"OGM - Des bactéries probiotiques génétiquement modifiées sont utilisées en thérapie génétique" par Professeur Joe Cummins & Dr. Mae-Wan Ho

Alors que la première expérimentation clinique a été entreprise, le Professeur Joe Cummins et le Dr. Mae-Wan Ho renouvellent leur appel pour une interdiction des probiotiques génétiquement modifiés (″Ban GM probiotics″, version française ″OGM - Interdisons les probiotiques génétiquement modifiés″, accessible sur le site suivant : www.i-sis.org.uk/BanGMprobiotics.php )

Communiqué de presse de l’institut ISIS en date du 03/07/2005
Une version complète en anglais, entièrement référencée, de cet article, intitulé GM Probiotic Bacteria in Gene Therapy est accessible par les membres de ISIS sur le site web : www.i-sis.org.uk/GMPBIGT.php Détails ici

“The Institute of Science in Society” = ISIS, est une organisation basée à Londres, Grande Bretagne. Le site web est http://www.i-sis.org.uk Les informations générales concernant cet institut sont disponibles auprès de Sam Burcher, joignable par sam@i-sis.org.uk L’institut ISIS est dirigé par Mae-Wan HO, dont la messagerie est m.w.ho@i-sis.org.uk

Les bactéries probiotiques naturelles favorisent la santé, mais les probiotiques génétiquement modifiés sont franchement dangereux

Les bactéries probiotiques sont des bactéries bénéfiques qui vivent dans l’intestin humain et qui sont maintenant employées couramment comme compléments alimentaires pour leurs effets positifs sur la santé humaine. Ces bactéries ont co-évolué avec leurs hôtes humains depuis des millions d’années. Leurs contributions pour une bonne santé et le développement du système immunitaire de l’hôte dépendent d’un réseau complexe d’interrelations entre les souches bactériennes et entre les bactéries et leurs hôtes ; la rupture de cet équilibre est probablement la cause de l’apparition des symptômes de maladies.

Pour cette seule raison, les probiotiques ne devraient jamais faire l’objet de modifications génétiques et encore moins de modifications génétiques destinées à un usage direct sur les êtres humains.

Il y a d’autres raisons qui rendent les probiotiques génétiquement modifiés particulièrement dangereux. L’intestin humain est un environnement idéal pour le transfert génétique horizontal et pour les recombinaisons, qui constituent l’itinéraire principal pour créer des agents pathogènes dangereux.

De plus, les agents pathogènes créés à partir des bactéries probiotiques seront pré-adaptés pour envahir et coloniser l’intestin humain. Nous avons publié un article dans une revue scientifique afin d’y exprimer nos inquiétudes [1] ("GM probiotics should be banned", "Les probiotiques génétiquement modifiés doivent être interdits").

En dépit de notre avertissement, la première expérimentation clinique, faisant appel à des bactéries probiotiques en tant que vecteur pour la thérapie génique, vient d’avoir lieu [2].

Les défenseurs du programme ont alors écrit à la revue [3] pour critiquer notre publication [1], qualifiée de « sensationnelle » et de « manque de bon sens » ; ils insistent en outre pour définir les probiotiques de telle manière que les souches génétiquement modifiées ne soient pas exclues. Nous avons contesté leurs affirmations [4] (Reply to GM microbes for human health) particulièrement dans leur tentative de brouiller la distinction entre les bactéries probiotiques génétiquement modifiées, d’une part, et les bactéries probiotiques naturelles, ce qui est fallacieux et dangereux.

Examinons maintenant ici, de façon plus approfondie, la première expérimentation clinique avec des probiotiques génétiquement modifiés et les recherches qui ont abouti à cette mise en oeuvre.

Les applications de la thérapie génique à partir des probiotiques génétiquement modifiés font appel à une vieille astuce

Cette première thérapie génique, avec des probiotiques génétiquement modifiés, fait appel à une vieille astuce - la mort thymineless - qu’a été mise en évidence pour la première fois il y a 50 ans.

La mort de type "Thymineless" est une manifestation particulière de mort cellulaire qui se produit quand des cellules sont privées de thymine, une base nucléique de l’ADN. Elle survient dans tous les organismes vivants, des bactéries aux êtres humains, mais l’information la plus détaillée est fournie par l’étude des souches de bactéries mutantes qui n’ont pas la capacité de synthétiser la thymine, l’un module essentiel pour constituer l’ADN.
Donc, une fois qu’elles sont privées de thymine, les cellules accumulent les brins simples et doubles d’ADN. Les doubles brins d’ADN conduisent à la mort des cellules, à moins qu’il ne se produise une prompte réparation [5]. Le caractère "Thymineless", ou "thymine-moins" est censé activer un module génétique « suicidaire » qui conduit à la dégradation de l’ADN et à la mort [6].

