Le génie génétique est un ensemble de techniques visant à isoler un ou plusieurs gènes d’un organisme, à en déterminer la séquence exacte de manière à pouvoir réaliser un transfert éventuel dans un autre organisme. Découvrez quelques généralités sur le génie génétique.
L'insuline à l'aide du génie génétique
En France, des milliers de personnes souffrent de diabète. Ils ont besoin d'insuline, une hormone qui est maintenant produite par le génie génétique. L'insuline est produite par les îlots de Langerhans du pancréas, elle est responsable de la régulation du taux de sucre. Si l'hormone échoue, cela conduit au tableau clinique du diabète. L'insuline humaine est le premier médicament produit par génie génétique. Depuis 15 ans, il est possible de produire cette hormone, vitale pour les diabétiques, sans avoir à l'extraire du pancréas des bovins ou des porcs abattus. Le génie génétique a été utilisé pour isoler le modèle d'insuline des cellules humaines et le transférer à des bactéries ou des levures. Dans de grandes cuves agitées, appelées fermenteurs, les microorganismes se multiplient et produisent de l'insuline humaine. L'insuline génétiquement modifiée est, donc, absolument exempte d'agents pathogènes provenant des animaux.
Termes difficiles : gène, génome et génie génétique
Le gène est la plus petite unité du génome (le génome est également appelé génome, c'est-à-dire la totalité des gènes d'un organisme). Notre génome contient entre 30 000 et 40 000 gènes ; c'est seulement environ 300 gènes de plus que la souris et environ deux fois plus que la mouche à fruits. Environ 9 000 gènes humains ont déjà été identifiés. Le génie génétique comprend tous les processus biologiques et techniques qui modifient spécifiquement le matériel génétique d'une cellule. L'information génétique est stockée dans une molécule gigantesque appelée acide désoxyribonucléique, pour laquelle l'abréviation ADN (d'après le terme anglais "desoxyribonucleid acid") s'est imposée dans l'usage scientifique.
Le principe du génie génétique : des sections d'ADN étranger sont introduites dans la cellule pour induire des changements définis. L'exemple le plus connu est celui de l'insuline humaine produite de cette manière. Dans la production de médicaments par génie génétique, les gènes codant pour des substances utiles sur le plan thérapeutique sont transférés dans des cellules qui peuvent être cultivées aussi facilement que possible. Les bactéries sont idéales à cette fin, plus rarement aussi les levures et les cellules animales de mammifères. Grâce au génie génétique, de nouveaux médicaments tels que l'insuline humaine, des vaccins comme un médicament contre l'hépatite B et des diagnostics ont été mis au point, qui sont déjà utilisés dans le monde entier.
L'approbation des médicaments produits à l'aide d'organismes génétiquement modifiés est régie par la loi sur les médicaments et les maladies animales. En outre, une approbation en vertu de la loi sur le génie génétique est requise. L'une des principales tâches de la recherche sur le génome humain est d'identifier quels gènes sont impliqués dans le développement des maladies et comment. Les scientifiques s'attendent à ce que cela conduise à de nouveaux concepts pour le traitement des maladies cardiovasculaires, du cancer, des maladies infectieuses ou des maladies du système nerveux comme la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques ou la maladie d'Alzheimer.
La brebis clonée
Des scientifiques écossais avaient réussi à cloner un mouton en 1996 après avoir prélevé la mamelle d'une brebis de six ans et l'avoir insérée dans un ovule préalablement énucléé. Dolly, la copie d'un autre mouton, un animal miracle de la science, le produit artificiel de la chair et du sang, a été créée à partir du matériel génétique d'une cellule de sergé. Mais dès la mi-1999, on a découvert que le matériel génétique de Dolly semblait anormalement vieux. Dolly avait récemment dû être endormie. Cependant, le clonage ne modifie pas le matériel génétique. Le clonage est généralement considéré comme la création artificielle d'organismes génétiquement identiques. Par exemple, toutes les bactéries d'une colonie sont naturellement génétiquement identiques, et chez l'homme, les jumeaux identiques constituent un cas particulier.
Le génie génétique vert
L'un des domaines d'application du génie génétique dit "vert" est la production de denrées alimentaires. Les experts estiment qu’entre 50 et 70 % de nos aliments ont été mis en contact avec le génie génétique. L'éventail des produits génétiquement modifiés va des enzymes et des arômes pour notre pain aux tomates anti-boues, au vin rouge résistant aux champignons et aux vaches laitières aux performances améliorées. L'utilisation des modifications génétiques sont étudiées, par exemple, dans la lutte biologique contre les parasites à l'aide de virus génétiquement manipulés ou pour améliorer la qualité des produits végétaux, par exemple, pour améliorer la durée de conservation, la durée d'entreposage, la tolérance, la valeur nutritionnelle et le goût des aliments. Non seulement les animaux et les plantes qui servent directement d'aliments sont génétiquement modifiés, mais aussi les micro-organismes qui modifient et affinent les aliments. Les processus biologiques classiques de la production de bière et de vin ou la maturation du fromage en sont des exemples.
La thérapie génique de l'espoir
La thérapie génique utilise toutes les procédures qui sont utilisées pour influencer directement le matériel génétique à des fins médicales. Les mesures de thérapie génique sont déjà utilisées pour traiter les maladies héréditaires et le cancer. L'espoir est grand ici, bien qu'il soit prudent et qu'on le pense à long terme, et repose sur la possibilité d'utiliser cette compréhension pour de meilleures thérapies de certaines maladies. Si, par exemple, il est possible d'identifier les gènes impliqués dans le développement des maladies, on pourrait idéalement développer de nouveaux médicaments qui combattent les causes et pas seulement les symptômes.
Traitement des cellules souches dans l'utérus
Grâce à un traitement par cellules souches dans l'utérus, des scientifiques californiens ont réussi pour la première fois à guérir une maladie héréditaire avant la naissance. L'immunodéficience est une maladie dans laquelle les nouveau-nés n'ont aucune résistance aux bactéries et doivent donc vivre dans une tente sans germes pendant les premières années de leur vie. À cette fin, on a injecté à l'enfant à naître des cellules souches saines provenant du sang du cordon ombilical d'un autre bébé avant la 16e semaine de grossesse. Les cellules souches sont des précurseurs de cellules différenciées et donc spécialisées. Dans la moelle osseuse, par exemple, il y a des cellules souches pour les cellules présentes dans le sang, comme les lymphocytes.
Les cellules souches des embryons peuvent se développer en un organisme complet (on parle alors de totipotence). On trouve également des cellules souches de très faible maturité, bien qu'en très petit nombre, dans les tissus humains adultes tels que le foie, les reins, le cerveau ou même dans le sang du cordon ombilical du nouveau-né. Avec la transplantation de cellules souches, les chercheurs ont réussi pour la première fois à guérir l'immunodéficience déjà présente dans l'utérus. Par conséquent, les cellules saines injectées peuvent remplacer les propres cellules du corps. Lorsque les cellules saines s'installent dans le corps du bébé, l'enzyme manquante est remplacée et le défaut est éliminé.
Le génome humain a été largement décodé. On considère qu'il s'agit là d'une étape importante dans l'histoire de l'humanité. Mais c'est précisément dans ce domaine que de nouvelles exigences sont posées à la science, à la politique et à l'éthique. L'éthique est appelée à montrer si et comment ces connaissances peuvent être utilisées de manière responsable dans des domaines aussi divers que la médecine et l'agriculture.