Introduction
Alors que
le débat se développe au niveau de l'acceptation des OGM (Organismes génétiquement
Modifiés), il apparaît que certains des acteurs de ce débat ignorent ce
qui ce cache derrière ce terme. Car pour moi beaucoup des problèmes et
questions posées viennent de l'ignorance de ce sujet et donc de la peur
qu'engendre toujours l'inconnu. Au cours de ce papier je vais essayer
de préciser les différents axes et thématiques que cela implique, ainsi
que les différentes conséquences prévisibles de l'utilisation de ces techniques
tant pour les aspects médicaux que les aspects agro-alimentaire et environnementaux.
Définition
Qu'est ce que la transgénèse ? Il s'agit de la possibilité de faire exprimer
une partie du patrimoine génétique d'un organisme (qualifié d'organisme
donneur) par un autre organisme d'une espèce différente (organisme hôte).
Cette technique permet donc des échanges génétiques entre des espèces
que l'évolution a séparée. Ce point qui est souvent présenté comme cela
de manière brut est à nuancer fortement. En effet la transgénèse ne génère
pas d'hybride contre nature, ceux ci ne seraient de toute façon pas viables
; il s'agit de transfert limité d'un ou tout au plus de quelques éléments
génétiques qui vont entraîner la modification de quelques aspects limités
de l'hôte. Hors, ce type de transfert interspécifique existe dans la nature
via certains virus (le virus de la grippe est ainsi susceptible de faire
passer du matériel génétique entre les oiseaux, les porcs et les primates
dont l'homme).
Comment
çà marche
La transgénèse n'est possible que parce que l'ensemble des êtres vivants
(au moins sur la planète Terre) parle la même langue au sens génétique.
Jacques Monod disait " ce qui est vrai pour le colibacille est vrai pour
l'éléphant " ; le code génétique est universel et commun (il y a bien
quelques petites variantes, mais pour rester dans l'analogie linguistique
ce sont des accents comme l'accent québécois, marseillais ou parisien,
il y a des différences mais tout le monde se comprend). Ceci implique
que si vous donnez à lire à un colibacille un morceau du patrimoine génétique
de l'éléphant il est capable de le lire, de le comprendre, et donc d'effectuer
les instructions qu'indiquent ce fragment. Mais vous allez me dire, dans
la nature cela ne se produit jamais ! Ce n'est pas si évident. Il y a
des colibacilles parmi la flore digestive de l'éléphant et il semble bien
que certains échanges aient lieu de manière naturelle avec des fréquences
extrêmement basses (10puissance-12 ou moins, il
n'y a pas 10puissance12 éléphants sur terre (çà
se saurait) mais 10puissance12 est à peu près le
nombre de micro-organismes par gramme de contenu intestinal).
Un
peu d'histoire
C'est au début des années 1970 que les premières expériences de transgénèse
ont été réalisées chez le colibacille par 3 chercheurs, 2 américains (Boyer
et Cohen), et un français (Rambach, élève de Monod à Pasteur). Ces chercheurs
ont pour la première fois réussi à faire exprimer dans le colibacille
un gène c'est à dire une séquence d'ADN (acide désoxyribonucléique) provenant
d'un autre micro-organisme. Ce type d'expériences s'est très vite généralisé
et est devenu un outil classique d'étude du monde microbien et au plan
appliqué pour transformer les microbes en usines à molécules. Mais dès
cette époque les chercheurs ont pris conscience de ce qu'ils faisaient
et en 1973 était décrété un moratoire sur ces expériences lors de la conférence
d'Azilomar, afin d'établir des règles d'éthiques pour ces expériences.
C'est à la suite de ce moratoire qu'on été défini les règles actuelles
pour ce type de travaux, et il est important de le signaler à la seule
initiative des chercheurs qui ont demandé qu'on leur impose des règles
à respecter. Ce moratoire a duré 6 mois et très vite les techniques se
sont perfectionnées et ont permis la transgénèse de la totalité des espèces
vivantes.
