Extrémités thérapeutiques du clonage / Offarm

le clonage est une réalité qui a donné lieu à un débat social controversé sur la possibilité de cloner des êtres humains. Ces techniques sont encore en cours de développement et leurs possibilités ouvrent une nouvelle voie vers la guérison de maladies telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et le diabète insulino-dépendant.

D’importants progrès en biotechnologie, en biologie moléculaire, en génétique, en biochimie et en fertilisation artificielle ont permis le développement de techniques de clonage.

Le clonage est compris comme la procédure technique par laquelle un individu peut être obtenu à partir d’une cellule d’un autre individu existant, de sorte que les deux seraient génétiquement égaux, c’est-à-dire qu’ils auraient les mêmes gènes. Même ainsi, deux individus génétiquement égaux n’impliquent pas qu’ils soient physiquement égaux, car le génotype (ensemble de gènes d’un individu) n’est pas le même que le phénotype (ensemble de caractéristiques physiologiques, morphologiques et comportementales et qui sont le résultat des relations de l’individu avec l’environnement). En bref, ce n’est pas parce que deux individus ont le même génotype qu’ils sont les mêmes.

Le clonage est devenu populaire après la naissance du célèbre mouton Dolly. En 1997, un groupe de chercheurs écossais de l’Institut Roslin a réussi à cloner un mouton à partir d’une cellule mammaire adulte. Immédiatement après la publication des résultats dans la prestigieuse revue Nature, une grande inquiétude sociale a été suscitée quant aux conséquences qui pourraient découler d’une utilisation abusive de ces techniques, comme le clonage d’êtres humains.

Malgré toutes les controverses, les finalités thérapeutiques que ces techniques de clonage peuvent offrir sont très encourageantes: remplacer les neurones endommagés par un accident, guérir le diabète insulino-dépendant, restaurer la santé des personnes atteintes de la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer, et même obtenir des organes pour des greffes en évitant les problèmes de rejet immunitaire.

Contexte

Le mot clone (klon) est d’origine grecque et signifie “pousse”, “branche” ou “bourgeon”. Dans le langage scientifique, le clone est compris comme le groupe d’individus qui descendent d’un autre par reproduction asexuée, qu’il s’agisse de bactéries, de plantes ou d’animaux.

Le clone n’est pas nouveau, car il existe déjà dans la nature comme voie de reproduction alternative à la voie sexuelle. À l’origine de l’évolution, la reproduction était asexuée et les descendants des micro-organismes étaient génétiquement égaux à leurs prédécesseurs.

En 1952, les premières expériences de clonage à l’aide de grenouilles (Xenopus laevis) ont été menées avec peu de succès, mais en 1967, de nouveaux progrès ont été réalisés, car John Gurdon, à l’aide d’expériences de transfert nucléaire, a démontré qu’il était possible de cloner une grenouille à partir de cellules de l’intestin. En 1986, Neal First, physiologiste à l’Université de Madison, a obtenu la première vache par clonage. Il a utilisé une cellule d’un embryon de bovin âgé de 6 jours et l’a fusionnée avec un œuf fécondé par un choc électrique. L’embryon résultant a été implanté dans une vache, à partir de laquelle un veau est né. En 1993, Jerry Halt, directeur du Laboratoire de fécondation In Vitro de la George Washington School of Medicine, a perfectionné la technique Neal First en divisant l’embryon en plusieurs parties avant l’implantation, lui assurant que si un implant échouait, les autres pourraient être testés.

Plus tard, Wilmunt et Campbell, deux scientifiques de l’Institut Roslin au Royaume-Uni, ont perfectionné la technique de transfert nucléaire et ont obtenu en 1995 les premiers mammifères clonés à partir de cellules différenciées: les veaux Megan et Morgan. Après le succès de ces expériences, ils ont décidé d’utiliser d’autres types de cellules d’origines différentes comme donneurs de noyau. Enfin, en 1997, la brebis Dolly est née, le premier mammifère cloné à partir d’une cellule adulte.

quelques-unes des possibilités avec les attentes les plus élevées du clonage, est l’étude du mécanisme moléculaire d’expression et de répression des gènes

Techniques

Les cellules de notre corps sont divisées en deux groupes: les cellules germinales, dans le cas des humains et de la plupart des mammifères sont les ovules et les spermatozoïdes, et les cellules somatiques, qui sont le reste des cellules, et jusqu’à présent, on pensait qu’elles ne pouvaient pas conduire à un individu complet.

