Un centre de recherche biomédicale de Londres a mené des expériences d’édition génétique par CRISPR sur des embryons humains. Les chercheurs ont constaté que plus de la moitié des embryons contenaient des mutations involontaires et de larges délétions de séquences ADN. Preuve que la technique est encore loin d’être au point et que le « bébé amélioré » n’est pas pour demain.
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Depuis sa découverte en 2012, la technique d'édition génétique CRISPR-Cas9CRISPR-Cas9 suscite de nombreux espoirs dans le traitement de maladies rares incurables ou pour modifier des traits génétiques. Peu coûteuse et bien plus facile que les techniques de modification génétique traditionnelle, cette méthode fait l'objet de nombreuses expériences à travers le monde. La plus retentissante est celle du généticiengénéticien chinois He Jiankui, qui avait donné naissance en 2018 à deux fillettes possédant une version modifiée du gène CCR5 permettant de les prémunir d'une infection par le VIH. Un journaliste de la MIT Technology Review avait, par la suite, révélé que les bébés avaient subi des mutations involontaires dans leur génome « aux conséquences imprévues ».
22 % des embryons présentant des mutations accidentelles
Une nouvelle expérience menée par le Francis CrickFrancis Crick Institute, un centre de recherche biomédicale de Londres, vient une nouvelle fois doucher les espoirs des partisans de cette technique. Kathy Niakan et ses collègues ont utilisé CRISPR-Cas9 pour supprimer un gène nommé POU5F1 chez 18 embryons humains. Lorsqu'ils ont procédé au séquençage génétique d'un chromosomechromosome, ils se sont aperçus que dix embryons présentaient de graves anomaliesanomalies dont quatre avec des délétionsdélétions ou des additions de séquences directement adjacentes à l'endroit où l'ADNADN avait été cassé.
Des mutations dites on-target, par opposition aux mutations off-target qui affectent d'autres parties du génome. Bien que l'expérience n'ait pas été prolongée au-delà de 14 jours pour des raisons éthiques, « elle souligne l'important travail de recherche qui reste à effectuer pour assurer la sécurité de l'édition génétique avec CRISPR-Cas9 », souligne Kathy Niakanet dans l'étude pré-publiée sur bioRxiv.
Des manipulations génétiques aux conséquences délétères
Les mutations involontaires avec la technique CRISPR-Cas9 sont monnaie courante. Car le mécanisme de réparation de l'ADN ciblé par la cassure produit souvent une rémissionrémission aléatoire. Dans une expérience menées en 2018 sur 127 embryons de souris, des chercheurs australiens ont constaté des délétions importantes allant jusqu'à 2.300 paires de bases chez 45 % des embryons. Plusieurs autres études ont montré des résultats similaires, chaque suppression volontaire d'un gène aboutissant à des délétions aléatoires conséquentes. Des dommages encore pires ont été parfois constatés.
En 2019, des chercheurs français de l'Inserm ont ainsi tenté de réparer un gène de la porphyrie érythropoïétique congénitale, une maladie génétiquemaladie génétique rare entraînant une anomalie des globules rougesglobules rouges. Loin d'avoir les résultats attendus, la manipulation a généré une mauvaise retranscription ADN sur le gène cible, aboutissant à « un dysfonctionnement indésirable de la protéineprotéine ».
La modification a également produit de larges troncaturestroncatures chromosomiques, avec notamment l'effacement de tous les gènes terminaux agissant sur le mécanisme de réparation de dommage cellulaire. « Dans l'ensemble, ces effets secondaires pourraient limiter les perspectives prometteuses du système de nucléasesnucléases CRISPR-Cas9 pour la thérapie géniquethérapie génique », mettait déjà en garde l'étude parue dans Nature Communications.
« Si vous considérez le génome humain comme un livre, et un gène comme une page dans ce livre, CRISPR est comme arracher une page et en coller une nouvelle, explique Kiran Musunuru, cardiologuecardiologue de l'Université de Pennsylvanie au site OneZero. C'est un processus très brutal, qui crée souvent des réparations aléatoires ».
“CRISPR-Cas9 est un processus très brutal, c'est comme arracher une page d’un livre”
Si la plupart ne sont probablement pas inquiétantes (95 % de l'ADN humain ne code pas pour des protéines fonctionnelles), d'autres sont plus importantes et impliquent des milliers de paires de bases, affectant le fonctionnement de certains mécanismes biologiques.
Depuis le tollé mondial suscité par l'affaire He Jiankui (condamné en Chine à trois ans de prison), aucune autre naissance de bébé « amélioré » n'a été officiellement confirmée, même si on soupçonne une troisième naissance en Chine. Plusieurs pays interdisent d'ailleurs expressément la naissance de bébés génétiquement modifiés.
CRISPR-Cas9 nickase : une nouvelle piste pour réduire les effets indésirables
En attendant, les chercheurs planchent déjà sur d’autres techniques pour éviter tous ces effets délétères. François Moreau-Gaudry, l'un des auteurs de l'étude de l'Inserm, travaille ainsi sur une nouvelle méthode de CRISPR-Cas9 où la nucléase, qui coupe les deux brins de l'ADN, est remplacée par une nickase, qui coupe seulement un des deux brins.
« Le risque de perte de matériel génétiquematériel génétique aux extrémités des chromosomes devient alors quasiment nul, assure le chercheur. En outre, la réparation par jonctions des extrémités non homologues ne se déclenche pas : la séquence du gène cible n'est donc pas altérée en cas d'échec et le matériel CRISPR-Cas9 peut être administré plusieurs fois de suite pour augmenter le taux de succès de l'édition [...] En revanche, c'est un peu plus long car la cellule a tendance à utiliser le brin non coupé comme modèle plutôt que la nouvelle matrice que l'on fournit ».
