La thérapie génique par CRISPR. © Connect world, Fotolia

Doper les plantes et améliorer leurs qualités

En modifiant les plantes sans y intégrer de gène étranger, CRISPR pourrait révolutionner l'amélioration variétale tout en évitant le recours aux OGM. Une équipe de l'Université Purdue et de l'Académie des Sciences de la Chine a ainsi développé une variété de riz produisant 25 % à 35 % de grains en plus. En Espagne, le biologiste Francisco Barro utilise CRISPR pour éliminer les gènes du blé responsables des gliadines, les protéines du gluten à l'origine de la maladie cœliaque. Sont aussi sur les rangs, du maïs résistant à la sécheresse, des champignons qui ne brunissent pas ou des tomates naturelles pimentées. CRISPR pourrait aussi amener dans nos assiettes de nouveaux fruits sauvages, rendus comestibles et commercialement rentables.

Produire du biocarburant

Certaines microalgues ou cyanobactéries transforment naturellement le CO2 en sucres et lipides utilisables pour la fabrication de biocarburant. Grâce à CRISPR-Cas9, les chercheurs espèrent optimiser leur métabolisme de façon à doper leur rendement. Des scientifiques de Taïwan sont ainsi parvenus à doper la production de lipides de 94 % chez Chlamydomonas reinhardtii, une algue verte microscopique, en modulant l'expression d'un gène régulant la fixation du carbone. Des microalgues ou levures génétiquement modifiées permettront aussi de produire des précurseurs de vitamines, de pigments, de protéines, des biopolymères pour la fabrication de plastique ou encore des molécules pour l'industrie pharmaceutique.

Des microalgues génétiquement modifiées pour produire du bioarburant. © GiroScience, Fotolia
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