L’industrialisation de la production d’organismes génétiquement modifiés

 

De quoi s'agit-il. Après la sélection artificielle qui avait dans les siècles précédents permis aux éleveurs de transformer laborieusement un certain nombre d'espèces utilisées dans l'agriculture et l'élevage, est apparu le génie génétique proprement dit. Celui-ci, depuis une quinzaine d'années, suppose dans le cadre de ce que l'on nomme aussi la biologie synthétique, le remplacement de quelques gènes au sein du génome d'une espèce donnée, afin de la doter de propriétés utilisables par l'homme.

 

Il s'agit dans une certaine mesure du développement des recherches sur le génome humain, à but thérapeutique, visant à identifier pour les neutraliser les gènes responsables de maladies héréditaires. Mais les objectifs économiques et industriels du génie génétique, pour obtenir par exemple des levures capables de contribuer à la production de carburants végétaux, sont devenus tels qu'ils ont mobilisé de nombreux laboratoires de par le monde. Craig Venter en était devenu ces dernières années un exemple emblématique.

Il reste que les méthodes utilisée par ces laboratoires étaient jusqu'à ces derniers temps longues et coûteuses. Du fait de la complexité du moindre des génomes, il fallait d'abord en obtenir un séquençage suffisamment détaillé, en utilisant les méthodes utilisées dans le programme Human Genome Project. Il fallait ensuite identifier le ou les gènes associés dans la production de tel caractère recherché, puis modifier ces gènes au coup par coup et finalement tester les résultats de ces changements. Les tâtonnements et erreurs de parcours étaient inévitables. Ceci en amont de toute production industrielle.

 

Un article du NewScientist « The evolution machine » référencé ci-dessous, montre que ces temps héroïques sont en voie de se terminer. Le professeur de génétique computationnelle George Church, de la Harvard Medical School, a pris le parti de créer de grands nombres d'organismes génétiquement modifiés en vue d'obtenir un résultat donné, sans se donner la peine de s'assurer au préalable que ces modifications produiront exactement le résultat recherché. Il suffit ensuite de laisser ces organismes évoluer entre eux par compétition darwinienne et de sélectionner les descendants les plus aptes à produire l'objectif visé.

Il s'agit en d'autres termes du principe depuis longtemps utilisé en programmation (programmation évolutionnaire) faisant appel à ce que l'on nomme les algorithmes génétiques. Mais pour que le procédé appliqué à la biologie soit réalisable à des coûts abordables, il faut disposer de techniques permettant d'une part de modifier à grande échelle les génomes des espèces cibles et d'autre part de tester, là encore à grande échelle, les résultats de leurs compétition, afin de sélectionner les génotypes et phénotypes les plus efficaces.

 

MAGE

 

L'équipe de George Church, entre 2008 et 2010, a mis au point pour ce faire une « machine » capable d'identifier les gènes produisant des résultats aussi proches que possible de ceux recherchés, et de les modifier par les différents procédés aujourd'hui connus. Les chances d'obtenir la mutation la plus efficace possible sont alors considérablement accrues. Il est devenu facile d'obtenir et de tester par ces procédés des milliers de combinaisons génétiques simultanées, ce que les initiateurs de la technique nomment le «  multiplexing ». Des milliards de nouvelles souches pourraient ainsi être obtenus en quelques jours. La « machine » ainsi réalisée, permettant ces performances tout à fait révolutionnaire, a été nommée MAGE pour  Multiplex Automated Genome Engineering. (voir shéma ci-dessus) Sur le fond, MAGE n'a rien inventé jusqu'à ce jour. La « machine » reprend les différentes techniques du génie génétique, mises au point notamment dans le cadre de l'Human Genome Project.

 

En 2009, un collaborateur de Church, Harris Wang, a pu modifier génétiquement une bactérie commune, escherichia coli, afin d'obtenir une souche produisant en plus grande quantité que naturellement du lycopene, un antioxidant présent dans les tomates qui pourrait aider à combattre le cancer. La bactérie génétiquement modifiée a été obtenue en 3 jours avec une dépense de fournitures de 1000 dollars, en utilisant une des machine MAGE. L'ADN est modifié directement dans les cellules vivantes qui sont ainsi incitées à l'utiliser comme s'il s'agissait de leur propre génome.

 

Aujourd'hui, George Church a crée une société, conjointement avec la firme LS9 spécialisée dans les carburants biologiques, afin de commercialiser pour un coût de $90.000 , considéré comme relativement bon marché, des machines MAGE destinée à généraliser la production de bactéries ou mêmes d'organismes génétiquement modifiées, e-coli pour la production de bio-fuels, Shewanella pour décontaminer l'uranium, cyanobactéries pour produire de l'énergie par photosynthèse. Les marchés potentiels apparaissent considérables.

 

Par ailleurs, ces opérations visent déjà à réaliser des bactéries, notamment des colibacilles, qui soient résistantes à certains virus comme à certains antibiotiques. L'objectif serait à terme de produire des organismes polyrésistants. Plus à terme encore, il devrait être possible d'obtenir des génomes entièrement modifiés, autrement dit de nouvelles espèces vivantes.

 

Le mystère « ? » de l' escherichia coli entéro-hémorragique

 

On voit que, plus généralement, la diffusion à grande échelle de ces machines mettra le génie génétique à portée de tous. On imagine sans peine les bénéfices mais aussi les risques qui pourront résulter d'une telle révolution technoscientifique. Les actuelles protestations des militants anti-OGM perdront toute efficacité face à cette invasion.

Il ne faudrait peut-être pas cependant prendre à la légère certains des accidents pouvant découler de la démarche. L'escherichia coli a été utilisée préférentiellement pour les premières expériences, compte tenu du fait qu'il s'agit d'une bactérie présentant de nombreuses variantes, des plus banales aux plus toxiques. Or...

 

Or, nous n'avons pour ce qui nous concerne aucune preuve, on le devine, permettant de relier l'apparition en Europe de l'e-coli entéro hémorragique qui a fait depuis le printemps 2011 des centaines de victimes. Il serait cependant tout à fait possible qu'une souche de colibacille mutée, rendue polyrésistante, ait échappé aux laboratoires de Christ Church ou de ses disciples.

Il est en effet troublant de constater que les spécialistes de l' escherichia coli entéro-hémorragique ne s'expliquent pas la virulence tout à fait nouvelle de la souche européenne. Certains ont suspecté un accident survenu dans des centres de recherche pour la guerre bactériologique, d'autres mêmes une démarche criminelle délibérée. Pourquoi pas un accident de parcours dans l'industrialisation des modifications génétiques de type MAGE que nous venons de résumer ?

Nous n'avons pas d'élément à ce jour permettant de préciser si cette hypothèse a été envisagée, ne fut-ce que pour l'écarter.

Pour en savoir plus
* George Church. Page personnelle http://arep.med.harvard.edu/gmc/
* MAGE. Article dans Nature (payant) http://www.nature.com/nature/journal/v460/n7257/full/nature08187.html* * Voir aussi http://nextbigfuture.com/2010/08/george-churchs-multiplex-automated.html
* Article de Jo Marchant dans le NewScientist du 25 juin 2011
http://www.newscientist.com/article/mg21028181.700-evolution-machine-genetic-engineering-on-fast-forward.html