Un
peu de technique
Pour
réaliser une transgénèse plusieurs conditions sont nécessaires :
1/ disposer d'un ADN donneur
La
première étape consiste à préparer l'ADN, pour cela par des techniques
assez simples on extrait l'ADN de la cellule qui contient l'information
désirée. Si extraire l'ADN total d'une cellule est relativement simple,
identifier le fragment (gène) qui porte l'information recherchée est toujours
plus délicat. Aussi la première étape consiste à réaliser ce que l'on
appelle une banque de gène. Pour cela on introduit l'ADN extrait par petit
morceau dans des cellules bactériennes (le plus souvent le colibacille),
et ensuite on testera ces cellules une à une afin de déterminer la bonne
cellule, c'est à dire celle qui contient le gène désiré. Pour cela diverses
techniques de criblages existent, et il est courant de cribler plusieurs
milliers de clones avant de trouver le bon. Les firmes spécialisées considèrent
un délai de 3 semaines comme raisonnable pour trouver le bon gène en absence
de problème particulier (certain gènes sont beaucoup plus long à obtenir).
Le clone (nom donné à la cellule bactérienne (ou autre) isolée après criblage)
contenant le gène identifié, il est alors très aisé d'en extraire le gène,
de le purifier, et éventuellement le modifier pour qu'il puisse s'exprimer
correctement (corriger les différences d'accents pour revenir à la comparaison
linguistique).
2/ choisir un hôte
C'est à dire définir le type d'organisme dans lequel on souhaite faire
exprimer ce gène. Une plante, un animal, une bactérie, un champignon,
en fait n'importe quel type de cellules vivantes peut servir d'hôte. Il
n'existe plus aujourd'hui d'organismes ou cette technique ne soit pas
possible. Le choix ne dépend que des contraintes lié à l'objectif recherché.
Pour la production de molécules d'intérêt la cellule hôte est le plus
souvent une bactérie ou un champignon unicellulaire comme la levure de
boulangerie. Il est ensuite très aisé de cultiver cet organisme dans de
grandes cuves spécialisées (appelées fermenteurs) et d'en extraire le
produit désiré. Mais l'hôte peut être un organisme plus complexe, plante
ou animal supérieur homme compris (cas de la thérapie génique). Dans le
cas des organismes supérieur on distingue 2 types de transgénèse , la
transgénèse somatique quand le gène est introduit dans des cellules différenciées
et la transgénèse germinale quand le gène est introduit dans les cellules
sexuelles (pollen, ovule) ou dans l'œuf après la fécondation et avant
la première division cellulaire. La conséquence de ces 2 types différents
est que la transgénèse somatique ne concerne qu'un seul individu et n'est
pas transmissible à la descendance de l'individu. Au contraire de la transgénèse
germinale qui est elle héréditaire et est transmise à la descendance en
suivant les lois de Mendel. La thérapie génique chez l'homme est une transgénèse
somatique alors que le maïs de Novartis est une transgénèse germinale.
3/ introduire le gène dans le génome de l'hôte
Pour cela il
faut disposer de ce que l'on appelle en jargon scientifique d'une technique
de transformation. C'est l'étape la plus délicate du système ; s'il n'y
a pas de problème particulier pour les bactéries, il existe un état physiologique
naturel appelée état de compétence ou la bactérie est naturellement capable
d'incorporer de l'ADN exogène. Pour les cellules dites eucaryotes (champignons,
plantes animaux), c'est un peu plus compliqué.
Animaux paradoxalement c'est pour
la transgénèse germinale des animaux que c'est le plus simple, on procède
simplement par microinjection directe dans l'œuf à l'aide d'une microseringue,
injection réalisée grâce à un micromanipulateur sous microscope. L'œuf
est introduit ensuite chez une mère (au sens femelle de l'animal hôte)
porteuse pour un développement normal. La transgénèse somatique est par
contre particulièrement difficile, elle nécessite des outils supplémentaire
appelés vecteurs, ceux qui sont actuellement les plus utilisés sont des
virus modifiés (rappelez vous que les virus sont des agents naturels de
transgénèse spontanée), les plus utilisés dérivent des nombreux virus
causant les classiques rhumes. Mais il faut reconnaître que les vecteurs
actuels ne sont pas très performant. A côté des expériences sur des animaux
entiers, il est aussi possible de transformer des cultures de cellules
animales (aussi simple que les bactéries). Ces cellules peuvent être mises
en culture pour certain cas particulier (c'est utilisé pour produire certain
médicaments ou dans certaines thérapie génique ou l'on prélève des cellules
au malade que l'on transforme, cultive et réintroduit ensuite au malade).
