chapitre 20 La biotechnologie
483
Comme vous l’avez appris précédemment, les études d’association sur l’ensemble du génome ont permis de déceler les
polymorphismes mononucléotidiques (SNP) qui sont liés aux
allèles responsables de maladies. Il est possible de faire des
analyses destinées à la recherche de SNP révélant la présence
de l’allèle anormal. De tels SNP indiquent un risque accru de
maladies comme les cardiopathies, la maladie d’Alzheimer et
certains types de cancer. Les firmes qui proposent des tests
génétiques pour les facteurs de risque de ce genre recherchent
la présence de SNP liés déjà identifiés. Il peut être utile pour
un individu de connaître les risques pour sa santé, mais il faut
comprendre que de tels tests génétiques ne reflètent que des
corrélations et ne permettent pas de faire des prédictions.
Les techniques décrites dans le présent chapitre ont également entraîné des améliorations dans le traitement des maladies. En entreprenant l’analyse de l’expression de nombreux
gènes chez des femmes souffrant du cancer du sein, des chercheurs qui effectuaient une étude d’association sur l’ensemble
du génome ont pu établir une corrélation entre la probabilité
d’un cancer récurrent et le mode d’expression de 70 gènes.
Étant donné que les femmes à faible risque ont un taux de
survie de 96 % sur une période de 10 ans sans traitement,
l’analyse de l’expression génique permet aux médecins et aux
patientes de compter sur des informations valables quand
vient le moment d’examiner les choix de traitements.
Beaucoup de personnes pensent que, dans le futur, une
« médecine personnalisée » les renseignera sur leur état de
santé génétique et leur permettra de connaître les maladies
dont ils pourraient souffrir et de choisir les traitements
appropriés. Pour le moment, le profil génétique se limite à
identifier un ensemble de marqueurs génétiques comme les
SNP. À l’avenir, on sera probablement en mesure d’établir
la séquence complète de l’ADN de chaque individu (lorsque
le séquençage sera moins coûteux).
La thérapie génique humaine
La thérapie génique consiste à traiter une personne malade
en introduisant des gènes dans ses cellules. Cette approche
semble très prometteuse dans le cas de maladies, en fait peu
nombreuses, causées par un seul gène défectueux. Il est en
effet théoriquement possible d’insérer un allèle normal dans
les cellules somatiques des tissus atteints.
Pour que la thérapie génique des cellules somatiques soit
permanente, les cellules recevant l’allèle normal doivent se
multiplier pendant toute la vie du patient. C’est le cas des cellules de la moelle osseuse rouge, parmi lesquelles se trouvent
les cellules souches donnant naissance à l’ensemble des cellules
sanguines et à celles du système immunitaire. Ce sont donc
des cibles de choix à cet égard. La figure 20.23 décrit une procédure possible dans le cas d’une personne dont les cellules
de la moelle osseuse rouge sont incapables de produire une
enzyme vitale par suite de la présence d’un gène défectueux.
Le traitement consiste à prélever quelques cellules de moelle
osseuse rouge, à y insérer l’allèle normal au moyen d’un vecteur
viral puis à injecter dans l’organisme les cellules modifiées. Le
déficit immunitaire combiné sévère (DICS) est causé par cette
sorte de défaut d’origine génétique. Si le traitement réussit, les
cellules de la moelle osseuse rouge se mettront à produire la
protéine manquante, et le patient sera guéri.
La technique illustrée à la figure 20.23 a été utilisée au
cours d’une thérapie génique expérimentale du DICS. Dans
une étude réalisée en France en 2000, 10 jeunes enfants
atteints de DICS ont été traités selon cette procédure. Après
deux ans, neuf d’entre eux présentaient une amélioration
importante et définitive de leur état ; c’est le premier succès
incontestable de thérapie génique. Cependant, trois des
patients ont par la suite souffert de leucémie (cancer des
cellules sanguines) et l’un d’eux est décédé. Deux facteurs
peuvent avoir contribué à l’apparition de la leucémie : l’insertion du vecteur rétroviral près d’un gène intervenant dans la
prolifération cellulaire et une fonction inconnue du gène de
remplacement luimême. Deux autres maladies génétiques
ont récemment été traitées par thérapie génique avec un certain succès : l’une causant une cécité progressive (voir la
figure 50.21, p. 1273) et l’autre provoquant une dégénérescence
du système nerveux. Les expériences qui ont donné de bons
résultats concernent très peu de patients, mais suscitent un
optimisme prudent.
m Figure 20.23 Une thérapie génique utilisant un vecteur rétroviral. Un rétrovirus rendu inoffensif sert de vecteur dans cette procédure
qui repose sur le fait que le rétrovirus produit un transcrit d’ADN à partir
de son génome d’ARN et qu’il l’insère dans l’ADN chromosomique de la
cellule hôte (voir la figure 19.8, p. 450). Si le gène étranger porté par le
vecteur rétroviral est exprimé, la cellule et ses descendantes sécréteront
leproduit correspondant. Les cellules qui se reproduisent pendant toute
la vie de la personne, comme celles de la moelle osseuse rouge, sont
des cibles idéales pour ce type de traitement.
Gène cloné
(allèle
normal
absent
des cellules
du patient)
ARN viral
Cellule de la
moelle osseuse rouge
du patient.
