Le 28 novembre, He Jiankui a affirmé devant une salle de conférence bondée lors du deuxième sommet international sur l’édition du génome humain à Hong Kong avoir édité les génomes de deux jumelles, Lulu et Nana, nées en Chine.
Les scientifiques de la Southern University of Science and Technology à Guangdong, en Chine, ont condamné les recherches de He affirmant qu’il « a gravement violé l’éthique académique et les codes de conduite », et les philosophes et bioéthiciens ont rapidement plongé dans le marasme de l’édition des génomes humains. Je ne vais donc pas couvrir ce territoire. Ce que je veux aborder, c’est ce que nous avons appris : comment Il a fait ces bébés.
Je suis théoriquement un professeur retraité du département des sciences biomédicales de l’Université d’État du Colorado. Pendant plus de 50 ans, j’ai fait des recherches sur de nombreux aspects de la technologie de reproduction assistée, y compris le clonage et la modification génétique des embryons de mammifères, donc je suis intéressé par la plupart des recherches concernant les « bébés sur mesure » et les problèmes de santé dont ils peuvent souffrir.
Une première?
À la conférence, il a donné un aperçu général de la science. Alors qu’une recherche comme celle-ci serait typiquement présentée à la communauté scientifique en publiant dans une revue à comité de lecture, ce qu’il affirme avoir l’intention de faire, nous pouvons avoir une idée générale de la façon dont il a créé ces bébés modifiés. Cette technique a été appliquée avec succès à d’autres espèces et, l’année dernière, à des embryons humains, mais ces derniers n’ont pas été implantés chez une femme. Il dit avoir passé trois ans à tester la procédure sur des souris et des singes avant de passer au travail sur des embryons humains.
Il ne fait aucun doute que des modifications génétiques précises peuvent être apportées au sperme humain, aux ovules, aux embryons et même à certaines cellules chez les adultes. De telles modifications ont été faites ad nauseum chez les souris, les porcs et plusieurs autres mammifères. Il est donc évident pour des scientifiques comme moi que ces mêmes modifications génétiques peuvent être, et seront, effectuées chez l’homme. La façon la plus simple d’effectuer des modifications génétiques commence par l’embryon.
La boîte à outils
La stratégie la plus tendance pour modifier l’ADN ces jours-ci implique l’outil d’édition de gènes CRISPR/Cas-9, qui peut effectuer des modifications génétiques précises dans des cellules vivantes. Bien que d’autres outils soient disponibles depuis des années, l’approche CRISPR/Cas-9 est plus simple, plus facile, plus précise et moins coûteuse.
La façon dont il fonctionne est simple dans son concept. Le composant Cas-9 est un ciseau moléculaire qui coupe l’ADN à l’endroit spécifié par un petit morceau d’ARN, appelé « template CRISPR ». Une fois l’ADN coupé, un gène peut être modifié à cet endroit. La coupure est ensuite réparée par des enzymes déjà présentes dans les cellules.
Dans ce cas, Il a ciblé un gène qui produit une protéine à la surface des cellules appelée CCR5. Le virus VIH utilise cette protéine pour se fixer et infecter la cellule. Son idée était de modifier génétiquement CCR5 pour que le VIH ne puisse plus infecter les cellules, rendant les filles résistantes au virus.
À ce stade, il n’a pas fourni d’explication claire sur la façon exacte dont il a désactivé le CCR5 et sur la nature de la modification génétique. Mais ce genre de « désactivation » est couramment utilisé dans la recherche.
Comment il a fait
D’après le schéma qu’il a présenté, il semble qu’il ait injecté le système CRISPR/Cas-9 dans un ovule en même temps qu’il a injecté un spermatozoïde pour le féconder. Ensuite, l’ovule s’est divisé et a formé une boule de dizaines de cellules – l’embryon. À ce stade, il prélève quelques cellules de chaque embryon pour déterminer si le changement génétique souhaité a été effectué. D’après mon expérience, les embryons étaient probablement congelés à ce stade. Une fois l’analyse terminée, il a probablement décongelé les embryons modifiés et transféré les meilleurs d’entre eux dans l’utérus de la mère pour une gestation à terme. Les embryons sans les modifications ou les modifications incorrectes seraient soit jetés, soit utilisés pour la recherche.
Pour de nombreuses applications, il est idéal d’apporter toute modification aux gènes au stade d’une cellule. Ensuite, lorsque l’embryon duplique son ADN et se divise pour donner un embryon à deux cellules, la modification génétique est également dupliquée. Cela continue de sorte que chaque cellule du bébé résultant possède la modification génétique.
Cependant, il semble que la modification génétique dans ce cas ne se soit pas produite avant le stade de deux cellules ou plus tard, car certaines cellules des bébés avaient la modification, tandis que d’autres ne l’avaient pas. Cette situation est appelée mosaïcisme car l’enfant est une mosaïque de cellules normales et modifiées.