La principale différence entre les cellules somatiques et germinales est que ces dernières ont la moitié de la dotation génétique d’une cellule somatique, c’est-à-dire que si les cellules somatiques ont 46 chromosomes, les cellules germinales subissent une double division par le processus de méiose, dans laquelle elles réduisent leur dotation chromosomique de moitié (23 chromosomes).

La moitié des chromosomes maternels de l’ovule et l’autre moitié des spermatozoïdes paternels sont nécessaires pour donner naissance à un nouvel individu par reproduction sexuée. L’union des deux cellules germinales donnera un embryon avec un total de 23 paires de chromosomes ou, ce qui est la même, avec un total de 46 chromosomes.

Le clonage est un type de reproduction asexuée pour obtenir des individus génétiquement égaux, par conséquent, contrairement à la reproduction sexuée, il n’y a pas de mélange de gènes des deux parents, mais l’individu cloné contient les 46 chromosomes de la cellule donneuse, il sera donc génétiquement égal à son “parent”.

La technique de clonage consiste essentiellement à fusionner le noyau d’une cellule somatique donneuse, qui contient donc l’enveloppe génomique complète, avec un ovule dont le noyau a été préalablement extrait. Une fois fusionnée, la division cellulaire est stimulée et finalement implantée dans l’utérus de l’animal pour développer l’embryon.

Il existe plusieurs techniques pour obtenir des clones ; la première que nous allons expliquer est la technique par excision cellulaire. Cette procédure permet d’obtenir plusieurs individus clonés, mais différents de leur progéniteur. Il consiste à féconder un ovule avec un spermatozoïde dans un tube à essai, au moment où la division de l’ovule fécondé a atteint un certain stade, juste avant que les cellules ne se soient différenciées pour donner lieu à des fonctions différentes, soient séparées des cellules et de chacune d’elles, nous obtenons un individu complet. Les noyaux de ces cellules sont implantés à l’intérieur d’un œuf énucléé (le noyau a été préalablement retiré) et élevés dans un tube à essai jusqu’à ce qu’ils atteignent le stade de 80 à 100 cellules; enfin, ils sont implantés à l’intérieur de l’utérus, étant les animaux qui naissent clones les uns des autres, c’est-à-dire qu’ils ont la même information génétique.

Le mouton Dolly est le résultat d’une autre technique de clonage. Il n’a pas été obtenu à partir d’une cellule embryonnaire, mais d’une cellule somatique d’un mouton adulte. La nouveauté de cette technique était de démontrer qu’une cellule somatique différenciée, avec une fonction spécifique, pouvait revenir à des stades plus primitifs, de sorte qu’elle pouvait donner naissance à un organisme complet. Pour ce faire, la cellule donneuse devait d’abord être dans un état d’arrêt du cycle cellulaire, c’est-à-dire comme si elle était dans un état de latence, car on pense que les molécules régulatrices de l’œuf récepteur agissent sur les noyaux transférés en les reprogrammant. Après avoir transféré le noyau de la cellule somatique dans l’ovule récepteur énucléé, des impulsions de courant électrique ont été appliquées pour induire la fusion cellulaire et imiter la stimulation normalement effectuée par le sperme. Il a finalement été implanté dans l’utérus de la mère adoptive. Ce nouvel individu possède les mêmes informations génétiques que la cellule somatique adulte utilisée comme donneur.

Un an plus tard, à la naissance de Dolly la brebis, l’Université du Massachusetts, avec son programme Advanced Cell Technology, a réalisé le clonage d’un bovin

Les performances de la technique étaient très faibles: de la fusion de 277 œufs énucléés avec la cellule cultivée correspondante, seuls 29 embryons ont été obtenus, qui ont été transférés dans l’utérus de différents moutons; de tous, un seul agneau est né: Dolly.

