CRISPR est la base d’un système révolutionnaire d’édition de gènes. Un jour, cela pourrait permettre de tout faire, de la résurrection d’espèces éteintes à la mise au point de remèdes contre les maladies chroniques.
Il est construit sur une adaptation naturelle trouvée dans l’ADN des bactéries et des organismes unicellulaires.
CRISPR signifie Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.
Ce ne sont en fait que des morceaux de code génétique avec un format spécifique et reconnaissable. Ils contiennent une séquence qui apparaît encore et encore, bien qu’elle soit souvent inversée à chaque fois.
C’est ce qui le rend « palindrome : » les palindromes sont des mots qui peuvent être lus de la même manière à l’envers. Les palindromes sont courants dans l’ADN. Certains servent de sauvegarde pour les dommages causés à notre code génétique, tandis que d’autres sont courants dans les mutations cancéreuses.
Avec CRISPR, un groupe d’enzymes reconnaît certaines répétitions et y casse l’ADN pour insérer des informations importantes au milieu. Ces insertions sont appelées « espaceurs » et elles contiennent le code génétique de différents virus qui ont envahi dans le passé.
De telles invasions antérieures ont servi un objectif évolutif très important : immuniser contre les menaces étrangères.
Les chercheurs ont découvert pour la première fois CRISPR dans E. Coli dans les années 1980. Lorsque E. coli survit aux attaques virales, il incorpore une partie de l’ADN du virus dans son propre code génétique.
E. Coli n’est pas le seul à utiliser cette stratégie. Entre les années 1980 et 2000, les scientifiques ont découvert que de nombreuses bactéries et organismes unicellulaires incorporent ainsi l’ADN viral.
Les cellules utilisent ces séquences comme matrices pour transcrire des brins complémentaires d’ARN.
Lorsque des virus correspondant à la séquence matrice pénètrent dans la cellule, l’ARN complémentaire se lie à eux et dirige une série d’enzymes associées à CRISPR, ou enzymes «Cas», pour attaquer, coupant l’ADN de l’envahisseur au site de liaison. Cela neutralise la menace virale.
Le système CRISPR-Cas est incroyablement efficace. Il est également facile à manipuler, nous permettant de modifier le code génétique d’une cellule comme nous le voulons.
En 2012, la microbiologiste française Emmanuelle Charpentier et la biochimiste américaine Jennifer Doudna ont découvert que les enzymes Cas, en particulier Cas9, peuvent être reprogrammées pour couper presque n’importe quelle partie du génome, en utilisant des séquences d’ARN fabriquées en laboratoire. Ces molécules “d’ARN guide” indiquent à Cas9 où couper l’ADN dans une cellule.
Pour leur découverte, Charpentier et Doudna ont remporté le prix Nobel de chimie en 2020.
Et l’utilisation de CRISPR a pris son envol dans la science depuis leur percée.
Mais les scientifiques sont encore loin de réaliser le potentiel de CRISPR.
Cas9 est excellent pour supprimer ou éliminer les gènes indésirables. Mais dans la plupart des cas, il ne suffit pas de supprimer l’ADN indésirable. Les scientifiques doivent contrôler la façon dont l’ADN se répare.
Laissées à elles-mêmes, les cellules ont tendance à réparer l’ADN brisé en utilisant une méthode qui introduit de nombreuses erreurs aléatoires. Les chercheurs peuvent fournir aux cellules des modèles pour guider le processus de réparation, mais ils travaillent toujours à le rendre plus fiable.
Des chercheurs avoir trouvé de nombreuses applications pour CRISPR chez les animaux, comme la fabrication de poulets et de porcs résistants aux maladies, et les moustiques qui ne peuvent pas mordre ou pondre des œufs. Mais ils ont de nombreux projets en cours, comme la fabrication de cultures résistantes aux maladies, y compris les raisins de cuve. De manière plus ambitieuse, ils s’efforcent de modifier génétiquement les porcs afin que leurs organes puissent être transplantés chez l’homme. Et redonnez vie à des espèces éteintes telles que le pigeon voyageur, en peaufinant les génomes d’oiseaux similaires.
En ce qui concerne le génome humain, cependant, les scientifiques ont été plus hésitants. La modification de notre propre ADN pourrait facilement finir par causer plus de problèmes qu’elle n’en résout.
Alors que Cas9 coupe de manière fiable l’ADN là où nous le voulons, des expériences récentes ont montré qu’il peut également affecter des gènes loin de la cible. Et même si nous pouvions le faire fonctionner de manière fiable, de nombreux experts ont signalé des préoccupations éthiques concernant l’utilisation de la technologie pour l’eugénisme et les « bébés sur mesure ». Si les parents peuvent un jour payer des scientifiques pour modifier l’ADN de leurs bébés, les rendant plus forts et plus intelligents, CRISPR pourrait rendre le monde encore plus inégalitaire et préjugé.
En 2018, le chercheur chinois HEH JEE’-an-qway a affirmé qu’il avait utilisé CRISPR pour fabriquer des enfants résistants au VIH. Qu’il ait réussi ou non, son travail a violé les règles de la Commission nationale de la santé de la Chine et il a été condamné à trois ans de prison.
L’utilisation de CRISPR sur les bébés est largement illégale. Mais dans certains cas, l’utilisation de CRISPR sur des humains peut valoir le risque.
En 2020, des chercheurs américains ont commencé les premiers essais cliniques en injectant directement CRISPR à des humains vivants, dans le but de réparer une mutation génétique qui provoque la cécité.
De nombreux chercheurs espèrent que les thérapies basées sur CRISPR pourraient éventuellement guérir les maladies héréditaires ; ils ont déjà vu des résultats prometteurs dans diverses études animales. Bien qu’étant donné les risques liés à la modification du génome humain, nous sommes encore loin de l’utilisation généralisée de CRISPR en médecine.
CRISPR a donné à la science un outil pour bricoler de manière fiable le code de la vie. Mais la question demeure : pouvons-nous le faire de manière sûre et éthique, tout en évitant les conséquences imprévues d’un tel pouvoir ?