Capside
du rétrovirus
Moelle
osseuse
rouge
Insertion de la version ARN
de l’allèle normal dans un rétrovirus
1
Rétrovirus infectant les cellules
de la moelle osseuse rouge prélevées
chez le patient et mises en culture
2
Insertion de l’ADN viral
portant l’allèle normal
dans un chromosome
3
Injection des cellules modifiées
au patient
4
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Comme vous l’avez appris précédemment, les études d’association sur l’ensemble du génome ont permis de déceler les
polymorphismes mononucléotidiques (SNP) qui sont liés aux
allèles responsables de maladies. Il est possible de faire des
analyses destinées à la recherche de SNP révélant la présence
de l’allèle anormal. De tels SNP indiquent un risque accru de
maladies comme les cardiopathies, la maladie d’Alzheimer et
certains types de cancer. Les firmes qui proposent des tests
génétiques pour les facteurs de risque de ce genre recherchent
la présence de SNP liés déjà identifiés. Il peut être utile pour
un individu de connaître les risques pour sa santé, mais il faut
comprendre que de tels tests génétiques ne reflètent que des
corrélations et ne permettent pas de faire des prédictions.
Les techniques décrites dans le présent chapitre ont également entraîné des améliorations dans le traitement des maladies. En entreprenant l’analyse de l’expression de nombreux
gènes chez des femmes souffrant du cancer du sein, des chercheurs qui effectuaient une étude d’association sur l’ensemble
du génome ont pu établir une corrélation entre la probabilité
d’un cancer récurrent et le mode d’expression de 70 gènes.
Étant donné que les femmes à faible risque ont un taux de
survie de 96 % sur une période de 10 ans sans traitement,
l’analyse de l’expression génique permet aux médecins et aux
patientes de compter sur des informations valables quand
vient le moment d’examiner les choix de traitements.
Beaucoup de personnes pensent que, dans le futur, une
« médecine personnalisée » les renseignera sur leur état de
santé génétique et leur permettra de connaître les maladies
dont ils pourraient souffrir et de choisir les traitements
appropriés. Pour le moment, le profil génétique se limite à
identifier un ensemble de marqueurs génétiques comme les
SNP. À l’avenir, on sera probablement en mesure d’établir
la séquence complète de l’ADN de chaque individu (lorsque
le séquençage sera moins coûteux).
La thérapie génique humaine
La thérapie génique consiste à traiter une personne malade
en introduisant des gènes dans ses cellules. Cette approche
semble très prometteuse dans le cas de maladies, en fait peu
nombreuses, causées par un seul gène défectueux. Il est en
effet théoriquement possible d’insérer un allèle normal dans
les cellules somatiques des tissus atteints.
Pour que la thérapie génique des cellules somatiques soit
permanente, les cellules recevant l’allèle normal doivent se
multiplier pendant toute la vie du patient. C’est le cas des cellules de la moelle osseuse rouge, parmi lesquelles se trouvent
les cellules souches donnant naissance à l’ensemble des cellules
sanguines et à celles du système immunitaire. Ce sont donc
des cibles de choix à cet égard. La figure 20.23 décrit une procédure possible dans le cas d’une personne dont les cellules
de la moelle osseuse rouge sont incapables de produire une
enzyme vitale par suite de la présence d’un gène défectueux.
Le traitement consiste à prélever quelques cellules de moelle
osseuse rouge, à y insérer l’allèle normal au moyen d’un vecteur
viral puis à injecter dans l’organisme les cellules modifiées. Le
déficit immunitaire combiné sévère (DICS) est causé par cette
sorte de défaut d’origine génétique. Si le traitement réussit, les
cellules de la moelle osseuse rouge se mettront à produire la
protéine manquante, et le patient sera guéri.
La technique illustrée à la figure 20.23 a été utilisée au
cours d’une thérapie génique expérimentale du DICS. Dans
une étude réalisée en France en 2000, 10 jeunes enfants
atteints de DICS ont été traités selon cette procédure. Après
deux ans, neuf d’entre eux présentaient une amélioration
importante et définitive de leur état ; c’est le premier succès
incontestable de thérapie génique. Cependant, trois des
patients ont par la suite souffert de leucémie (cancer des
cellules sanguines) et l’un d’eux est décédé. Deux facteurs
peuvent avoir contribué à l’apparition de la leucémie : l’insertion du vecteur rétroviral près d’un gène intervenant dans la
prolifération cellulaire et une fonction inconnue du gène de
remplacement luimême. Deux autres maladies génétiques
ont récemment été traitées par thérapie génique avec un certain succès : l’une causant une cécité progressive (voir la
figure 50.21, p. 1273) et l’autre provoquant une dégénérescence
du système nerveux. Les expériences qui ont donné de bons
résultats concernent très peu de patients, mais suscitent un
optimisme prudent.
m Figure 20.23 Une thérapie génique utilisant un vecteur rétroviral. Un rétrovirus rendu inoffensif sert de vecteur dans cette procédure
qui repose sur le fait que le rétrovirus produit un transcrit d’ADN à partir
de son génome d’ARN et qu’il l’insère dans l’ADN chromosomique de la
cellule hôte (voir la figure 19.8, p. 450). Si le gène étranger porté par le
vecteur rétroviral est exprimé, la cellule et ses descendantes sécréteront
leproduit correspondant. Les cellules qui se reproduisent pendant toute
la vie de la personne, comme celles de la moelle osseuse rouge, sont
des cibles idéales pour ce type de traitement.
Gène cloné
(allèle
normal
absent
des cellules
du patient)
ARN viral
Cellule de la
moelle osseuse rouge
du patient.
Capside
du rétrovirus
Moelle
osseuse
rouge
Insertion de la version ARN
de l’allèle normal dans un rétrovirus
1
Rétrovirus infectant les cellules
de la moelle osseuse rouge prélevées
chez le patient et mises en culture
2
Insertion de l’ADN viral
portant l’allèle normal
dans un chromosome
3
Injection des cellules modifiées
au patient
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