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50 ans de Lune

© NASA, 1968

Apollo, conquête spatiale et apports scientifiques

"Un petit pas pour l'homme, mais un grand pas pour l'humanité", les mots de Neil Armstrong sont restés dans l'Histoire, comme l’empreinte de la chaussure de Buzz Aldrin restera sur la Lune ...

CRISPR-Cas9, une révolution et des dérives

Une modification aux effets secondaires indésirés

En novembre 2018, un scientifique chinois révélait au monde entier qu'il avait réussi à créer des bébés génétiquement modifiés. Cet apprenti Frankenstein a modifié in vitro un

Sommes-nous seuls dans l'univers ?

Un peu d'histoire

A l'aube de la civilisation, la vie extraterrestre est envisagée par le prisme des dieux et divinités. Les Incas pratiquent des sacrifices, et les Aztèques tracent de grandes figures au sol destinées ...

Une demi-vie qui dépasse l'âge de l'univers

Construit 1500 m sous le sol italien, le Laboratoire National de San Grasso (LNSG) accueille le détecteur XENON1T, résultat de la collaboration internationale de plus de 160 chercheurs venus d'Europe, des États-Unis et du Moyen Orient. Le 29 avril 2019, ils annonçaient l'observation de la désintégration ...

Bio-plastique et Crustacés

@FranklinMedina

Depuis quelques années, les bioplastiques représentent un enjeu environnemental et économique majeur. Le terme bioplastique englobe les plastiques bio-sourcés, c'est-à-dire qui proviennent de matière organique, et des plastiques d'origine fossile, mais biodégradables. ...

L'homme augmenté et le transhumanisme

@Jhonny Linder

Une idéologie controversée

Le transhumanisme est un mouvement intellectuel et culturel qui prône l'usage des sciences pour l'amélioration des capacités physiques comme mentales de l'homme. Jusqu'à présent, le progrès ...

Lithium et troubles bipolaires

Une action à élucider

Les troubles bipolaires se traduisent par une vie rythmée d'épisodes de dépression entrecoupés de phases maniaques, c'est-à-dire d'états de grande excitation pathologique. Sur le long terme, on observe une perte de la matière ...

Un gel reconstructeur

© Wiki Commons

 

Un espoir pour réparer les tissus

Une équipe de chercheurs de l’Université Johns Hopkins School of Medecine à Baltimore (États-Unis) a développé un gel qui mime la micro-architecture et les propriétés mécaniques des tissus mous. Ce gel permettrait de guérir plus vite et sans déformation ni cicatrice. Testé sur des rats et des lapins, il a montré une nette amélioration de la cicatrisation. Il pourra être utilisé après des excisions de tumeur, des malformations congénitales, des brûlures, des blessures importantes ou même contre le vieillissement. Injectable par aiguille, il serait beaucoup moins traumatisant pour les patients que les transplantations de peau utilisées depuis une quinzaine d'années. Elles nécessitent en effet le prélèvement de tissus sur une autre partie du corps, laissant de nombreuses cicatrices. Dans certains cas, des implants synthétiques de peau sont utilisés mais les cellules immunitaires réagissent mal et rejettent parfois l’implant, provoquant, là aussi, des cicatrices.« Dans les greffes de peau il n’y a que l’épiderme qui est recréé ce qui ne permet pas de souplesse. Il faut un derme artificiel pour reconstruire une peau totale» explique Michael Atlan, chef de service à l'APHP au service de chirurgie plastique reconstructrice et esthétique, microchirurgie, régénération tissulaire et chercheur au laboratoire LVTS de BICHAT INSERM et membre du centre de recherche De St Antoine du Pr Bruno Feve, spécialisé dans l'étude du tissu graisseux . « On peut aussi utiliser des tissus animaux décellularisés pour construire une architecture 3D. Cette technique est souvent utilisée en reconstruction mammaire. »

Une matrice en nanofibres

Ce gel est composé de nanofibres en polymère biodégradable (nanofibres de polycaprolactone). Ce type de polymère était déjà connu et utilisé pour réaliser les points de suture. Les nanofibres sont similaires à la matrice extracellulaire. La matrice extracellulaire est une structure située à l'extérieur des cellules. Elle fournit un support structurel pour les cellules et les tissus et sert de ciment intercellulaire. « La polycaprolactone est très utile car elle se résorbe. Elle maintient l’architecture le temps que se fixent les cellules » ajoute Michael Atlan. Cependant, elles ne sont pas injectables et ne produisent pas le volume ni les propriétés mécaniques nécessaires à la reconstruction tissulaire. C’est pourquoi les nanofibres de polymères sont imbibées d’acide hyaluronique. Selon le chirurgien, « l’acide hyaluronique est un composant naturel de la matrice extracellulaire. Il facilite la reconstruction des tissus et leur hydratation ". Il était déjà utilisé par les chirurgiens pour aider la cicatrisation des petites blessures. Il se lie aux macrophages (cellules immunitaires) ce qui permet de lutter contre l’inflammation. Il induit aussi une angiogenèse (création de nouveaux vaisseaux sanguins). Après l’injection, le gel crée des liaisons entre l’acide hyaluronique et les cellules. Cela entraîne la création d’une matrice élastique, squelette permettant aux cellules du corps humain de se greffer dessus. « Le gel sera injecté en complément de cellules souches qui viendront coloniser la matrice» explique Michael Atlan. Cette structure poreuse laisse passer les cellules utiles à la cicatrisation et favorise l’angiogenèse. « L’alliance d’une matrice 3D avec des cellules souches permet de recréer un derme. Les cellules souches sont issues de la graisse, elles se différencient pour s’adapter au receveur » conclut Michael Atlan.

