Que signifie CRISPR ? Qui a découvert CRISPR-Cas9 ? Comment fonctionne cette technique de modification génétique présentée comme révolutionnaire ? Quels sont ses enjeux éthiques ? Numerama fait le point.

Son nom sonne un peu comme une biscotte suédoise et pourtant, CRISPR-Cas9 est né en Californie en 2012. À l’origine de ces «  ciseaux génétiques », la chercheuse française de l’université de Berkeley Emmanuelle Charpentier, et sa collègue américaine Jennifer Doudna. Elles mettent au point une paire de grands ciseaux de couture qui feraient des entailles dans le long ruban entortillé de l’ADN. Une façon de modifier facilement le patrimoine génétique des êtres vivants, aussi bien celui des hommes, que celui des animaux ou des plantes.

Concrètement, CRISPR-Cas9 associe deux éléments. Un brin d’ARN, une molécule très proche de l’ADN présente dans tous les organismes, qui permet de guider l’enzyme Cas9. C’est elle qui sera chargée de couper l’ADN. Le couple va tâter chaque balise tout le long de l’ADN, jusqu’à trouver l’endroit correspondant au bon endroit pour faire une entaille.

Emmanuel Charpentier // CC NTNU

«  L’ADN est souvent illustré comme une sorte d’échelle avec des barreaux. Il faut imaginer que les ciseaux génétiques peuvent couper certains de ces barreaux, en faisant une incision juste avant et juste après », nous explique Carine Giovannangeli, chercheuse au CNRS et directrice de l’institut thématique Bases moléculaires et structurales du vivant de l’Inserm.

Une fois découpée, la cellule va engendrer ses mécanismes pour réparer la blessure, un peu comme au niveau de l’épiderme de la peau. La cellule s’arrête alors de fonctionner et essaye de se réparer. « Sauf que la cellule met un peu n’importe quoi pour boucher le trou, ce qui inactive le gène », poursuit Anne Galy, directrice de l’Unité de recherche Integrare à l’Inserm et de l’Accélérateur de recherche technologique en thérapie génomique.

Avec cette technique, il est donc possible de simplement éteindre un gène ou de repérer une séquence génétique en rendant Cas9 inactive afin qu’elle ne coupe pas dans l’ADN. Encore plus intéressant, il est aussi possible de donner un patron à la cellule pour qu’elle répare la cassure d’une certaine façon.

« C’est une révolution. »

Un espoir contre le cancer

Une avancée majeure qui a enthousiasmé la communauté scientifique. Et pour cause, elle permet de guérir des maladies rares restées pour l’instant sans traitement et offre aussi beaucoup d’espoir dans le domaine de la cancérologie, notamment grâce aux CAR-T cells. Cette technique consiste à extraire des lymphocytes T du patient, à les modifier génétiquement pour qu’ils ciblent la tumeur, puis à les réinjecter au malade.

Fonctionnement de CRISPR-Cas9 // Capture d’écran Berkeley

La semaine du 2 juillet 2018, deux médicaments ont obtenu un avis favorable pour une autorisation de mise sur le marché européenne, le Kymriah et le Yescarta. Tous deux montrent des résultats impressionnants dans le domaine des leucémies (les cancers du sang). Administré chez des patients jeunes, pour lesquels un premier traitement n’avait pas eu d’effet, le Kymriah a permis à 83 % des patients d’entrer en rémission, même avec une seule dose. « C’est une révolution. Avant, on essayait de corriger les gènes défectueux en injectant un gène normal. Mais la partie défectueuse était toujours là et l’ADN introduit dans l’organisme allait s’intégrer n’importe où, ce qui avait même provoqué des cancers. CRISPR permet d’aller introduire ce gène dans un endroit sans danger », rappelle Carine Giovannangeli.

Aujourd’hui, des centaines de laboratoires utilisent cet outil. Il s’est démocratisé au point que, pour quelques centaines de dollars, il est possible de se procurer un kit sur internet et de se livrer à des expériences de bio hacking dans sa cuisine. « Est-ce que cela peut-être dangereux ? Oui. Comme l’outil est simple d’utilisation et à la portée de tous, cela signifie qu’on peut éditer le génome comme on veut et en faire une utilisation inappropriée, comme l’eugénisme. Mais je ne pense pas que la menace passe vraiment par des biohackers qui mènent des expériences dans leur garage », souligne Anne Galy.

Réparation d’ADN // Capture d’écran Berkeley

Modifier les animaux et les plantes

Si les expériences sur les être humains restent très encadrées, les essais sur les animaux vont beaucoup plus loin. «  On sait faire entrer des mutations dans les cellules animales  », explique Carine Giovannangeli. N’allez pourtant pas imaginer une seringue qui, après avoir été injectée à une brebis, lui ferait pousser un troisième œil sur le front. « Ces opérations se réalisent au niveau de l’œuf, quand l’animal est en gestation, surtout sur des souris.  » Mais dans des pays où la législation est moins stricte qu’en France, certains chercheurs ont déjà donné naissance à des animaux d’un genre nouveau, comme le rapporte un article du MIT.

À l’Institut de biomédecine et de santé à Guangzhou en Chine, des scientifiques ont donné naissance à des chiens dotés d’une masse musculaire deux fois plus importante que la normale. L’expérience a eu lieu sur des beagles, chez qui la myostatine, un gène limitant la croissance des tissus a été supprimée. «  Les chiens ont plus de muscles et devraient être capables de courir plus vite, ce qui est utile pour la chasse ou dans un cadre militaire », avaient alors déclaré les chercheurs chinois.

Monsanto, le spécialiste des OGM devenu une filiale du groupe Bayer, a racheté les droits de CRISPR-Cas9 en 2016

Dans l’agro-alimentaire aussi, les grands groupes n’hésitent pas à mettre au point des aliments génétiquement modifiés. Monsanto, le spécialiste des OGM devenu une filiale du groupe Bayer, a racheté les droits de CRISPR-Cas9 en 2016 auprès de l’institut Broad de Cambridge aux États-Unis. L’opération a alerté une partie de la communauté scientifique, qui craint que l’outil ne mène à des dérives.

Par mesure de précaution, l’institut Broad a émis trois restrictions à l’utilisation de CRISPR-Cas9 dans le contrat passé avec Monsanto. Interdiction de procéder à du « gene drive », une technique qui permet d’amplifier un gène et qui pourrait dérégler l’écosystème. Pas le droit de rendre des graines stériles, ce qui risque de mettre les agriculteurs sous le joug des firmes géantes qui produisent les semences. Et enfin, pas le droit de toucher au tabac pour le rendre plus addictif.

Champs de blé // Numerama

À quand des ananas plus faciles à éplucher, des pommes toujours bien rouges ou du blé qui ne moisit pas à l’humidité ? À l’université de Pennsylvanie, le chercheur Yinong Yang a déjà mis au point un champignon de Paris qui ne brunit pas. Un exemple bien gentillet de l’utilisation de CRISPR-Cas9, à côté de ce que pourraient envisager des personnes qui voudraient nuire à autrui.

L’ancien directeur du renseignement national américain, James Clapper, rédigeait un rapport en 2016 dans lequel il qualifiait CRISPR « d’arme de destruction massive  », au même titre que l’arme nucléaire nord-coréenne ou les armes chimiques en Syrie. Un outil d’autant plus inquiétant qu’une fois utilisé, les modifications génétiques deviennent indétectables au sein du patrimoine génétique.