Plantes
on ne pratique que la transgénèse germinale, mais avec des variantes.
En effet les plantes présentent une propriété particulière à savoir
que pour la plupart des plantes on est aujourd'hui capable de régénérer
un individu complet à partir de cellules en culture. Aussi il suffit
de transformer des cellules végétales et ensuite de régénérer la plante
pour avoir une transformation de type germinale, la plante régénérée
transmettant les caractères à sa descendance. La transformation des
cellules végétales est par contre relativement complexe et beaucoup
plus difficile que les cellules animales ou bactériennes. La technique
la plus utilisée aujourd'hui est celle de la biolistique. Technique
qui consiste à adsorber l'ADN sur des microbilles d'or et ensuite d'introduire
ces microbilles dans la cellules par projection violente sur la cellule,
la cellule va alors incorporer l'ADN et se diviser, on alors des cellules
végétales en culture transformées. Elles peuvent être utilisée telle
quelle ou passer dans le cycle de régénérescence pour redonner la plante
complète.
Ou
sont les contraintes : techniques, financière ou autre
Les contraintes techniques sont aujourd'hui très faibles voir quasi nulles.
Construire des micoorganismes, plantes ou animaux transgéniques, est aujourd'hui
à la portée de n'importe quel laboratoire de microbiologie (pour les microbes),
de physiologie végétale (pour les plantes) ou de physiologie animale (pour
les animaux). L'équipement pour ce type d'expérience est relativement
simple et peut être acheté par n'importe quelle société de ce domaine
y compris les PME, c'est pour cela qu'il existe beaucoup de PME (startup)
dans ce domaine surtout aux USA mais aussi en Europe. Les contraintes
financières les plus élevées viennent non pas des techniques de transgénèse
elle même, mais du respect des normes fixées dans les différents pays
pour éviter d'une part le risque de dissémination accidentel des organismes
modifiés et le risque pour l'expérimentateur (la recherche utilise ces
techniques sur de nombreuses maladies). Si ces contraintes sont plutôt
bien respectées dans les pays industrialisés (USA, Europe , Japon), on
ne sait pas si c'est le cas dans les autres pays utilisant cette technologie
(Chine, Inde, Pakistan, Brésil, Argentine, pour ceux dont on connaît quelque
chose). A titre indicatif rien qu'en France il existe déjà plusieurs milliers
de techniciens maîtrisant parfaitement ces technologies. Certaines expériences
sont même réalisées au lycée aujourd'hui dans les disciplines biologiques
des lycées techniques (préparation au BTS).
Que
fait on de cette technique
Il
y a deux grands domaines d'utilisation : santé et agro-alimentaire.
1/
domaine de la santé
Toutes les protéines d'origine humaine d'intérêt thérapeutique (hormones,
interférons, cytokines, facteur de coagulation …) sont dès aujourd'hui
totalement produites par des organismes transgéniques, soit des bactéries
(cas de l'insuline) soit des cellules en culture (certaines hormones),
soit dans le lait d'animaux transgéniques (facteur 8 et facteur 9 pour
les hémophiles, produit par des brebis et des chèvres transgéniques).
