Scientifiques Trouver un gène modifié avec CRISPR Difficile à résister

Pirater le génome humain a longtemps fait le grand théâtre de la science-fiction parce qu'il a toujours semblé incroyablement impossible et qu'il se prête si facilement à des intrigues sinistres.

Mais depuis que les scientifiques ont réussi à cartographier le génome humain dans les années 1990, le génie génétique semble moins ressembler à de la fiction et plus à un point de repère présomptif de la recherche médicale.

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Nous craignons toujours de bricoler le génome humain de manière héréditaire, même si l'utilisation du génie génétique pour traiter les personnes malades commence à faire de réels progrès. Il est illégal d'éditer l'ADN héréditaire dans de nombreux pays, mais pas aux États-Unis. Mais nous avons laissé la discussion sur les implications éthiques et les rouages ​​de la réglementation à élaborer au fur et à mesure que la technologie se met en place.

Mais en 2012, ce qui semblait n'être qu'une possibilité future est devenu un dilemme immédiat.

C'est alors que la biologiste moléculaire de l'Université de Californie, Jennifer Doudna, Ph. D., et quelques collègues ont décrit une nouvelle technique de génie génétique appelée CRISPR-Cas9 dans un article de la revue Science. En bref, la technologie permet à un scientifique d'extraire des morceaux d'ADN problématiques, une procédure avec un potentiel profond pour guérir des maladies génétiques dévastatrices comme celle de Huntington.

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La technique est assez simple pour que tout biologiste qui se sentait si enclin puisse «éditer» la constitution génétique d'un embryon humain et l'implanter chez une femme en utilisant la fécondation in vitro (FIV). Ce changement entrerait dans le pool génétique une fois pour toutes.

Un certain nombre de groupes ont sonné l'alarme que c'est maintenant l'heure. Ce n'est plus de la science-fiction. Dr George Daley, Centre médical de Harvard

CRISPR-Cas9 pourrait également potentiellement reprogrammer les gènes qui causent des maladies génétiques telles que la drépanocytose et la maladie de Huntington, promettant un traitement tout usage.

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Les scientifiques et les régulateurs se sont efforcés de rattraper leur retard.

«Étant donné que les problèmes de modification d'un génome, en particulier d'un embryon, sont maintenant beaucoup plus immédiats et plus préoccupants, c'est pourquoi un certain nombre de groupes ont sonné l'alarme que c'est maintenant le moment. Ce n'est plus de la science-fiction », a déclaré le Dr George Daley, Ph. D., biologiste spécialisé dans les cellules souches au Harvard Medical Center.

Mais les critiques disent que le processus qui guide et comment nous allons changer notre héritage génétique humain est slapdash, exclusionary, et souillé par la promesse de profit pour ceux qui pourraient bénéficier d'un remède contre le cancer ou une maladie génétique - ou d'une solution pour un trait génétique subjectivement indésirable.

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Un moment Eureka

Techniquement, il a été possible d'éditer l'ADN humain depuis le milieu des années 1970, quand Paul Berg, Ph.D., l'ADN humain cultivé dans la bactérie E. coli dans son laboratoire de Stanford. Mais ces premières méthodes étaient laborieuses et peu fiables.

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Doudna (prononcez DOWD-na) est entrée dans le débat sur l'ingénierie humaine par accident. Une experte en ARN, elle avait été appelée pour aider certains collègues à enquêter sur la façon dont les bactéries combattent les virus.

Il est devenu progressivement clair que les bactéries identifient et ciblent des fragments d'ADN viral en utilisant un processus appelé CRISPR-Cas9. La première fois qu'une bactérie rencontre un virus, elle stocke un peu de son ADN. Plus tard, cet ADN sert d'affiche «la plus recherchée». Si la bactérie se retrouve dans le même virus, elle l'attaque en supprimant le schéma familier de l'ADN.

Doudna et ses collègues ont rapidement réalisé que les scientifiques pouvaient se greffer sur le processus bactérien pour modifier l'ADN - qu'il s'agisse d'un virus, d'une plante agricole ou d'un être humain.

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"Je pensais, wow, si cela pouvait fonctionner dans des cellules animales ou végétales, cela pourrait être un outil très, très utile et très puissant. Honnêtement, je ne me rendais même pas compte de la puissance à l'époque ", a déclaré Doudna à NPR lors d'une interview en 2014. (Elle a refusé la demande d'entrevue de Healthline, citant son horaire de voyage professionnel.)

Le pouvoir de la nouvelle approche n'est pas passé inaperçu.

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Ce printemps, des chercheurs chinois ayant utilisé la méthode CRISPR-Cas9 sur des embryons humains ont publié leurs résultats dans une revue américaine.

