Mythologie du clonage. Vous ne pouvez pas creer une copie exacte d’une personne.
Les clones animaux presentent des differences comportementales et physiques importantes.
Leonid Zavalsky
Traduit du grec, le mot « klon » signifie « brindille, tige, pousse » et est directement lie à la reproduction vegetative. Le clonage de plantes par bouturage, bourgeons et tubercules est connu des jardiniers depuis plus de 4 000 ans. À partir des annees 70 du siècle dernier, même des cellules somatiques individuelles (non sexuelles) ont commence à être utilisees pour le clonage de plantes.
Est-il possible, dans des conditions particulières, de reproduire une copie genetiquement exacte de n’importe quel être vivant ? Le symbole du premier mammifère clone (1996) etait Dolly le mouton, qui a souffert de pneumonie et d’arthrite tout au long de sa vie et a ete euthanasie de force à l’âge de six ans, un âge egal à environ la moitie de la duree de vie moyenne d’un mouton normal. Le clonage d’animaux s’est avere moins facile à mettre en œuvre que les plantes.
Le processus de clonage proprement dit peut être divise en plusieurs etapes. Tout d’abord, un œuf est preleve sur une femelle et le noyau en est extrait à l’aide d’une pipette microscopique. Un œuf non nucleaire est injecte avec un autre contenant l’ADN de l’organisme clone. À partir du moment où le nouveau materiel genetique fusionne avec l’ovule, le processus de multiplication cellulaire et de croissance de l’embryon devrait commencer. De telles attentes reposent sur au moins deux motivations scientifiques explicites. Le premier est le desir de savoir à quel point le materiel genetique reste intact pendant le developpement d’un organisme au destin caracteristique. La deuxième motivation est dans quelle mesure les facteurs du cytoplasme de l’œuf lui-même sont compatibles avec le materiel genetique qui y est introduit pour la reprogrammation – par exemple, est-il important que les gènes etrangers et les propres gènes mitochondriaux de l’œuf soient differents ? De nombreuses questions similaires se posent. Revenons à l’histoire de la recherche sur les tentatives de clonage animal.
Il convient de dater le debut de l’histoire en 1839, lorsque Theodor Schwann prouva sa theorie cellulaire, inscrite dans les manuels de biologie avec le slogan suivant : la cellule vient de la cellule. La theorie cellulaire est chargee de deux principes contradictoires : l’heredite et la differenciation. Deux cellules filles identiques se sont-elles formees à la suite de la division cellulaire, ou les derives sont-ils differents ? En 1888, Wilhelm Rowe tenta de repondre à cette question en detruisant un embryon de grenouille à deux cellules avec une aiguille chaude. L’experience de Rowe a echoue, mais la tentative repetee de Hans Dreisch en 1892 de diviser deux ou même quatre embryons d’oursins en cellules separees a reussi : chacune des cellules separees s’est developpee en une larve normale. Des resultats similaires ont ete obtenus plusieurs annees plus tard par d’autres scientifiques. L’un d’eux etait Hans Spiemann, qui a separe les embryons d’amphibiens en 1901 et a eleve des têtards fonctionnels à partir de cellules filles. Cependant, certains invertebres, y compris les nematodes, ont montre un developpement regulateur plutôt qu’en mosaïque – après la division, les cellules avaient des destins differents.
Lorsque le noyau porteur du chromosome a ete identifie comme porteur de l’heredite, l’attention des scientifiques est passee du potentiel cellulaire au potentiel nucleaire. Dans ses recherches ulterieures, Spieman avait dejà experimente le transfert de noyaux d’amphibiens et d’oursins. Il preleva un des noyaux de 16 embryons cellulaires et le plaça dans le cytoplasme embryonnaire. La fusion a donne naissance à un embryon normal. Ainsi, il a ete demontre que le potentiel des noyaux reste inchange au moins jusqu’au stade 16 cellules. Spieman a serieusement pense à une experience où il serait capable de transplanter le noyau cellulaire d’un individu adulte dans un ovule, mais il n’avait pas assez de temps ni de capacites techniques pour effectuer de telles operations « non traumatiques » sur des cellules.