L'utilisation de cette technique est un grand progrès en terme de santé
car les produits obtenus de cette manière sont d'une qualité bien meilleure,
si en 1984 la production des facteurs 8 et 9 (par transgénèse) pour les
hémophiles avait été au point, il n'y aurait eu aucun cas de sida chez
les hémophiles, car les produits de la transgénèse sont totalement exempt
de virus ce qui n'est pas le cas des produits d'extraction humain (nous
sommes tous des porteurs sains pour certains virus !), de même il n'y
aurait pas eu de cas de Creutzfeld Jacob chez les enfants traités à l'hormone
de croissance. A côté de ces produits pharmaceutiques, il y a aussi les
vaccins, y compris ceux pour les maladies infectieuses classiques. La
plupart des vaccins sont produits aujourd'hui par des micro-organismes
transgéniques. Il faut signaler que c'est un vaccin qui a été le premier
système transgénique diffusé à grande échelle dans la nature. Vous avez
tous entendu parler de la campagne de vaccination contre la rage des renard
sauvages. Cela a été réalisé en larguant dans les zones de la pandémie
rabique des doses de vaccins (dissimulés dans des appâts) obtenus par
technique de transgénèse (préparé par la société Pasteur Mérieux). A côté
de ces produits se développe ce que l'on appelle la thérapie génique en
santé humaine. Cela consiste à injecter un ADN dans les cellules de malade,
cela s'applique évidemment à l'ensemble des maladies génétiques (plus
de 3000 connues à ce jour, dont les plus fréquentes sont en France la
mucoviscidose et les myopathies) mais aussi au traitement de certains
cancers et éventuellement de certaines maladies infectieuses comme le
sida (où des pistes intéressantes sont en cours d'exploration). Il s'agit
dans ce cas de transgénèse somatique . Aucun de ces traitement n'est encore
opérationel, les plus avancés en sont au stade des essais cliniques. Si
sur le papier il s'agit effectivement du remède idéal pour ces maladies,
la réalisation pratique est plus complexe, car il s'agit d'introduire
le fragment d'ADN non plus dans une cellule (transgénèse germinale) mais
dans les milliards de cellules du tissu à soigner chez l'individu malade.
Toute la difficulté réside dans le vecteur chargé de transporter l'ADN
dans les bonnes cellules. Comme il semble utopique (en l'état actuel)
de réussir à transformer l'ensemble des cellules concernées, il est probable
que le traitement sera chronique pour les malades. Il faut savoir qu'il
n'est pas nécessaire que toutes les cellules soient saines pour que les
symptômes de la maladies disparaissent, un certain pourcentage de cellules
saines est souvent suffisant, par exemple dans le cas de l'anémie falciforme,
maladie génétique héréditaire des globules rouges dont les 2 allèles sont
codominant (allèle normale et allèle malade " muté "), il existe donc
3 type chez les porteurs ceux qui n'ont qu'un seul type d'allèle, 100%
normal ou 100% muté et ceux qui sont à 50/50, hors ces derniers sont tout
à fait normaux sans aucun symptôme de la maladie (ils sont même naturellement
résistant au paludisme). La thérapie génique est donc une voie très prometteuse
pour toute ces maladies, et dans ce cas personne ne la conteste bien qu'il
s'agisse de transgénèse humaine. De plus il faut savoir que se prépare
le thérapie génique germinale, dont les caractères seront transmissibles
à la descendance, elle est plus simple que la somatique. Et il y a pour
cela une demande forte des malades qui ne veulent pas voir leurs enfants
atteints de la même maladie qu'eux.
2/ domaine agro-alimentaire
C'est le deuxième grand domaine d'utilisation de la transgénèse. Au sein
de ce domaine on peu distinguer 2 sous domaines, celui des additifs produit
par des organismes transgéniques et celui des organismes transgéniques
eux même destinée à l'alimentation.
Cas
des additifs : ces produits ne posent pas de controverse
pour le moment (peut être par pur ignorance de leur existence). On trouve
parmi eux essentiellement les enzymes utilisées comme auxiliaires technologiques
dans de nombreux procédés agro-alimentaire, citons comme exemple les
3 enzymes nécessaire à la transformation de l'amidon en glucose (il
se produit ainsi environ 30 millions de tonnes de glucose par an au
niveau mondial, dont la moitié est utilisée par l'industrie agro-alimentaire),
ces enzymes sont aujourd'hui entièrement produites par des micro-organismes
transgéniques. Il en est de mêmes pour certains autres additifs comme
certains acides aminés (cas de la thréonine) ou de certaines vitamines
(cas de la B12). Si cette production ne pose de problème c'est que le
produit fini ne contient pas de transgène, de ce fait il n'y a aucune
différence entre le produit fini classique et celui obtenu à l'aide
d'outil transgénique, du glucose est toujours uniquement du glucose
quelque soit sa méthode d'obtention. Il existe quelque cas plus discutés
c'est lorsque l'additif " transgénique " est susceptible de se retrouver
dans le produit fini, c'est le cas pour certaines enzymes comme la présure
utilisée en fromagerie par exemple, et qui se retrouve dans le fromage
terminé.
Cas
des aliments transgéniques : il s'agit des plantes et animaux
transgéniques destinés à la consommation humaine (les fameuses OGM).