 

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CRISPR-Cas9, une révolution et des dérives
CRISPR-Cas9 est une vraie révolution qui permet de modifier à volonté le génome de la plupart des êtres vivants. En 2018, grâce à cette technologie, les premiers bébés OGM voyaient le jour.

Une modification aux effets secondaires indésirés

En novembre 2018, un scientifique chinois révélait au monde entier qu'il avait réussi à créer des bébés génétiquement modifiés. Cet apprenti Frankenstein a modifié in vitro un gène dans l'ADN des bébés, alors qu'ils étaient encore au stade embryonnaire. Ce gène, c'est le CCR5, dont la particularité est de coder pour une protéine qui permet au virus du Sida de pénétrer dans les cellules. L'absence de ce gène devrait protéger contre l'infection potentielle par le virus ; c'est ce qui se passe avec une mutation présente chez un pourcent de la population (1 %) notamment en Europe. Toutefois, une récente étude menée par deux chercheurs de l'université de Berkeley, aux Etats Unis, suggère que la désactivation du gène CCR5 engendrerait une diminution de l’espérance de vie des bébés. Leur étude portant sur 410 000 Anglais porteurs de la mutation naturelle a conclu que les enfants OGM auraient 21 % de chances en plus de mourir avant leurs 76 ans que des bébé non-OGM.

Une technologie révolutionnaire

Ce cas illustre une application d'une technique qui révolutionne la génétique moderne : les ciseaux moléculaires CRISPR-Cas9.

 Elle permet de couper l'ADN à un endroit bien précis. Une fois coupé, il y a plusieurs solutions. La première est de laisser la cellule réparer le brin qui, en se reconstituant, va faire des erreurs, inactivant le gène au niveau du clivage. Inactiver un gène est un procédé courant en biologie, qui permet de comprendre son importance et son rôle dans l'organisme. La deuxième solution consiste à intégrer une nouvelle séquence d'ADN choisie, qui va remplacer la séquence coupée. Ceci ce fait grâce au mécanisme de réparation naturel de la cellule, la recombinaison homologue, qui se charge de fixer le nouveau gène. Ainsi, les chercheurs peuvent intégrer n’importe quel gène dans l'ADN et créer des mutants très facilement.

Une technologie au service de la science

La conception d'organismes génétiquement modifiés n'a rien de nouveau. Avant CRISPR-Cas9, d'autre techniques étaient employées, mais elle restaient imprécises et très coûteuses. Avec ces méthodes, il fallait compter en moyenne 1 an avant d'obtenir une souris mutante. CRISPR-Cas9 divise cette durée par 5, permettant à une nouvelle lignée de souris mutantes complexes de voir le jour tous les 2 mois, car l'endonucléase Cas9 permet aussi de couper et d’interchanger plusieurs gènes en même temps. Pour couronner le tout, cette méthode peut être employée sur n'importe quel type d'organisme eucaryote : plantes, bactéries, primates, rongeurs, humain, etc.
Selon Jean-Stéphane Joly, directeur de recherche à l’Institut des neurosciences à Paris-Saclay, « c'est certainement l’innovation majeure du XXI siècle en biotechnologie »

Applications

Aujourd'hui, en plus de faire avancer la recherche, la technologie Cas9 pourrait avoir de nombreuses applications qui sont pour certaines déjà en phase de test. Des chercheurs tentent par exemple de modifier le génome de certaines levures pour leur faire produire du biocarburant. D'autres ont le projet très ambitieux de modifier l'ADN des moustiques vecteurs de maladies telles que la malaria, la dengue ou le chikungunya. Le but serait de rendre les moustiques résistants à ces maladies, empêchant la transmission à l'Homme et les épidémies, très meurtrières, qui en découlent. CRISPR-Cas9 ouvre aussi la porte à la thérapie génique, envisagée pour soigner des maladies génétiques héréditaires liées à une seule mutation de gène. C'est le cas de la mucoviscidose (mutation de gène CFTR), de la myopathie (DMD), de l'hémophilie, ou encore de la drépanocytose.

Cependant, la prudence est de mise. Les scientifiques et les pouvoirs publics du monde entier, prennent très au sérieux les questions de modifications génétiques humaines. CRISPR-Cas9 est une technologie très puissante qui pourrait conduire à de dangereuses dérives eugénistes (méthodes visant à améliorer le patrimoine génétique humain) si des lois ne sont pas rapidement établies. Pour le moment, aucun pays n'a autorisé les modifications d'embryons humains, comme celle opérée par le scientifique chinois. Son université n'a d'ailleurs jamais approuvé ses travaux, qu'il a financés lui-même. Aujourd'hui, le gouvernement chinois a démarré une procédure judiciaire à son encontre.

Pour en savoir plus :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Cas9#Modification_d'embryons_humains

https://www.pourlascience.fr/theme/crispr/

https://lejournal.cnrs.fr/articles/crispr-cas9-des-ciseaux-genetiques-pour-le-cerveau

http://www.genethique.org/fr/bebes-ogm-une-esperance-de-vie-raccourcie-72000.html#.XPoj6o869dh

https://www.nature.com/articles/d41586-019-01739-w?elqTrackId=294aeaba5751488d81558a2739ee87b6&elq=53780365b5ce478fa75df6f1155b87e1&elqaid=25212&elqat=1&elqCampaignId=10597

Juliette Torregrosa
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