7 innovations qui font progresser la technologie CRISPR
Qu'est-ce que la technologie CRISPR-Cas9 ne peut pas faire ? Dans cet article, nous explorons 7 applications uniques de cette technologie récompensée par le prix Nobel.
Vous souhaitez obtenir la dernière analyse approfondie sur l'évolution du marché CRISPR ? Téléchargez le nouveau rapport exclusif de PatSnap.
Les applications de la technologie CRISPR semblent infinies, avec des avancées récentes telles que la xénotransplantation réussie d'un cœur de porc génétiquement modifié chez un être humain*, le traitement de maladies du sang telles que la drépanocytose, ainsi que l'amélioration de l'agriculture et de la résilience des cultures.
CRISPR, abréviation de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées), est un composant du système immunitaire des bactéries, capable de couper et de modifier l'ADN. Considérez-le comme une paire de ciseaux moléculaires capables de cibler et de couper une séquence d'ADN, selon les instructions d'un guide personnalisable. Il permet aux scientifiques de réécrire le code génétique de presque tous les organismes, tout en étant moins coûteux, plus simple et plus précis que tous ses prédécesseurs en matière d'édition génétique. Cependant, de nombreuses autres applications quelque peu inhabituelles de CRISPR font également l'objet de recherches.
Dans cet article, nous explorons sept applications uniques de cette technologie récompensée par le prix Nobel.
Thèmes et sujets connexes sélectionnés en fonction de leur importance pour CRISPR, mesurée par le nombre total d'articles et le nombre de citations – les cercles plus foncés représentent les thèmes les plus développés.
1. Café décaféiné
Les amateurs de café vous le diront : le décaféiné, ce n'est pas pareil. Certes, il ne vous donne pas cette sensation d'éveil total et ne vous empêche pas de dormir, mais il n'a pas le profil aromatique du « vrai » café. Pour éliminer la caféine, les torréfacteurs doivent soumettre les grains de café à un processus chimique complexe qui laisse souvent des traces de produits chimiques et altère les arômes et les saveurs complexes des grains.
Bien que quelques plants de café naturellement dépourvus de caféine aient été découverts, leur exploitation n'a donné que très peu de résultats. Les phytologues se sont donc tournés vers l'édition génétique pour tenter de réaliser une percée.
Tropic Biosciences, grâce à la technologie CRISPR, a réussi à « désactiver » les gènes responsables de la production de caféine dans le caféier. Cela permet d'éviter les processus de décaféination coûteux, polluants et générateurs de déchets. Le PDG, Gilad Gershon, estime que leur café sans caféine, qui devrait être commercialisé d'ici quelques années, est une « porte ouverte vers de plus grandes opportunités » pour la culture de caféiers résistants au climat, qu'ils ont déjà commencé à développer. Les amateurs de café peuvent se réjouir !
2. Tomates épicées
La modeste tomate est souvent décrite comme étant sucrée, juteuse et acide. Bientôt, le mot « épicée » pourrait s'ajouter à cette liste, car une équipe de scientifiques brésiliens espère créer par génie génétique des tomates... qui ont du « punch ».
Les piments et les tomates ont divergé d'un ancêtre commun il y a des millions d'années, mais les tomates possèdent toujours le matériel génétique nécessaire à la production de capsaïcinoïdes, les molécules qui donnent leur piquant aux piments. Les chercheurs brésiliens pensent qu'à l'aide d'outils d'édition génétique tels que CRISPR, ils peuvent activer ces gènes capsaïcinoïdes dormants, offrant ainsi un substitut économique aux piments traditionnels, réputés difficiles à cultiver. Mamma Mia, c'est passionnant !
Le secteur des cultures CRISPR a atteint un niveau record en matière d'investissements en 2021, avec un total de plus de 600 millions de dollars.
3. Pas de vin qui donne la gueule de bois
Vous avez déjà rêvé de passer une soirée en ville sans souffrir le lendemain d'une gueule de bois carabinée ? Vous avez peut-être de la chance : une équipe de chercheurs de l'université de l'Illinois a génétiquement modifié la levure utilisée pour fermenter le vin, augmentant ainsi la teneur en resvératrol, un composé qui réduit les effets de la gueule de bois.
La levure en question, Saccharomyces cerevisiae, possède de nombreuses copies de chacun de ses gènes, ce qui la rend très adaptable et très difficile à modifier génétiquement avec les anciennes méthodes. Grâce à CRISPR, les ingénieurs génétiques ont pu couper d'un seul coup toutes les copies d'un gène souhaité, augmentant ainsi la quantité de resvératrol dans leur vin et laissant derrière eux ces terribles maux de tête post-cuite.
4. Éradication des nuisibles
Et si nous vivions dans un monde sans moustiques vecteurs du paludisme ? Ce scénario est possible grâce à CRISPR. La technologie d'édition génétique peut être utilisée pour aider à contrôler le nombre d'espèces transmettant une maladie infectieuse ou envahissant un écosystème particulier. Cela se fait par la création de « gènes moteurs », qui garantissent qu'une modification génétique sera transmise à toute la descendance, se propageant ainsi à travers la population sur plusieurs générations.