Je parlerais surtout des plantes car pour le moment il n'existe pas
encore d'animaux transgéniques destinés à la consommation humaine (il
y a bien eut une tentative de porc transgénique en Australie, mais elle
est resté sans suite). Le seul domaine ou il pourrait y avoir des animaux
transgéniques rapidement est celui de l'élevage laitier. On peut penser
par exemple que des vaches exprimant le gène de la BST (hormone de la
lactation) pourraient remplacer avantageusement les injections de cette
hormone (obtenu par des bactéries transgéniques) telles qu'elles sont
effectués aujourd'hui (aux USA uniquement, ou cette pratique est courante),
de telles vaches existent probablement déjà dans les fermes laboratoire
de Monsanto (la firme qui produit déjà la BST). Que peut on faire comme
plante transgénique ? j'aurais tendance à répondre Tout.
Quelle
sont les cibles actuelles ?
il y a principalement 2 types de cibles recherchées La résistance aux
maladies, les plantes aussi ont leur propre système " immunitaire "
de défense vis à vis des maladies qui leurs sont spécifiques et il est
possible par les techniques de transgénèse de rendre les plantes résistantes
à des infection virales, bactériennes ou fongiques, c'est le cas pour
des variétés de riz déjà cultivé en extrême orient. L'intérêt de ce
type de transgénèse est évident, la plante étant naturellement résistante
n'est plus malade (au moins pour une maladie), ce qui entraîne 2 choses,
d'une part un meilleur rendement (il n'y a plus de perte lié à la maladie)
et aussi une diminution des traitements, il n'est plus nécessaire de
faire des traitements préventifs ou curatif sur le champ. Quel intérêt
pour le consommateur, c'est plus difficile à cerner car la plante présente
les mêmes propriétés que la plante non transgénique, elle contient un
gène supplémentaire et donc au moins une protéine supplémentaire qui
sera consommée. Il faut donc savoir l'incidence de cette protéine sur
l'homme qui la consomme. Dans le cas des résistances aux maladies les
stratégies choisies sont selon moi totalement sans danger pour le consommateur.
En effet le plus souvent il s'agit de faire produire par la plante une
protéine de l'organisme phytopathogène qui sert d'inducteur aux systèmes
de défenses naturels de la plante. Hors dans les champs de plantes non
transgénique même traités il existe toujours un taux résiduel non nul
de plantes malades qu'il est impossible de séparer des plantes saines,
ce qui signifie que depuis toujours (depuis que l'homme consomme ces
plantes) il consomme régulièrement des protéines de l'organisme phytopathogène,
donc celle qui sont produite directement dans les plantes ne sont pas
plus gênantes que celles qui viennent de la maladie elle même. Dans
le même type de démarche les semenciers construisent des plantes résistantes
aux insectes ravageurs. C'est le cas du maïs Novartis résistant à la
pyrale. Pour cela ils ont introduit dans le maïs le gêne d'une toxine
insecticide d'origine bactérienne, ce qui entraîne la production de
cette toxine dans le maïs et lorsque la pyrale commence à attaquer la
plante elle est tuée par la toxine. Cette toxine étant présente dans
la plante elle sera consommé par l'homme, quelle est son incidence,
car là il n'y en pas dans les plantes non transgéniques. Cette toxine
est connue depuis très longtemps et est largement utilisé en traitement
curatif des cultures de maïs classique, elle est étudiée depuis longtemps
et est considérée comme totalement non toxique pour l'homme (autrement
elle n'aurait pas pu être autorisée en traitement curatif). Par contre
il existe un risque environnemental, car en effet cette toxine est normalement
rapidement dégradée dans le sol lorsqu'elle est ajoutée sur le champ,
mais là elle est produite en continu par le maïs donc continuellement
présente, cela peut avoir plusieurs type d'incidence, entraîner une
surmortalité des lépidoptères (insectes cibles de cette toxine) et d'autre
part favoriser l'émergence de souches de pyrale résistantes donc qu'il
sera beaucoup plus difficile à contrôler y compris pour les cultures
non transgéniques. Par ailleurs la plupart des plantes transgéniques
actuelles contiennent un gêne de résistance à un antibiotique, cela
n'a aucune utilité pour la plante elle même, ce n'est qu'un résidu des
méthodes qui ont servit à produire la plante transgénique. Ce problème
est en passe d'être résolu, car on en parle aujourd'hui car arrive sur
le marché les premières générations de plantes transgéniques qui ont
été mises au point il y a 10 ans (compte tenu des délais d'autorisation
qui sont très long). Hors, les techniques ont fait des progrès et les
nouvelles générations de plantes transgéniques qui vont arriver sur
le marché sont totalement dépourvues de ce type de gènes. Enfin dernier
type de plantes actuellement disponibles, celles possédant un gène de
résistance à un herbicide. C'est probablement selon mon point de vue
personnel les plus gênantes (pour faire un mauvais jeu de mot). L'intérêt
est évident pour l'agriculteur il peut traiter son champ avec l'herbicide
seul ses semis transgéniques pourront pousser, il aura donc un meilleur
rendement puisqu'il n'y a plus aucune compétition avec les plantes de
l'environnement qui sont détruites. Quel est le risque ? Il est à nouveau
principalement environnemental, puisque il va y avoir une pression de
sélection pour favoriser l'apparition de plantes résistantes à l'herbicide.