Un an après la naissance du mouton Dolly, l’Université du Massachusetts, avec son programme de Technologie Cellulaire Avancée, a obtenu le clonage d’un bovin. Des clones ont été obtenus à partir de fibroblastes (tissu conjonctif de l’embryon). Les fibroblastes sont des cellules qui en sont aux premiers stades de la différenciation cellulaire, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas aussi différenciées que les cellules d’un organisme adulte. Ces clones avaient également la particularité d’être des animaux transgéniques (ils avaient introduit un gène humain), avec la possibilité de produire dans le lait une protéine utilisée à des fins thérapeutiques. Son succès a été relatif, puisque sur 6 clones implantés, seuls 4 ont survécu, et l’un d’eux est décédé après 5 jours. Par la suite, d’autres expériences de clonage ont été menées à partir de cellules de différents tissus, d’origine fœtale et adulte, mais toutes ont donné des résultats moins réussis.

Buts thérapeutiques

La clé du succès des expériences de Wilmut et de ses collaborateurs réside dans l’étude du cycle cellulaire des cellules somatiques. Jusqu’à présent, on croyait qu’une cellule somatique différenciée ne pouvait pas retrouver les caractéristiques de pluripotentialité. Toutes les cellules ont la même information génétique dans le noyau, mais au fur et à mesure que l’embryon se développe, ces cellules se différencieront pour donner naissance à différents organes et tissus. Les expériences de Wilmunt ont montré que ces cellules, une fois différenciées, peuvent être reprogrammées et retrouver les caractéristiques de pluripotentialité pour développer un nouvel organisme.

Comme mentionné ci-dessus, le succès du mouton Dolly est relatif, puisqu’il a été obtenu après 277 fusions de l’ovocyte avec le noyau donneur. On ne sait pas non plus quel type de cellule a été utilisé comme donneur, car la culture utilisée contenait des cellules à différents stades de différenciation qui se trouvent naturellement dans la glande mammaire. Le rôle joué par l’ADN mitochondrial n’a pas non plus été pris en compte; il se trouve de manière résiduelle dans les mitochondries (organites cellulaires qui se trouvent dans la cellule et qui servent à la “respiration” de la cellule) de l’œuf récepteur énucléé. De plus, toutes les études de clonage décrites jusqu’à présent montrent un nombre élevé de décès au cours du développement embryonnaire et fœtal. Seulement 1 à 2% des embryons atteignent le terme, et même certains des clones qui survivent à l’accouchement meurent à court terme.

Ainsi, la complexité de ces techniques et le stade primitif de leur développement sont clairs, mais ils méritent d’être améliorés, car les avantages du clonage sont multiples.

Un bon exemple d’application des techniques de clonage, ainsi que des techniques pour obtenir des animaux transgéniques, est le mouton Polly. Ce mouton a été créé par le même groupe qui a créé le mouton Dolly. Polly est un animal transgénique, c’est-à-dire qu’un gène humain a été incorporé (en particulier le gène du facteur IX) qui code pour la synthèse de la protéine sanguine utilisée pour le traitement de l’hémophilie, de sorte que Polly sépare cette protéine humaine dans son lait.

Bien que ces expériences avec des animaux transgéniques existent depuis des années, la différence est que les techniques de clonage pourraient produire un grand nombre de brebis femelles produisant du lait avec ces protéines.

Une autre possibilité est la génération d’organes animaux soumis à une manipulation génétique pour les adapter aux greffes humaines. Tout organe du porc, tel que le foie ou le rein, serait rejeté par l’homme en raison d’une réaction immunitaire hyperaiguë, mais ces réactions sont causées par une protéine connue, donc si nous pouvions modifier génétiquement l’animal pour qu’il ne produise pas ce type de protéine, la greffe pourrait sûrement être réalisée avec succès.

