CRISPR/Cas9, « Edward aux mains d’argent » des biotechnologies
La manipulation du génome s’est étendue à de multiples organismes via le développement de nucléases spécifiques capables d’introduire une cassure double-brin unique et ciblée. Ces ciseaux moléculaires ont permis d’inactiver, d’insérer, de corriger ou de remplacer une séquence génomique avec facilité et prédiction dans des organismes divers (plantes, cellules humaines, insectes, microalgues (Silva et al., Current gene Therapy, 2011). En 2012, une découverte capitale a vu le jour :
le système CRISPR/Cas9, inspiré d’un phénomène naturel décrit en 1987, permet de modifier avec une facilité déconcertante le patrimoine génétique(Quétier, Plant Sciences, 2016). Ce système naturel confère aux bactéries une sorte «d’immunité acquise» leur permettant de lutter contre les bactériophages, ceci en stockant en mémoire dans leur génome l’ADN étranger au locus CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Lors d’une seconde infection, la cellule produit de petits ARNs qui s’hybrident avec les séquences d’ADN complémentaires du bactériophage et permet le recrutement de la nucléase Cas9, également codée par le locus CRISPR au site de reconnaissance PAM (Protospacer Adjacent Motif), adjacent à la cible. L’enzyme Cas9 se charge alors de couper la chaîne ADN complémentaire à ce brin ARN (Cong et al., Science, 2013; Jinek et al., Science, 2012).
Ce système naturel a été détourné pour l’ingénierie ciblée de génome grâce à l’expression dans une cellule d’un plasmide codant la nucléase Cas9 et un ARN guide ciblant une séquence d’intérêt.
(1) sa simplicité de mise en œuvre : la spécificité repose sur la complémentarité de l’ARN guide avec l’ADN cible, (2) sa multiplicité d’action : l’introduction simultanée de plusieurs guide ARNs ciblant chacun une séquence permet de réaliser des modifications génétiques simultanées, assurant un gain de temps considérable pour générer des souches et (3) enfin son coût : les quelques dizaines d’euros en font des ciseaux utilisables par des scientifiques de tous pays pour réaliser l’édition de génomes. Ce tiercé gagnant a conduit à une déferlante d’études dans des domaines d’applications aussi divers que la thérapie génique, l’amélioration d’espèces végétales ou animales, la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, ainsi que dans les secteurs des matériaux, de la chimie ou de l’énergie. Les enjeux économiques sont considérables, comme en témoigne la création de nombreuses entreprises de biotechnologie développant la technologie CRISPR/Cas9 directement (Caribou Biosciences, CRISPR Therapeutics, Editas Medicine…). Démocratisation certes mais
questions posées dans les domaines scientifiques, politiques et économiques: Quel est le statut de la propriété intellectuelle ? Quel est le statut des organismes obtenus par les nouvelles techniques de modifications ciblées des gènes : OGM ou non OGM ? Où se situent les limites des interventions sur l’homme ? Tant de points de réflexions éthiques et sociétales qu’il sera nécessaire de mener rapidement et efficacement dans les prochaines décennies.
Contact : Fayza Daboussi, Directrice de recherche INRA, LISBP INSA Toulouse (daboussi@insa-toulouse.fr)
