Table des matières[Cacher][Montrer]
Le domaine des sciences médicales a évolué de manière exponentielle au fil des ans. Des avancées dans le développement de nouveaux médicaments à la mise en œuvre de la nanotechnologie dans les dispositifs de surveillance de la santé, nous avons parcouru un long chemin en tant qu'espèce.
L'un de ces progrès est la capacité de comprendre et de modifier les caractéristiques physiques et physiologiques d'un être humain en modifiant son génome !
L'article fournit au lecteur une introduction au domaine de la génétique, passe en revue le génome humain et les applications de l'édition de gènes et de la technologie CRISPR.
Le génome humain
Biologiquement parlant, un être humain est une structure compliquée ayant un certain nombre de caractéristiques. Ces caractéristiques, comme la taille, la couleur des cheveux, la couleur des yeux, les traits du visage, etc., peuvent être déterminées à l'aide de leur ADN.
L'ADN
L'acide désoxyribonucléique (ADN) est un matériau composé des éléments chimiques fondamentaux (sucre, phosphate et bases) qui contiennent toutes les informations sur l'apparence et le fonctionnement d'un être vivant.
Les biologistes et les professionnels de la santé peuvent décoder les informations, propres à chacun, en étudiant le schéma de l'ADN.
Les gènes
Un gène est une partie spécifique de l'ADN qui code pour une protéine. Ce sont les protéines produites par les gènes qui remplissent les fonctions de l'ADN.
Les gènes fonctionnent comme des unités d'hérédité et sont responsables de la transmission de caractéristiques particulières des parents à leur progéniture.
La somme totale des gènes et du matériel génétique d'un organisme s'appelle son génome. Comprendre le génome humain a permis aux scientifiques de développer de nouvelles façons de traiter, de guérir ou même de prévenir des milliers de maladies qui affligent l'humanité.
C'est là qu'intervient l'édition de gènes.
Edition de gènes
L'édition du génome ou des gènes est un groupe de technologies qui permettent aux scientifiques de modifier l'ADN d'un organisme. Ces technologies permettent d'ajouter, de supprimer ou de modifier du matériel génétique à des endroits particuliers du génome.
Contrairement à d'autres techniques de génie génétique qui insèrent de manière aléatoire du matériel génétique dans les génomes de l'hôte, ces techniques ciblent les insertions à des endroits très spécifiques.
Comment cela fonctionne ?
L'édition de gènes implique des enzymes. Les enzymes sont des protéines qui activent ou accélèrent les processus chimiques. Les enzymes modifiées utilisées dans l'édition de gènes sont appelées nucléases et peuvent couper l'ADN.
Les nucléases sont conçues avec un autre produit chimique qui les guide vers les brins d'ADN qu'ils doivent couper. Ces brins d'ADN coupés peuvent se régénérer, mais cette fois, ils sont alimentés avec les informations souhaitées pour muter dans les brins d'ADN souhaités.
De nouveaux brins signifient de nouveaux gènes et de nouveaux gènes signifient de nouvelles caractéristiques.
Les scientifiques utilisent l'édition de gènes pour étudier différentes maladies qui affectent les humains.
Ils modifient les génomes d'animaux, comme les souris et les poissons, et observent comment ces changements affectent leur santé. Ils ont ensuite utilisé leurs découvertes pour prédire comment des changements similaires dans les génomes humains pourraient affecter la santé humaine.
Par ailleurs, les scientifiques développent la thérapie génique. Ces traitements impliquent la prévention et le traitement de maladies chez l'homme à l'aide de l'édition de gènes.
Technologie CRISPR
Une énorme percée dans la technologie d'édition de gènes est l'introduction des répétitions palindromiques courtes régulièrement intercalées en cluster (CRISPR).
CRISPR est basé sur un système de défense qui se produit naturellement dans certaines bactéries. L'ADN de ces bactéries contient de nombreuses courtes séquences palindromiques (mots identiques à la fois vers l'avant et vers l'arrière, comme RAAR).
Les bactéries stockeraient des fragments des virus qu'elles ont combattus à l'intérieur de ces séquences palindromiques.
Comment cela fonctionne ?
L'enzyme utilisée dans CRISPR s'appelle Cas9. Cette enzyme se fixe sur la séquence palindromique infectée et coupe l'ADN en morceaux, retenant les informations sur le virus.
La protéine Cas armée reconnaîtrait l'ADN viral et le détruirait immédiatement au cas où la bactérie serait à nouveau infectée par le même virus.