Durant le manque ou la privation de thymine, les cellules perdent rapidement leur viabilité. Mais les lyses, ou produits de dégradation des cellules, sont néanmoins capables de transformation chez des cellules réceptives (au sens d’une modification génétique) [7], ce qui correspond à une sorte d’acte sexuel après la mort.

Des mutants bactériens de type "thymine-moins" ont été préparés pour une utilisation en tant que vecteurs dans la thérapie génique afin de délivrer des gènes humains à des patients. Afin de s’assurer que le vecteur bactérien ne retrouverait pas sa capacité de synthétiser de la thymine, le gène humain thérapeutique a été inséré dans le vecteur bactérien, de façon à perturber un gène impliqué dans la synthèse de thymine.

La perturbation du gène est réalisée en ajoutant de courts segments d’ADN, provenant des séquences du gène de la thymine, aux deux extrémités du gène d’origine humaine, afin de diriger le gène étranger vers le gène de la thymine, où une recombinaison homologue peut avoir lieu, dans le but d’insérer le gène humain dans le gène de thymine. Ceci permet au gène humain d’être exprimé dans la bactérie génétiquement modifiée, à la place du gène de la thymine ; par ailleurs, le gène perturbé de la thymine ne devrait pas faire l’objet d’une réversion trop facilement.
Comme les gènes humains ne sont pas facilement exprimés dans une bactérie - parce que différents codons d’ADN ont tendance à être employés pour les mêmes acides aminés (polarisation de codon) -, le gène de perturbation inséré est une approximation synthétique du gène humain, avec des codons ajustés de manière à être convenables pour la bactérie [8].

Un modèle expérimental à partir de souris, qui a été insuffisamment examiné et étudié

La colite des souris (une inflammation d’intestin) a été traitée en utilisant une souche de Lactococcus lactis génétiquement modifiée avec un gène de la souris codant pour l’interleukine-10 (une cytokine anti-inflammatoire) [9]. Dans cette l’étude, la maîtrise du gène d’interleukine n’a pas été discutée, à l’exception d’une mention superficielle. Des porcs ont été traités avec un gène synthétique de l’interleukine-10, dans une souche de Lactococcus lactis identifiée comme "thymine-moins".

Les deux cultures bactériennes préalablement mélangées, ainsi que les bactéries récupérées de l’iléum de porcs, ont été étudiées pour déterminer s’il y avait un transfert de gène capable de produire les bactéries "thymine-plus", à partir des souches de bactéries transgéniques "thymine-moins", qui avaient été utilisées pour traiter les porcs. Il n’y avait aucune preuve que des souches "thymine-plus" puissent apparaître à la suite d’une réversion et d’une perte du gène de l’interleukine.
Cependant, l’expérience n’avait pas été conçue pour détecter les diploïdes partiels qui hébergent un gène fonctionnel de la thymine sur un plasmide, et qui pourraient alors permettre à la bactérie portant le gène d’interleukine, de perturber le gène de la thymine sur son chromosome, afin d’échapper à la mort cellulaire.

Les échanges de plasmide entre une souche transgénique, d’une part, et une souche porteuse d’un plasmide, d’autre part, ont été étudiés [10], mais le plasmide n’a pas semblé porter le gène "thymine-plus", qui aurait complémenté le caractère "thymine-moins", pour produire un diploïde partiel positif pour la production simultanée de thymine et d’interleukine-10, ce qui rendrait ainsi possible la croissance dans un environnement manquant de thymine.

La phase 1 de l’expérimentation clinique n’a pas été poursuivie de façon adéquate

L’expérimentation humaine de la phase 1, utilisant le Lactococcus lactis exprimant le gène humain synthétique codant pour l’interleukine-10, inséré dans le gène de la thymine pour traiter 10 personnes atteintes de la maladie de Crohn a été effectuée en Hollande [2]. Une réduction d’activité de la maladie a été rapportée et les bactéries productrices de l’interleukine-10, récupérées dans les selles, se sont avérées dépendantes da la thymine pour leur croissance.

Mais comme tout microbiologiste le sait, la proportion de bactéries de l’intestin qui peuvent être cultivées est très faible, certainement inférieure à 10 pour cent et peu de tentatives ont été faites afin de récupérer des diploïdes partiels, ou pour examiner si les produits de lyse des bactéries transgéniques mortes, utilisées en thérapie génique, seraient capables de transformer d’autres bactéries de l’intestin. Néanmoins, les expérimentateurs ont conclu que la maîtrise des bactéries transgéniques était parfaite.

