Échange d’ADN pour les troubles génétiques

« Les scientifiques sont sur le point de débarrasser les maladies héréditaires des générations futures », a rapporté The Independent. Il a déclaré que les chercheurs avaient testé avec succès une nouvelle technique chez des singes qui pourrait être utilisée pour échanger des gènes entre des œufs humains non fécondés avant de les implanter dans l’utérus. L’article de The Independent sur l’échange d’ADN indique que la technique pourrait être utilisée pour les femmes à risque de transmission d’une maladie génétique, mais qu’il existe certaines préoccupations éthiques.

Cette technique a clairement le potentiel de réduire les taux de 150 maladies génétiques rares mais souvent mortelles. Si la technique sera adaptée à des maladies plus communes telles que le diabète et la démence n’est pas claire que les causes génétiques de ces maladies ne sont pas encore entièrement compris.

Mettant de côté les questions éthiques liées à l’utilisation de ce type de traitement chez l’homme, il est possible de poursuivre les recherches pour déterminer si les singes nouveau-nés continuent de se développer normalement et quelles sont les implications à long terme de cette technique.

D’où vient l’histoire?

Cette recherche sur l’échange d’ADN a été réalisée par le Dr Tachibana et ses collègues du Oregon National Primate Research Center, l’Oregon Stem Cell Center et les départements d’obstétrique et de gynécologie, et la génétique moléculaire et médicale à la Oregon Health and Science University. Cette étude a été financée par des fonds internes des centres et des subventions des National Institutes of Health. Il a été publié dans la revue scientifique Nature.

Quel genre d’étude scientifique était-ce?

Cette recherche a développé une technique pour prélever l’ADN du noyau (qui contient la majorité de l’ADN d’une cellule) d’un ovule de singe et le transférer dans un autre ovule dont le noyau a été retiré. En plus de cela, les cellules ont également une petite quantité d’ADN dans leurs mitochondries (membranes entourant le noyau dans la cellule). L’ADN contenu dans les mitochondries peut contenir des mutations qui provoquent une série de maladies génétiques. Le résultat était un œuf qui contenait les mitochondries d’un œuf et l’ADN nucléaire d’un autre. Cela signifie potentiellement que les oeufs avec des mitochondries mutées peuvent avoir leur ADN nucléaire transplanté dans une cellule avec une mitochondrie en bonne santé.

Les chercheurs expliquent les mitochondries et l’ADN qui s’y trouve.

Les mitochondries se trouvent dans toutes les cellules avec un noyau et contiennent leur propre code génétique connu sous le nom d’ADN mitochondrial ou ADNmt exsudat. Contrairement au code génétique dans le noyau, dont la moitié provient de la mère et la moitié du père, l’ADNmt dans l’embryon provient presque exclusivement de l’œuf de la mère.

Chaque mitochondrie contient entre deux et 10 copies de l’ADN mitochondrial, et parce que les cellules ont de nombreuses mitochondries, une cellule peut héberger plusieurs milliers de copies d’ADNmt.

Les mutations de l’ADN mitochondrial peuvent provoquer toute une gamme de maladies et de troubles humains incurables, dont certains provoquent des faiblesses musculaires, la cécité ou la démence.

Les chercheurs expliquent les obstacles techniques du transfert de l’ADNmt d’un œuf à l’autre. Ceux-ci comprennent des difficultés à trouver et à séparer les chromosomes mitochondriaux et le fait que les chromosomes eux-mêmes sont sujets à des dommages lorsqu’ils sont manipulés. Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs ont développé de nouvelles techniques de coloration de l’ADN et d’extraction de l’ADN au bon moment dans le développement de l’œuf.

La technique, appelée transfert complexe fuseau-chromosome impliquait la transplantation de l’ADN nucléaire attaché au fuseau (une structure qui organise et sépare les chromosomes lorsqu’une cellule se divise). Ce complexe a été prélevé dans un ovule de singe et transféré dans un second œuf dont le complexe fusiforme a été retiré. Le processus a été conçu de manière à ce que l’œuf nouvellement reconstitué ne contienne des mitochondries qu’à partir du deuxième ovule, sans aucune mitochondrie provenant de la cellule d’origine. La cellule a ensuite été utilisée dans une fécondation in vitro standard pour produire un embryon à implanter chez un singe. Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé des Macaca mulatta, dont la physiologie de la reproduction ressemble beaucoup à celle de l’homme.

Les chercheurs ont utilisé l’analyse cytogénétique pour vérifier que les cellules des bébés singes contenaient des chomosomes de singes rhésus normaux (un mâle 42 XY et un femelle 42 XX) sans anomalie chromosomique détectable. Ils ont également testé la progéniture des singes pour voir s’ils contenaient l’ADNmt quelconque du singe donneur d’ADN nucléaire.

Quels ont été les résultats de l’étude?

Le code génétique mitochondrial a été remplacé avec succès dans un ovule de singe mature par transfert d’un œuf à l’autre.

Les chercheurs ont montré que les ovules reconstruits avec le remplacement mitochondrial étaient capables de soutenir la fécondation normale, le développement de l’embryon et la production d’une progéniture saine.

L’analyse génétique a confirmé que l’ADN nucléaire chez les trois enfants nés à ce jour provenait d’une mère différente du donneur d’ADNmt et qu’aucun ADNmt provenant des cellules du donneur nucléaire n’avait été détecté chez la progéniture. Cela signifie que les chercheurs ont prouvé que l’ADN de la progéniture de singe (ADN et mitochondrial) provenait de différentes sources.

Quelles interprétations les chercheurs ont-ils tirées de ces résultats?

Les chercheurs affirment que le remplacement du fuseau est un «protocole efficace remplaçant le complément complet des mitochondries dans les lignées de cellules souches embryonnaires nouvellement générées».

Ils suggèrent que l’approche peut offrir une option de reproduction pour prévenir la transmission de l’ADNmt dans les familles touchées.

Que fait le NHS Knowledge Service de cette étude?

Cette étude de preuve de concept sera bien accueillie par les scientifiques. La technique a clairement du potentiel si diverses questions scientifiques, éthiques et juridiques sont abordées. Plusieurs d’entre elles sont mentionnées dans les journaux et par les auteurs:

Comme le travail a été fait chez les singes, démontrer qu’il peut être fait sans danger chez les humains nécessitera des recherches plus approfondies. La recherche sur les embryons humains est controversée et strictement contrôlée par la législation dans de nombreux pays.

Il y a environ 150 maladies connues directement causées par des mutations mitochondriales et ce sont toutes des maladies rares. L’espoir que la technique convienne à des maladies plus communes telles que le diabète et la démence semble plus ténu étant donné que les formes habituelles de ces maladies ne sont pas encore clairement liées aux mutations de l’ADN mitochondrial.

Le fait que les auteurs aient été incapables de trouver un ADN mitochondrial qui aurait pu contaminer le fuseau et être ramené de l’œuf défectueux est important car ce type de contamination a été démontré lorsque des expériences similaires ont été tentées sur des souris utilisant le transfert pronucléaire.