Mais de plus comme l'on reste au sein du monde végétal il peut y avoir
des transferts horizontaux de gènes. C'est dire des croisements entre
les plantes transgéniques et les plantes sauvages apparentées, s'il
n'y a pas trop de risque avec le maïs en France (pas de maïs sauvage
chez nous), il n'en est pas de même avec le colza ou la betterave pour
lesquelles il existe des variétés sauvages capables de se croiser avec
les plantes transgéniques, donc d'acquérir par croisement le gène de
résistance et devenir elle même résistante, et de ce faite incontrôlable
puisque l'herbicide n'aura plus d'action. De plus les plantes transgéniques
peuvent devenir elle même des " mauvaises herbes " pour d'autres culture.
Que
doit en attendre ?
Dans le domaine santé c'est clair que c'est extrêmement intéressant
puisque cela apporte des solutions à des problèmes qui n'en n'ont pas
actuellement. Pour le domaine agro-alimentaire, c'est plus discutable,
car l'avantage est surtout une augmentation de rendement, et en période
de surproduction est ce vraiment utile la question peut légitimement être
posé. Ceci entraînant une réduction des coûts de production pour l'agriculteur
et pour la firme productrice de semences. Pour que cela soit admissible
par le consommateur il faut que le gain que cela apporte en terme économique
soit partagé, donc qu'il y ait une baisse des prix à la consommation.
On peut aussi avoir un gain écologique avec les plantes résistantes aux
maladies car cela diminuera les produits chimiques nécessaire pour la
bonne santé des cultures. Ceci est vrai pour les pays industrialisés,
par contre pour les pays en développement la problématique est différente,
car ces pays sont loin d'avoir atteint l'autosuffisance alimentaire et
pour eux tout ce qui peut augmenter la production est bon à prendre. Et
dans ces pays ils ne se posent pas de questions et les plantes transgéniques
risquent de devenir rapidement la norme agricole. Ainsi les surfaces cultivées
en riz transgénique en Chine, bien que non connues avec exactitude sont
probablement très importantes, et si ces cultures donnent satisfaction
dans un délai relativement court (5 à 10 ans) il est probable que la totalité
des cultures de riz en extrême-orient se fera avec des variétés transgéniques.
Pour
conclure
La transgénèse est arrivé à un tel stade de développement qu'il est devenu
quasi impossible de l'empêcher, c'est facile, techniquement relativement
bon marché à réaliser, et présentant des intérêts économiques. Dans la société
libérale qui est la nôtre (qu'on le veuille ou non, il faut constater que
c'est la réalité), il y a tous les ingrédients pour que cela continue de
se développer. Comme les scientifiques et les firmes sont (quand même) plutôt
respectueux de la loi, il faut canaliser ce développement de manière à d'une
part minimiser les risques (le risque zéro n'existant pas) et informer le
consommateur, de manière à ce qu'il puisse choisir ce qu'il mange en toute
connaissance, pour ce qui est des applications agro-alimentaires. Les applications
dans le secteur santé étant elles non contestables. J'espère que ce papier,
encore trop long, quoique très succinct vous aura permis de vous faire une
idée sur ces OGM et ces manipulations dont on nous rabâche les oreilles. |