L’une des possibilités les plus attendues du clonage est l’étude moléculaire du mécanisme d’expression et de répression des gènes. Cela signifie que sachant pourquoi un gène est exprimé dans certaines circonstances ou réprimé (cesse de s’exprimer) dans d’autres, nous pourrions connaître bon nombre des mécanismes de base qui contrôlent la vie. Par exemple, nous pourrions régénérer des cellules qui ont été endommagées, telles que des cellules nerveuses qui n’ont pas la capacité de se régénérer. Les cellules nerveuses se reproduisent pendant le développement de l’embryon et pendant les premiers stades de la vie, mais lorsque l’individu est adulte, elles cessent de se reproduire. Si nous connaissions les mécanismes moléculaires qui permettent de “mettre en marche” les gènes pour se reproduire, nous pourrions guérir les neurones endommagés en cas de blessure.

L’une des alternatives qui pose le plus de problèmes éthiques est d’obtenir des embryons pour obtenir des cellules embryonnaires pluripotentielles afin de traiter des maladies actuellement incurables. Un embryon pourrait être créé par transfert nucléaire en utilisant la cellule somatique d’un individu et un œuf humain. L’embryon se développerait jusqu’aux premiers stades de différenciation (préembrion), car à ces premiers stades, les cellules embryonnaires sont multipotentielles et peuvent être dérivées pour créer un type cellulaire spécifique. À partir de là, des lignées cellulaires spécifiques pourraient être cultivées et remplacées par les cellules affectées du patient.

Alternativement à des fins thérapeutiques humaines, le clonage peut avoir d’autres applications non négligeables, telles que l’obtention de copies d’un individu qui, dans le domaine de l’élevage, présentait des caractéristiques génétiques particulièrement avantageuses, optimisant l’élevage.

Questions éthiques

La communauté scientifique ne doute pas que les possibilités des techniques de clonage peuvent bénéficier à des millions de personnes, mais comme dans toutes les avancées scientifiques, il y a toujours un “côté obscur”. Nous avons déjà mentionné les objectifs thérapeutiques de ces techniques, mais de là est né le débat éthique associé à la manipulation et à la destruction d’embryons et à la création possible d’êtres humains clonés.

Les scientifiques et les experts en génétique et en bioéthique ne sont pas d’accord sur l’utilisation des embryons. Le clonage d’embryons pour la production humaine a été rejeté par la majorité, mais le clonage d’embryons à des fins thérapeutiques était un débat ouvert. Certains défendent des techniques de clonage utilisant des cellules somatiques adultes; de cette façon, nous éviterions d’obtenir des “embryons de réserve”, mais le fait d’être des cellules adultes présente plus de problèmes techniques que les cellules embryonnaires.

Récemment, le Royaume-Uni a adopté une nouvelle législation qui permettra le clonage d’embryons humains de moins de 14 jours (proembrions) à des fins de recherche à des fins thérapeutiques, tandis que l’Espagne suivra les directives fixées par la Commission européenne. *

Bibliographie générale

Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I. Ovins clonés par transfert nucléaire à partir d’une lignée cellulaire cultivée. Nature 1996; 380:64-66.

Comité d’experts sur la bioéthique et le clonage. Rapport sur le clonage. Entre les frontières de la vie. Institut de Bioéthique de la Fondation des Sciences de la Santé. Madrid : Doce Calles, 1999.

Gurdon JB. Transplantation nucléaire dans les œufs et les ovocytes. J Cell Sci Suppl 1986; 4:287-318.

Palacios M. Clonage humain à des fins thérapeutiques. Certains aspects biologiques, éthiques et juridiques. Madrid : Société Internationale de Bioéthique, 2000.

Shamblott MJ et al. Derivation of pluripotent stem cells from cultured human primordial germinal cells. Actes de l’Académie nationale des Sciences, 1995.

Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Introduction à l’analyse génétique. Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España, 1989.

Wilmut I. Clonage thérapeutique. Recherche et science 1999; 269:24-29.

Wilmut I, Schieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KHS. Progéniture viable dérivée de cellules de mammifères fœtales et adultes. Nature 1997; 385: 810-813.