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Comment fonctionne CRISPR-Cas ? Nous avons demandé au créateur

Crispr-Cas9 a déclenché une véritable révolution en biologie :non seulement les scientifiques biomédicaux, mais aussi les neuroscientifiques et les biologistes végétaux travaillent avec lui. La créatrice Emmanuelle Charpentier nous explique pourquoi la technologie a été si rapidement adoptée par le monde scientifique.

«La recherche sur Crisprs tourne autour du mécanisme des bactéries pour se défendre contre leurs propres virus. Le système reconnaît l'ADN viral étranger, le coupe en morceaux et détruit ainsi l'information génétique. J'ai fait une découverte inattendue :la protéine Cas9 utilise non pas un, mais deux morceaux d'ARN pour atteindre l'emplacement correct de l'ADN. C'était la base pour le développement d'une molécule d'ARN artificielle qui transporte la protéine Cas9 à n'importe quel endroit désiré dans l'ADN. Nous avons fait le lien entre deux mécanismes moléculaires qui au départ n'avaient rien à voir l'un avec l'autre. Quand j'ai réalisé la situation dans le laboratoire, tout s'est mis en place. Le mécanisme Crispr-Cas9 est très simple et pourtant sophistiqué.'

"Avec le recul, la découverte était un bon exemple de sortir des sentiers battus. Depuis ma thèse de doctorat, j'avais travaillé sur divers projets, nous avions la bonne technologie et les bons modèles dans notre laboratoire, bref, les conditions idéales étaient réunies pour pratiquer la science fondamentale. La technique Crispr-Cas9 est bon marché, simple, efficace et polyvalente, de sorte qu'elle s'est répandue rapidement parmi les scientifiques.'

Quelles sont, selon vous, les applications les plus prometteuses ?

« La technologie permet de modifier facilement les gènes, d'abord pour comprendre leur fonctionnement. Et cela dans un grand nombre d'organismes, qu'il s'agisse de plantes, de levures, de poissons zèbres ou de mouches des fruits. Mais vous pouvez également l'utiliser pour concevoir de nouveaux modèles, par exemple pour comprendre et traiter des maladies potentiellement mortelles. Le but ultime est de réparer les cellules malades en coupant et en collant la mutation génétique qui cause la maladie. La technologie permet une chirurgie génétique précise dans les cellules humaines. Certains troubles sanguins seront les premiers troubles auxquels Crispr-Cas9 s'attaquera."

La technologie Crispr-Cas9 est-elle facile à utiliser ? Les biologistes amateurs peuvent-ils s'y mettre ?

«Oui, toute personne titulaire d'un diplôme universitaire en microbiologie peut l'appliquer. Si nous expliquons à un nouvel étudiant dans le laboratoire comment concevoir des composants d'ARN, la partie programmation et comment utiliser l'outil dans les cellules, il est prêt à partir. C'est comme la réaction en chaîne par polymérase (PCR), une technique révolutionnaire de reproduction des gènes à l'époque. Tout nouveau venu qui suit le protocole dans le laboratoire peut travailler avec la technologie, telle était la philosophie. Crispr-Cas9 est plus complexe que le PCR, mais en principe également accessible aux amateurs.'

Un autre atout est le prix bas. Mais qu'est-ce qui est bon marché ?

(hésitant) « Une centaine d'euros ? La biologie est une science très coûteuse. Nous ne sommes pas vraiment respectueux de l'environnement :beaucoup de nos matériaux sont en plastique, nous utilisons de grandes quantités d'eau pour nettoyer les boîtes de culture et les instruments et les produits que l'industrie biotech développe sont chers. Nous travaillons avec un gros budget. Si j'engage un postdoc dans mon labo, je dois débourser 100 000 euros par an pour cela. Ainsi, un projet normal de cinq ans peut facilement coûter un demi-million. En comparaison, Crispr-Cas9 est une cacahuète. Nous gagnons aussi beaucoup de temps, et le temps c'est de l'argent. La satisfaction intellectuelle d'un scientifique est plus grande s'il peut se concentrer sur la compréhension d'un modèle, plutôt que sur les nombreuses expériences qu'il doit effectuer pour concevoir le modèle. L'apport intellectuel est plus important."

La technologie soulève de nombreuses questions éthiques. Deux conférences lui ont déjà été consacrées cette année. Quel est votre point de vue ?

"Ce n'est pas nouveau. Il y avait également des inquiétudes concernant les anciennes techniques d'édition de gènes. Comme dans toute technologie, il y a un bon et un mauvais côté. Il s'agit de l'utiliser de manière responsable. Nous devons harmoniser les différentes règles. En Europe, la législation dans ce domaine est plus stricte qu'en Asie et aux États-Unis, où l'on a une vision plus libérale de la manipulation génétique. Il y a peut-être un malentendu parmi le public sur ce que la technologie signifie réellement et comment elle fonctionne. Cette technologie conduit à une nouvelle génération d'organismes purs, bien plus que toutes les technologies génétiques et génétiques du passé. Ils livrent, en comparaison, un travail "sale".'

« L'homme de la rue, et tous les experts autour de la table qui parlent de questions éthiques, doivent d'abord voir qu'il s'agit d'une bonne technologie. Une technologie qui permet de mieux comprendre la fonction et le fonctionnement des gènes. La génétique peut effrayer les gens ordinaires, mais tout le monde dans le laboratoire y travaille chaque jour, par exemple pour la production de protéines et d'anticorps. Je travaille avec des agents pathogènes humains et je dois constamment expliquer ce que je fais. »

Pensez-vous qu'il existe une raison d'utiliser Crispr-Cas9 dans les lignées germinales humaines (d'où proviennent les spermatozoïdes et les ovules), afin que les propriétés modifiées deviennent également héréditaires ?

"Cela peut être utile pour certaines maladies. Mais je ne pense pas que la technologie devrait être utilisée pour modifier les caractéristiques humaines. Le débat éthique portera principalement sur la manipulation des lignées germinales humaines. Mais la plupart s'accordent à dire que la technique ne doit être utilisée qu'à des fins préventives ou thérapeutiques – Dieu merci, la thérapie génique est autorisée en Europe – et non pour modifier des caractéristiques héréditaires. Je veux savoir jusqu'où la société veut aller dans ce domaine. Que vous y soyez déjà allé :regardez la FIV ou la sélection d'embryons.'

Vous appelez Crispr-Cas9 démocratique parce qu'il est bon marché et accessible à tous. Comment conciliez-vous cela avec la guerre des brevets qui se déroule actuellement ?

« Je pense que le mécanisme derrière Crispr-Cas9 n'appartient pas au scientifique, mais à la bactérie. N'importe qui peut utiliser librement la technologie dans le laboratoire. Tous les vecteurs de l'ADN, le "matériel" pour fabriquer la technologie, sont à la disposition des chercheurs. Les universitaires n'ont pas à demander de brevet.'

« La question des brevets tourne autour de l'utilisation commerciale. L'argent est en jeu que je le veuille ou non. Si une découverte est faite, un brevet suit automatiquement. Si une société de biotechnologie souhaite développer davantage Crispr-Cas9 pour traiter certaines maladies, et cela implique des investissements majeurs, nous nous attendons à ce que l'argent revienne aux scientifiques. Mais cela ne s'applique qu'à l'industrie pharmaceutique et biotechnologique."

Et le prix Nobel ?

"Vous savez, ce sont les bactéries qui le méritent. Ils sont plus intelligents que n'importe qui d'autre."


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