Le caractère "thymine-moins", est de plus en plus envisagé comme moyen de maîtriser, de confiner ou de ’contenir’ le transgène dans des bactéries génétiquement modifiées. Il a été également employé pour construire un vaccin atténué pour se prémunir du choléra. Un gène de thymine ayant subi une mutation in vitro a été cloné, copié avant d’être replacé dans l’agent du choléra Vibrio cholera,afin de produire une souche non proliférante et utilisable comme candidat pour la vaccination [11].

Une souche "thymine-moins" de Streptocoque thermophilus (une bactérie employée pour produire les yaourts et les fromages) a été construite comme vecteur pour fournir des transgènes pour la production de nourritures ; dans ce cas-là, le gène "thymine-moins" était un mutant spontané [12].

La maîtrise du transgène par des souches « suicidaires » modifiées "thymine-moins" dépend de deux hypothèses importantes, qui sont toutes deux invalides et inadmissibles.

La première hypothèse réside dans le fait que la réversion par mutation est peu probable dans la souche génétique perturbée, bien qu’il soit possible dans les souches portant une mutation conventionnelle de type "thymine-moins".

En cas de recombinaison, le transgène doit être affecté pour que la réversion se produise ; ainsi la bactérie, initialement transgénique, ne l’est plus. Cependant, la souche qui a été recombinée avec la bactérie transgénique et qui a reçu le transgène, peut ne pas être isolable par des techniques microbiologiques courantes de mise en culture au laboratoire.

Ceci pourrait avoir comme conséquence un faux négatif, suggérant que le transgène ne s’est pas échappé, tout particulièrement si le gène de l’interleukine est porté sur un plasmide dans une bactérie diploïde partielle.
Le caractère "thymine-moins" peut également être introduit dans la bactérie transgénique elle-même, sur un plasmide ou sur un bactériophage assurant la transduction ; cela peut avoir pour résultat la présence d’un diploïde partiel qui empêche de ce fait le suicide cellulaire.

Ces possibilités n’ont pas été considérées ou n’ont pas été discutées par ceux qui prônent l’utilisation du caractère "thymine-moins" pour le contrôle, la maîtrise et le confinement bactérien.

Il existe de nombreux plasmides de Lactococcus, dont un en particulier, un plasmide "thymine-plus", qui est employé comme marqueur pour la sélection, à la place d’un marqueur de résistance à un antibiotique [13.14].

Le bactériophage sk1 de Lactococcus lactis porte des plasmides de manière efficace et il les transfère dans les cellules [15]. Lactococcus contient de nombreux bactériophages lysogènes dont beaucoup peuvent également être capables de porter et de transférer des gènes dans des cellules.

La seconde hypothèse formulée ici, réside dans le fait que les cellules mortes ne sont pas concernées dans l’échange de matériel génétique, ou que l’ADN transgénique des cellules mortes ne fera pas l’objet d’un transfert génétique horizontal vers d’autres bactéries.

En fait, la lyse des bactéries transgéniques peut libérer l’ADN synthétique de l’interleukine-10 dans les intestins et dans les fèces, endroits où l’ADN peut transformer une grande gamme d‘espèces bactériennes. Par exemple, le Lactobacillus peut être transformé à une fréquence relativement élevée dans l’environnement normal [16].

Des bactéries commensales des aliments ont été impliquées dans le transfert horizontal de la résistance à un antibiotique et un tel transfert peut également disséminer le gène synthétique de l’interleukine-10. Des bactéries vivantes, agonisantes ou mortes peuvent toutes être à l’origine de transferts génétiques.

Des bactéries "thymine-moins" ont été proposées en tant que vecteurs bactériens pour la thérapie génique chez les êtres humains. Malheureusement, les expériences rapportées jusqu’à maintenant semblent avoir ignoré les voies nouvelles ainsi offertes pour la diffusion et la dissémination des transgènes des bactéries vers l’environnement normal et naturel, par l’intermédiaire des processus bien connus des transferts génétiques horizontaux et des recombinaisons.

Les partisans de ces pratiques décrivent maintenant la thérapie génique à l’aide de microorganismes comme des « traitements probiotiques » ; de plus, ils se servent réellement et effectivement pour cela des bactéries probiotiques génétiquement modifiées.