Le temps est venu après la Seconde Guerre mondiale, en 1952, lorsque les Americains Robert Briggs et Thomas King ont choque le monde scientifique avec le message de la transplantation reussie du noyau de la grenouille Rana pipiens. Les noyaux ont ete extraits de cellules de blastula indifferenciees – ils ont ete transplantes dans des œufs non fecondes avec un contenu genetique supprime. Après que les œufs aient ete stimules pour se developper, des têtards normaux en sont sortis. Cependant, lorsque les noyaux ont ete retires de la gastrula (le stade de division suivant la blastula), la proportion de larves survivantes a nettement diminue. Et les noyaux d’une periode de developpement ulterieure n’ont donne aucun resultat de reveil. En 1960, Briggs et King arrivent à la conclusion decevante que la differenciation s’accompagne d’un retrecissement progressif de la capacite des noyaux à stimuler le developpement normal de l’organisme.
Au même moment en Angleterre, l’embryologiste suedois Michael Fishberg, avec ses collègues Thomas Elsdale et John Gourdon, travaillait sur une espèce de grenouille Xenopus laevis, qui est plus prometteuse pour la recherche que Rana, car là-bas, il est plus facile de resoudre les problèmes de transplantation. En utilisant l’exemple de Xenopus, il a ete possible de faire pousser des têtards à partir de noyaux d’individus matures. C’etait une vraie percee. Certes, poursuivant un travail minutieux, Gourdon a decouvert que les noyaux des stades ulterieurs peuvent se developper en un adulte avec une probabilite plus faible que celle de la blastula : 30 % pour les embryons tardifs
stades finaux, 6 % pour les têtards nouveau-nes et 3 % pour les formes nageuses actives. Qu’est-ce qui a cause ces changements, la differenciation cellulaire ou les conditions de transplantation ?
Avec l’accumulation des connaissances et le developpement de la technologie, les experiences sont devenues plus precises et justifiees. En 1967, Maria di Bernardino et King ont annonce plus de 1200 greffes de noyaux de Rana preleves sur des cellules nerveuses differenciees. Seulement dans quatre cas, les chromosomes transplantes etaient normaux, et dans trois d’entre eux, il y avait des anomalies du developpement. Bernardino et King ont conclu que le developpement anormal et la deviation des chromosomes qu’ils ont observes par rapport à la norme resultaient de la transplantation. Pour adapter les noyaux aux nouvelles conditions cytoplasmiques, Bernardino a decide de les transplanter dans des ovocytes plutôt que dans des cellules germinales matures. Fin 1983, Bernardino et Nancy Hofner ont montre que le noyau d’une cellule sanguine adulte transplantee dans un ovocyte peut se developper jusqu’au stade de têtard. Les mêmes noyaux, mais transplantes dans des œufs, ne se sont pas developpes plus loin que la première gastrula.
En utilisant Xenopus comme exemple, Gourdon et ses collègues ont finalement appris à creer des grenouilles adultes fertiles en utilisant les noyaux de cellules epitheliales individuelles dans le tube digestif des têtards. Cela signifiait que le materiel genetique utilise pour la greffe contenait toujours les informations necessaires pour l’ensemble de l’organisme. Malgre les resultats impressionnants, il n’a pas encore ete possible de faire pousser un amphibien à part entière en transplantant un noyau mature dans un œuf ou un ovocyte.
Avec les amphibiens, des experiences ont ete menees sur des mammifères. En 1942, des rats vivants ont ete obtenus à partir de blastomères isoles au stade 2 de la division cellulaire, et en 1968, des lapins ont ete divises en 8 cellules. À la suite de tentatives anterieures pour induire la fusion de cellules somatiques à l’aide d’un virus, Bromhall a obtenu un blastocyte par injection microchirurgicale d’un noyau d’embryon precoce dans des œufs de lapin dont les noyaux ont ete retires, et Yukio Tsonuda a injecte des noyaux genetiquement marques dans des œufs de souris fecondes : le developpement s’est poursuivi jusqu’à la phase de blastocyste si les noyaux ont ete preleves dans la morula ou dans les masses cellulaires internes du blastocyste.
La première demande d’une souris vivante après transplantation nucleaire appartient à Karl Ilmenci et Peter Hopp. Cependant, leurs resultats n’ont pas ete reproduits – une condition prealable à une preuve scientifique – malgre les efforts vigoureux de James McGrath et Davor Salter pour obtenir les bebes d’une greffe de noyaux sur des œufs de souris non fecondes. Le succès a accompagne les chercheurs au stade unicellulaire, en utilisant l’induction par le virus, mais les noyaux preleves à un stade ulterieur n’ont pas pu être inities pour le developpement.