Les embryons étaient non viables et l'approche n'a pas fonctionné aussi bien que prévu, mais le rapport a envoyé une vague d'alarme à la communauté scientifique, révélant à quel point la tentation était forte d'utiliser CRISPR pour modifier l'ADN humain héréditaire.

Quelques jours après cette publication, une équipe de l'Université de Californie à San Diego (UCSD) a annoncé son succès en utilisant CRISPR sur les mouches des fruits. Ils ont modifié les gènes d'une paire de mouches à fruits, en s'assurant que le trait qu'ils avaient inséré serait transmis à tous les descendants. Ce type de génie génétique est appelé "lecteur de gène".

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Les scientifiques de l'UCSD ont imaginé utiliser cette approche pour améliorer la recherche sur les souris et les mouches des fruits, mais les implications étaient claires: nous pouvions changer rapidement une espèce entière, y compris nous-mêmes, en utilisant CRISPR.

Pas plus tard que la semaine dernière, des scientifiques britanniques ont demandé une licence à l'Human Fertilization & Embryology Authority du Royaume-Uni pour modifier les génomes d'embryons humains stockés dans des cliniques de fertilité. Ils prévoient d'utiliser des embryons viables, mais promettent de ne pas les implanter après qu'ils ont été modifiés.

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Regarder vers le passé pour maîtriser la technologie futuriste

Entre-temps, Doudna et d'autres scientifiques, éthiciens et avocats se battent avec les défis éthiques de CRISPR.

En janvier, Doudna et un petit groupe de leaders d'opinion américains se sont rencontrés à Napa, en Californie, pour discuter de ce qu'il fallait faire du génie qu'ils laisseraient sortir de sa bouteille.Paul Berg, qui a été le pionnier du génie génétique avec sa découverte de l'ADN recombinant en 1975, était là.

Le groupe s'inspirait de la conférence organisée par Berg en 1975 à Asilomar Conference Grounds, juste à l'extérieur de Monterey, en Californie, pour décider comment la science procéderait au génie génétique. Cette réunion est largement annoncée comme la preuve que les scientifiques peuvent manipuler en toute sécurité des outils controversés et potentiellement destructeurs.

Au printemps, plusieurs participants à la réunion de Napa - dont Doudna, Berg et Daley de Harvard - ont publié un article affirmant que CRISPR ne devrait pas être utilisé sur l'ADN reproducteur ou les cellules germinales. Mais, ont-ils dit, la recherche en laboratoire devrait continuer.

À la fin de cette année, une fiducie internationale de cerveaux scientifiques convergera vers Washington, D. C., pour commencer à esquisser un plan pour les limites possibles sur CRISPR. L'effort s'est accéléré, reflétant l'urgence de la question.

Mais comme le sommet sur invitation seulement, parrainé par les Académies nationales des sciences, ingénierie et médecine et ses homologues britanniques et chinois, se réunit, les critiques soutiennent qu'il est voué à l'échec parce qu'il exclut les questions clés et la possibilité de commentaire public.

Les Académies nationales disent qu'il y aura des places limitées pour les membres du public.

Si CRISPR représente «un changement de tendance dans la façon dont nous nous considérons comme des êtres», comme le dit Daley, alors quelle est la meilleure façon de décider d'une question aussi importante?

Sheila Jasanoff, Ph. D., professeur d'études en science et technologie à la Kennedy School de Harvard, pense que la réunion de décembre fait déjà écho à certains des échecs de la conférence d'Asilomar.

Les scientifiques d'Asilomar se sont penchés sur les produits du génie génétique précoce pour déterminer s'ils pouvaient être utilisés pour les armes biologiques et se sont surtout inquiétés des risques de fuite du laboratoire.

Ils n'ont pas anticipé ce qui s'est avéré être un débat animé et de longue date sur les organismes génétiquement modifiés (GM), qui a eu des conséquences majeures pour les agriculteurs, les environnementalistes et les poids lourds de l'agroalimentaire tels que Monsanto.

"Rétrospectivement, on peut voir la longue, parfois tragique, controverse sur les cultures génétiquement modifiées … comme une réouverture par les citoyens du monde de toutes les dimensions du génie génétique qu'Asilomar avait exclu", a écrit Jasanoff dans un éditorial. le sommet de la prochaine génération sur le génie génétique.

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Cloning Money?

Les scientifiques réunis à Asilomar avaient peu à voir avec les applications commerciales de leurs recherches. Mais avec la loi Bayh-Dole de 1980, les professeurs et les universités ont acquis un intérêt financier dans la façon dont leurs découvertes ont été commercialisées.

Doudna fait partie de la douzaine d'entreprises qui se sont déjà formées dans l'espoir de commercialiser le montage de gènes CRISPR.Une entreprise, Caribou Bio, s'intéresse explicitement aux applications agricoles.