Des chercheurs de l'Imperial College London ont prouvé que cette technologie pouvait être utilisée spécifiquement contre l'espèce de moustique responsable de la propagation du paludisme. À l'aide de CRISPR, ils ont introduit un gène qui, lorsque les deux parents en sont porteurs, empêche les femelles de pondre des œufs. Lors d'un essai en cage, la population a été éradiquée dès la 7e génération après l'introduction du gène.
Partout dans le monde, des chercheurs prévoient de tester cette approche sur d'autres espèces nuisibles, notamment les rats envahissants et les chats sauvages en Australie. Cependant, l'utilisation de ces « gènes moteurs » soulève encore des controverses d'ordre éthique.
Les recherches sur les espèces modifiées par CRISPR se sont multipliées au cours de la dernière décennie, les États-Unis et la Chine étant les principaux éditeurs dans ce domaine.
5. Aliments sans allergènes
Aux États-Unis, 10 % des adultes et 8 % des enfants souffrent d'allergies alimentaires. Et ces chiffres augmentent à un rythme alarmant. Surnommées « les huit grandes », il existe un groupe de plantes comprenant le blé, le soja et les arachides, qui sont connues pour causer 90 % des allergies alimentaires. Les allergies alimentaires surviennent lorsque le système immunitaire reconnaît une protéine comme étrangère, déclenchant une réponse immunitaire — avec des cas rares pouvant être mortels. Pour atténuer ce problème, les scientifiques modifient génétiquement les plantes afin qu'elles produisent moins d'allergènes.
Des chercheurs de Caroline du Sud travaillent à réduire la teneur en gluten du blé afin de le rendre plus digeste pour les personnes atteintes de la maladie cœliaque ou sensibles au gluten. Ils estiment qu'il est plus facile d'améliorer les aliments pour soulager ces maladies que de trouver des médicaments ou des traitements efficaces. IngateyGen, une entreprise agroalimentaire de Caroline du Nord, mène un combat similaire en travaillant au développement d'une cacahuète hypoallergénique. À l'aide de la technologie CRISPR, ces chercheurs s'efforcent d'éliminer les principales protéines allergènes de ces cultures, dans l'espoir de développer des plantes aussi exemptes d'allergènes que possible, afin de permettre aux gens de profiter de leurs repas sans stress ni allergie.
6. Des chevaux de course plus rapides
Allons aux courses... mais avec des chevaux meilleurs, plus rapides et génétiquement modifiés ? Des chercheurs ont découvert que différentes versions du gène myostatine, un inhibiteur de la croissance musculaire squelettique, sont presque exclusivement responsables de la propension génétique des chevaux à courir sur certaines distances. Il s'agit en quelque sorte de leur « gène de la vitesse ».
La société argentine Kheiron-Biotech utilise CRISPR pour modifier le génome des chevaux de course afin de créer des races plus rapides, plus fortes et plus aptes au saut. Elle a réussi à supprimer le gène de la myostatine avec une efficacité de 96,2 % et a depuis créé avec succès des embryons de chevaux présentant cette modification. À long terme, elle espère identifier d'autres allèles qui confèrent un avantage naturel aux chevaux, puis les combiner afin de permettre à d'autres chevaux de bénéficier des mêmes avantages en termes de vitesse.
7. Dé-extinction ?
Peut-on ramener des espèces à la vie ? C'est peut-être l'une des utilisations les plus originales (quoique un peu effrayantes) de CRISPR à ce jour. Actuellement, on parle sérieusement de faire revivre le pigeon migrateur.
Les pigeons migrateurs parcouraient autrefois les forêts d'Amérique du Nord en groupes de plusieurs centaines de millions, mais cela a changé au cours des XVIIIe et XIXe siècles. Ils ont été chassés en masse par des Euro-Américains affamés, ce qui a entraîné un déclin rapide de l'espèce au début du XXe siècle. Le dernier pigeon migrateur connu est mort en captivité en 1914.
La société californienne Revive and Restore, spécialisée dans les biotechnologies, a lancé un projet dédié au pigeon migrateur, dans le but de rétablir l'espèce en modifiant le génome du pigeon à queue barrée, une espèce étroitement apparentée. Si cette initiative aboutit, elle estime pouvoir utiliser cette approche pour faire renaître de nombreuses espèces disparues, voire en danger critique d'extinction. La question de savoir s'ils devraient ou non le faire fait encore débat, mais il est indéniable qu'il serait assez cool de voir un mammouth laineux vivant en chair et en os.
À mesure que la recherche sur CRISPR se poursuit et se développe, de nombreux aspects de la vie telle que nous la connaissons pourraient être modifiés. De la médecine aux animaux de compagnie en passant par notre alimentation, il existe une marge d'amélioration, et le génie génétique est prêt à intervenir. On peut affirmer sans risque que CRISPR est en train de réaliser, ou réalisera bientôt, l'impossible, et rendra même possible ce qui était autrefois considéré comme de la science-fiction.
*L'homme qui avait reçu avec succès le premier cœur de porc génétiquement modifié est décédé deux mois après l'opération.
Bien que la cause de son décès ne soit toujours pas claire (une enquête est en cours), les résultats aideront les chercheurs à comprendre dans quelle mesure nous sommes proches de résoudre la crise de pénurie d'organes grâce à la xénotransplantation.