En 1979, Steen Villandsen a eleve des cellules adultes individuelles à partir d’embryons de moutons et de bovins à huit cellules. Dans ses experiences, il a ete guide par les avantages economiques possibles que promet l’elevage de races avec un bon materiel genetique. Curieusement, les experiences de transplantation nucleaire se sont averees plus efficaces chez les bovins que chez les souris. En 1991, Villandsen a rapporte une experience impliquant le transfert de 100 noyaux de veau, dont la source etait la morula. Les experiences suivantes ont donne des clones de huit veaux obtenus à partir de l’embryon d’un donneur. Malheureusement, tous les veaux se sont developpes avec des anomalies et presentaient des signes evidents de pathologie.
Ian Wilmut du Roslin Institute en Écosse cherchait des moyens plus efficaces de modifier genetiquement le materiel genetique des moutons et des bovins que d’inserer aveuglement des noyaux dans un œuf. Dans ses experiences, il a utilise exclusivement des cellules souches de souris de la couche interne des blastocystes pour la transplantation. La collègue de Wilmouth, Kate Campbell, a ete etonnee de la preservation complète du potentiel de division par les noyaux, même dans les cellules differenciees. Les scientifiques etaient convaincus que le secret de la reussite du transfert de materiel genetique reside dans la synchronisation des cycles cellulaires du donneur et du receveur. Ils ont ete les premiers à tenter de recreer des cellules souches de mouton indifferenciees, bien qu’au debut, ils aient ete en proie à un echec continu. Pour augmenter les chances de succès, ils ont maintenu les cellules cultivees en dormance pour aligner les cycles cellulaires du donneur et de l’ovule non feconde. Après une pause, un electrostimulateur a ete utilise pour demarrer le processus embryonnaire. À la suite de telles manipulations, 34 des 244 echantillons se sont developpes au stade où ils pourraient être implantes dans l’uterus d’une mère porteuse. À l’ete 1995, 5 agneaux sont nes, dont deux – Megan et Morag, les premiers mammifères clones – ont survecu jusqu’à la puberte, mais n’ont pas endure la mission qui leur avait ete confiee.
Cependant, Wilmut et Campbell n’allaient pas s’arrêter là. En plus des experiences sur le transfert de noyaux de cellules embryonnaires, les scientifiques ont utilise les noyaux de fibroblastes fœtaux cultives, qui donnent des cultures cellulaires avec un jeu constant de chromosomes. Ils ont egalement etudie les noyaux de cellules de glande mammaire cultivees d’un mouton de 6 ans. C’est ainsi que sont nes les moutons clones. Dolly s’est avere être un
un total de 277 survivants, mais maintenant une procedure similaire est de plus en plus utilisee dans le clonage de chèvres, de souris et de veaux (environ 3 % survivent). Beaucoup meurent après implantation dans l’uterus, d’autres en raison d’anomalies du developpement. Les scientifiques pensent que la raison en est une reprogrammation incomplète du materiel genetique.
Le defi de creer des races d’elite d’animaux de ferme stimule la recherche sur le clonage dans ce domaine. Le clonage par transfert cellulaire est de plus en plus utilise pour la replication de confidents domestiques. Beaucoup de gens aimeraient cloner leurs animaux de compagnie – chats et chiens. L’un des millionnaires californiens finance le Missiplicity Project, un projet de recherche qui vise à cloner sa chienne bien-aimee Missy. Cependant, l’identite genetique ne signifie pas une repetition du caractère et du temperament d’un clone. Le createur du premier chat clone au monde Cc (eng. Copie carbone – imprime à travers une copie carbone) Duan Cramer de l’Universite agricole et polytechnique du Texas note que Cc ne peut pas être pleinement considere comme une copie de “l’ancêtre” de Rainbow : elle est plus curieuse et ludique que Rainbow. En plus du temperament, Cc diffère de Rainbow par la couleur.
D’autres scientifiques notent egalement des differences significatives dans les clones. Un cochon clone nomme Glutton mange joyeusement de tout et court sur tout ce qui bouge, tandis que sa sœur clonee Privereda relève le nez des oranges et donne des coups de pied lorsqu’elle est ramassee. De plus, les clones presentent des differences physiques significatives dans la densite des cheveux et le nombre de dents. Une tentative de Robert Lanza du Massachusetts Institute of Technology à Worcester de cloner un singe alcoolique nomme Buttercup a jusqu’à present echoue. Les scientifiques, cependant, ne desespèrent pas et poursuivent leurs recherches.