Dangers de l’édition d’embryons ?
Qu’est-ce qui pourrait mal tourner dans un embryon modifié génétiquement ? Beaucoup.
Le premier pépin est qu’aucune modification n’ait été faite, ce qui arrive fréquemment. Une variante est que la modification se produit dans certaines cellules de l’embryon, mais pas dans toutes les cellules, comme cela s’est produit chez ces bébés.
L’inquiétude la plus courante concerne ce que l’on appelle les effets non ciblés, dans lesquels la modification génétique est effectuée, mais d’autres modifications involontaires se produisent à d’autres endroits du génome. Le fait d’avoir une modification au mauvais endroit peut provoquer toutes sortes de problèmes de développement, comme un développement anormal des organes, des fausses couches et même des cancers.
D’après sa diapositive, il semble qu’il ait séquencé les génomes – le plan génétique complet de chaque enfant – à plusieurs étapes de la grossesse pour déterminer s’il y avait des modifications indésirables, bien que celles-ci ne soient pas toujours faciles à trouver. Mais tant que des scientifiques indépendants ne pourront pas examiner l’ADN de ces deux petites filles, nous ne connaîtrons pas les résultats. Les résultats qu’il a partagés jusqu’à présent ne permettent pas non plus de savoir si cette modification génétique peut être transmise à la génération suivante.
Un autre problème courant auquel on a déjà fait allusion est le mosaïcisme, qui semble s’être produit chez l’une de ces jumelles. Si certaines cellules sont modifiées, et d’autres non, le bébé pourrait avoir des cellules du foie qui contiennent le gène modifié et des cellules cardiaques qui ont la version normale, par exemple. Cela peut entraîner ou non des problèmes graves.
Un autre problème est que la manipulation des embryons in vitro – en dehors de leur environnement normal dans l’appareil reproducteur – où nous ne pouvons pas reproduire précisément la nutrition normale, les niveaux d’oxygène, les hormones et les facteurs de croissance – pourrait conduire à des anomalies de développement, y compris des fœtus trop grands, des problèmes métaboliques, etc. Cela se produit parfois avec des procédures de routine telles que la fécondation in vitro, lorsqu’il n’y a pas de tentative de modification génétique.
Heureusement, la nature est assez bonne pour éliminer les embryons anormaux via la mort embryonnaire et l’avortement spontané. Même dans les populations humaines saines se reproduisant normalement, près de la moitié des embryons meurent avant même que la femme ne sache qu’elle était enceinte.
Nous concevons déjà des bébés – et il y a des avantages
Bien que j’aie souligné ce qui peut mal tourner, je crois que la science évoluera de telle sorte que les bébés génétiquement modifiés seront en meilleure santé que les bébés non modifiés. Et ces améliorations seront transmises aux générations futures. Des anomalies génétiques gravement débilitantes, comme le syndrome de Tay-Sachs, pourraient être éliminées d’une famille par modification génétique.
On peut dire que des bébés de conception sont déjà nés grâce à une technique appelée diagnostic génétique préimplantatoire (DPI). Quelques cellules d’embryons sont dépistées pour des dizaines, et potentiellement des centaines, d’anomalies génétiques telles que le syndrome de Down, la mucoviscidose et le syndrome de Tay-Sachs, pour n’en citer que quelques-unes. Les parents ont également la possibilité de choisir les embryons du sexe souhaité. Selon moi, choisir les embryons à implanter, c’est clairement faire des bébés sur mesure.
Pour aller plus loin, le DPI ne se limite pas à l’élimination des maladies. Un parent potentiel peut également choisir d’autres caractéristiques. Lorsqu’un des futurs parents est infertile, il existe des catalogues qui fournissent la race, la taille et le poids, et même le niveau d’éducation d’un donneur de sperme ou d’ovules, qui est également déterminé comme étant exempt de défauts génétiques majeurs, et exempt du SIDA et d’autres maladies vénériennes.
À mon avis, si les procédures sont jugées éthiquement et moralement acceptables, la plupart des modifications génétiques susceptibles d’être effectuées en éditant des embryons comme il dit l’avoir fait, impliqueront la suppression de traits nuisibles plutôt que l’ajout de traits désirables. Parce que les changements seront ciblés, ils seront plus précis et moins nocifs que les mutations qui se produisent au hasard dans l’ADN d’essentiellement tous les spermatozoïdes et les œufs naturellement.
Avec toute cette technologie de reproduction, il y a une autre considération : les coûts énormes des procédures décrites. Dans quelle mesure la société devrait-elle investir les maigres ressources médicales dans l’application de ces techniques, d’autant plus que les avantages éventuels profiteront probablement surtout aux familles les plus riches ?
Ces perspectives doivent être gardées à l’esprit lors de l’évaluation des manipulations génétiques potentielles des humains.