Selon Pete Shanks, MA, du Centre de génétique et de société, l'agriculture sera probablement l'une des premières entreprises rentables pour CRISPR, car la modification des semences ne nécessite pas autant de précision que la médecine humaine.

"Tant que vous finissez par obtenir une graine qui fonctionne, vous êtes OK", a déclaré Shanks.

Il serait difficile de trouver quelqu'un dans le monde de la biotechnologie qui n'a aucun intérêt parce que tous les principaux dans cette conversation ont ce qui ressemble à des conflits d'intérêts. Marcy Darnovsky, Centre de génétique et de société

Mais les intérêts financiers de Doudna dans sa découverte sont plus la règle que l'exception.

Michael Kalichman dirige le Centre pour l'éthique et la société à l'UCSD. Il décrit l'implication de Doudna dans l'aspect commercial de son travail simplement dans le cadre de son travail à la tête d'un laboratoire de recherche dans un monde post-Bayh-Dole.

"Votre travail consiste à essayer de le vendre", a-t-il déclaré. "Doudna ne cache pas ses intérêts là-dedans. "

Dans une salle remplie de scientifiques, de médecins et d'universitaires, tous les avis sont colorés.

"Nous n'avons que des gens qui ont des intérêts financiers qui ne font pas que des décisions qui vont être appliquées, mais qui posent les questions qui vont être posées", a déclaré Darnovsky.

Kalichman, dont la carrière a «encadré» la loi Bayh-Dole, affirme que la loi a entraîné un passage plus rapide de la recherche pure à des applications cliniques. Mais cela laisse également la place au biais.

"La question est:" Le système d'intérêt financier crée-t-il un biais pour voir certaines choses? "et la réponse semble être oui", at-il dit.

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Hearingtrings contre la science difficile

Dans son éditorial sur CRISPR intitulé« Une voie prudente pour l'ingénierie génomique et la modification génétique germinale »- Doudna, Daley, Berg, et d'autres disent que les chercheurs devraient explorer comment CRISPR fonctionne sur les embryons humains - tant que personne ne implante les embryons modifiés.

"Ils soutiennent que l'édition de cellules germinales humaines (gamètes et embryons précoces) à des fins de recherche devrait avancer immédiatement alors qu'un dialogue sur les implications sociales et éthiques de l'utilisation de cellules germinales modifiées pour initier une grossesse est en cours", a déclaré Darnovsky. de l'éditorial.

D'autres recherches, selon l'article, nous donneront plus d'informations sur le fonctionnement des modifications de la lignée germinale - ou, comme dans l'étude chinoise, ne le font pas.

"Ils appellent cela" une voie prudente "", a déclaré Darnovsky. "Mais il serait facile de le lire comme" Si notre recherche démontre que nous pouvons modifier la lignée germinale de manière sûre et précise, ce sera un argument pour la création de l'homme GM. ""

Cela fait seulement une dizaine d'années que nous avons lu le génome humain pour la première fois. Nous devrions faire preuve d'une grande prudence avant de commencer à le réécrire. Eric Lander, Broad Institute

Doudna a décrit CRISPR comme une méthode pour éditer les fautes de frappe qui nous sont données dans le texte sur papier de la nature. Sa métaphore est destinée à rendre un processus incroyablement compliqué compréhensible aux non-scientifiques. Mais il passe également sous silence les risques de l'édition de gènes: en réalité, le livre de la génétique humaine est écrit dans un langage que nous comprenons à peine.

"Cela fait seulement une dizaine d'années que nous avons d'abord lu le génome humain. Nous devons faire preuve d'une grande prudence avant de commencer à le réécrire », a écrit Eric Lander, Ph.D., à la tête du Broad Institute, dans son éditorial sur CRISPR.

Le Broad Institute a fait concurrence au laboratoire de la côte ouest de Doudna pour les avances au CRISPR et est engagé dans une action en justice pour savoir qui détient les brevets.

Lander admet que nous ne devrions pas toucher à l'ADN héréditaire, mais il fait de la place pour une «exception possible de la correction de gènes de maladies monogéniques sévères, dans les rares cas où il n'y a pas d'alternative. "

Et si la recherche que Doudna préconise et les scientifiques britanniques demandent déjà de faire promet un remède contre une maladie génétique dévastatrice comme celle de Huntington, pas au cas par cas, mais en éliminant complètement la mutation génique? Le public exigerait probablement l'accès à ce traitement.

Mais que se passerait-il si ce qui semblait être un remède se révélait avoir des effets secondaires génétiques non intentionnels qui n'étaient pas apparents avant la génération suivante?

"Passer d'une observation brillante à quelque chose qui aide les masses est compliqué", a déclaré Jasanoff.