Les gens sont aussi des animaux, donc les experiences avec des “frères plus petits” sont une sorte de modèle pour les humains. Le clonage reproductif, dans lequel un embryon humain est implante à partir d’une cellule somatique dans l’uterus, est illegal dans la plupart des pays. Le plus grand nombre de decès et d’anomalies de developpement dans le clonage reproductif de souris et d’animaux de ferme rend cette technologie inacceptable pour l’homme à l’heure actuelle. Cependant, même si un jour la technologie devient efficace, les gens n’eviteront pas un certain nombre de problèmes sociaux et ethiques.
Le fait qu’une personne soit une creature trop complexe pour effectuer des manipulations de clonage sur elle est mis en evidence par les donnees de la medecine reelle sur l’etude du developpement normal du fœtus dans l’uterus. Sur la figure, les troubles congenitaux de la morphogenèse sont simplifies :
Selon la classification internationale, toutes les anomalies congenitales du developpement sont divisees en 4 groupes : malformations congenitales, deformations, perturbations et dysplasie.
Une malformation congenitale est un defaut morphologique ou anatomique d’un organe, d’une partie d’un organe ou d’une region du corps resultant d’un trouble genetiquement determine de la differenciation embryonnaire.
La deformation est une violation anatomique de la forme ou de la position d’un organe ou d’une partie du corps à la suite d’effets mecaniques sur le fœtus sans perturbations de la differenciation embryonnaire.
La perturbation est un defaut morphologique ou anatomique d’un organe, d’une partie d’un organe ou d’une region du corps resultant d’influences environnementales externes sur le developpement embryonnaire.
La dysplasie est un defaut morphologique des cellules ou des structures tissulaires resultant d’un trouble genetiquement determine de la differenciation des cellules ou des tissus.
En règle generale, les defauts de developpement congenitaux isoles ne posent pas de difficultes particulières de diagnostic ou de traitement chirurgical, car la chirurgie pediatrique moderne possède une vaste experience dans le traitement de nombreuses pathologies de ce type. En ce qui concerne les malformations congenitales multiples du developpement, l’experience et la connaissance du diagnostic et du traitement des malformations congenitales isolees ne sont applicables que dans une mesure limitee ou pas du tout.
Depuis environ le milieu des annees 1950, les besoins de la pratique clinique ont encourage l’expansion des travaux de recherche pour etudier l’etiologie et la pathogenèse des malformations congenitales multiples. C’est dans les annees 50 qu’une vaste section a commence à se former en medecine clinique, appelee plus tard syndromologie. Probablement, le debut de son emergence peut être considere comme l’apparition de la celèbre encyclopedie de Leiber et Olbrich “Dictionary of Clinical Syndromes” (Urban et Schwarzenberg, Munich, 1957), qui a decrit des centaines de syndromes et leurs synonymes, et dans les editions ulterieures de cette encyclopedie a analyse l’etiologie, la pathogenèse et la nomenclature moderne de ces etats. Avec le developpement des methodes de la medecine moderne et de la genetique, des centaines de nouvelles formes syndromiques de pathologie humaine ont dejà commence à être decrites. Le celèbre catalogue McCusick sous forme electronique sur Internet compte dejà plus de 5000 traits humains normaux et pathologiques herites selon les lois de Mendel, et le nombre de ces traits augmente chaque mois. La celèbre base de donnees du syndrome de Londres est desormais aux États-Unis
lit plus de 2 500 syndromes, et chaque annee, 10 à 20 « nouvelles » formes nosologiques de pathologie humaine syndromique sont decrites dans des periodiques, et, apparemment, ce processus de description de « nouveaux » syndromes est sans fin. Au debut des annees 1980, la quantite d’informations dans ce domaine etait devenue si importante et diversifiee qu’elle necessitait l’unification de la terminologie moderne concernant la definition des syndromes et des formes similaires de lesions multiples du corps humain.
Ainsi, l’idee d’obtenir des « clones humains identiques » est tellement mythologique et impraticable dans son essence qu’il vaut mieux ecrire une epitaphe sur son monument que de se livrer à des fabrications deliberement fausses. En tout cas, dans un avenir proche.