Applications de CRISPR
CRISPR a été utilisé de diverses manières, notamment dans la recherche, les soins de santé, l'élevage d'animaux de compagnie, la production alimentaire, le carburant vert et bien plus encore.
1. Recherche
Les systèmes CRISPR sont mis en œuvre dans des études liées à l'atténuation des troubles génétiques chez les animaux et seront probablement bientôt utilisés en clinique pour traiter les maladies humaines des yeux et du sang.
La Chine et les États-Unis ont approuvé deux essais cliniques utilisant CRISPR-Cas9 pour des thérapies ciblées contre le cancer.
Au-delà des applications biomédicales, ces outils sont désormais utilisés dans des études visant à accélérer la sélection des cultures et du bétail, à concevoir de nouveaux antimicrobiens et à contrôler les insectes porteurs de maladies grâce au forçage génétique.
2. Soins De Santé
Les scientifiques ont pu développer des méthodes pour détruire les bactéries résistantes aux antibiotiques en modifiant les génomes des virus tueurs de bactéries (bactériophages) avec la technologie CRISPR-Cas9.
Ces systèmes permettent également la création de modèles animaux pour la maladie humaine et l'élimination du VIH des cellules infectées.
Dans un modèle murin de maladie humaine, CRISPR a corrigé une erreur génétique, entraînant le sauvetage clinique de souris malades.
3. Élevage d'animaux
CRISPR a été appliqué à des embryons précoces pour créer des organismes génétiquement modifiés et a été injecté à des animaux de laboratoire pour réaliser une modification substantielle des gènes dans leurs tissus.
Des approches basées sur CRISPR ont été utilisées pour modifier les génomes d'animaux, notamment des souris, des rats et d'autres primates non humains. Ces approches pourraient être utilisées pour améliorer la productivité, la résistance aux maladies et activer les traits/caractéristiques recherchés chez les animaux de compagnie.
En utilisant CRISPR, nous pourrions même être en mesure d'introduire une génération de nouveaux modèles animaux.
4. Production alimentaire
La technologie d'édition de gènes CRISPR peut améliorer les rendements et la qualité des cultures ; la résistance des plantes à la sécheresse, la résistance aux herbicides et aux insecticides, augmentant la sécurité alimentaire.
Cela peut également aider à éliminer la résistance aux antibiotiques, à améliorer la durée de conservation des produits et à accélérer le processus de domestication des plantes.
Des plantes de meilleure qualité signifient un fourrage de meilleure qualité pour les animaux, améliorant ainsi leur santé. Étant donné que les plantes et les animaux constituent la base de notre chaîne alimentaire, nous pouvons avoir une meilleure qualité des aliments et des produits.
5. Carburant vert
Le carburant vert est un carburant produit à partir de sources organiques et respectueux de l'environnement.
CRISPR a permis de produire le double de biodiesel (une forme de carburant vert) à partir d'algues phototropes.
Ce carburant est obtenu en doublant la production de lipides dans les algues, en utilisant CRISPR pour modifier les gènes. Les lipides sont combustibles et constituent essentiellement le biodiesel.
Mais l'édition de gènes est-elle éthique ?
Changer le cours naturel de l'action est sûr d'inviter des préoccupations éthiques. La modification de la génétique humaine à l'aide de technologies d'édition de gènes, telles que CRISPR, n'a pas trouvé de soutien sans équivoque. En effet, les modifications apportées aux gènes des ovules et des spermatozoïdes pourraient être transmises aux générations futures.
Il y a un énorme débat sur la question de savoir si cette technologie devrait être utilisée pour améliorer les traits humains normaux (tels que l'intelligence ou la taille).
Des problèmes de sécurité surviennent également lors de l'utilisation de cette technologie car il y a toujours la possibilité d'avoir des effets hors cible (modifications au mauvais endroit) et un mosaïcisme (lorsque certaines cellules portent la modification mais d'autres pas).
Pour des raisons d'éthique et de sécurité, l'édition du génome des cellules reproductrices est actuellement illégale dans de nombreux pays.
Conclusion
Comprendre le génome humain nous a permis de révolutionner la technologie de la santé à l'échelle nanométrique.
L'édition de gènes et la technologie CRISPR ont fourni des applications révolutionnaires en termes d'éradication des maladies et même de correction des imperfections humaines.
Les scientifiques prédisent que ces technologies sont la clé pour créer une génération d'homo sapiens sans maladie avec des caractéristiques parfaites.
Que pensez-vous de l'édition de gènes ? Faites le nous savoir dans les commentaires.
Soyez sympa! Laissez un commentaire