Les traitements à l’aide de probiotiques ont une longue et honorable histoire en médecine, en tant que moyen thérapeutique efficace et éthique, tandis que la thérapie génique, qui fait appel à des microorganismes, constitue une affaire extrêmement risquée, tout particulièrement quand elle emploie des bactéries probiotiques qui ont été modifiées génétiquement.

Nous réitérons ici notre appel pour une interdiction des bactéries probiotiques génétiquement modifiées.

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Définitions et informations complémentaires en français :

Bactériophage (abréviation : phage) : virus qui infecte les bactéries. Des formes modifiées sont utilisées comme vecteurs de clonage. Source ; www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm

Photo du bactériophage T4 (virus). La « tête » hexagonale contenant l’acide nucléique et les spicules servant à l’attachement sont visibles. Échelle=50 nm. Grosseur=57 Ko. NB : Cette image ne peut pas être utilisée à des fins autres que l’enseignement et ne peut être utilisée à des fins commerciales sans l’approbation du propriétaire. Source d’information : sci.agr.ca/crda/indust/microscope_f.htm

Choléra : c’est une toxi-infection entérique, épidémique et contagieuse qui est due à Vibrio cholerae, ou bacille virgule, découvert par Koch en 1883 ; elle est caractérisée par des diarrhées banales ou cataclysmiques. La forme majeure classique est fatale dans plus de la moitié des cas, en l’absence de traitement (de quelques heures à trois jours). La contamination est orale, d’origine fécale, par l’eau de boisson ou des aliments souillés. Le choléra a été la première maladie pestilentielle à faire l’objet, dès le XIXe siècle, d’une surveillance internationale.

Source d’information : fr.wikipedia.org/wiki/Choléra

Répartition géographique du choléra :
♦ endémique
♦ sporadique

Cytokine : du grec kutos, cellule, et kinéo, stimuler ; ce mot récent désigne des substances produites par des globules blancs, qui agissent comme messager ou médiateur sur d’autres cellules. Elles se rapprochent des hormones qui, elles, sont produites par des glandes endocrines individualisées et diffusent dans l’ensemble du corps. Elles interviennent dans l’infection, l’inflammation, l’immunité, la croissance des cellules. Les principales cytokines sont les facteurs de croissance, les interleukines et la cachectine qui commencent à être utilisés dans le traitement (immunothérapie) de certains cancers.
www.fnclcc.fr/fr/patients/dico/definition.php?id_definition=459

Les cytokines sont des substances solubles de communication moléculaire synthétisées par les cellules du système immunitaire ou par d’autres cellules et/ou tissus, agissant à distance sur d’autres cellules pour en réguler l’activité et la fonction. Le terme cytokine est peu connu du grand public alors qu’avec les hormones et les neuromédiateurs, ces molécules sont essentielles à la communication de nos cellules.

Leur action, par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques, peut être paracrine (cellules proches), endocrine (cellules ou tissus distants), juxtacrine (cellules en contact), ou autocrine (sur la cellule productrice). Il s’agit de protéines ou de glycoprotéines. Il apparaît aujourd’hui que les cytokines représentent un langage universel dans le dialogue mené entre les différentes cellules de l’organisme. Les cytokines ont une masse moléculaire moyenne de 8 à 30 kDa.

En quelques décennies, les cytokines ont connu une explosion d’intérêt dans les domaines de la recherche et de la médecine qui a abouti à une avalanche d’informations. Il a été mis en avant l’implication des cytokines dans les processus liés à l’embryogenèse, la reproduction (biologie), la gestation, l’hématopoïèse, la réponse immunitaire, l’inflammation. Mais les cytokines contribuent aussi à des situations pathologiques comme : auto-immunité, sepsis, cancer, maladies inflammatoires chroniques (entérocolites, maladie de Crohn, polyarthrite rhumatoïde, psoriasis, etc...), hépatites virales, l’infection par le VIH... Les cytokines peuvent être aussi des agents thérapeutiques (ex. G-CSF pour faciliter la reconstitution hématologique...) ou des cibles (ex. TNF dans maladie de Crohn, polyarthrite rhumatoïde...).

Les cytokines se distinguent des hormones par quatre principes fondamentaux.

1. Les sources : Les cytokines sont sécrétées par plusieurs types cellulaires. Les hormones quant à elles sont sécrétées par un seul type de cellule spécialisée et localisée.

2. Les cibles : Les cellules principalement ciblées par les cytokines sont nombreuses et incluent les cellules hématopoïétiques, alors que dans le cas des hormones, celles-ci sont plus spécifiques de leurs cellules cibles.

3. Les activités : Les cytokines ont un large spectre d’activité. Il existe même une forte redondance. Quant aux hormones, elles ont essentiellement une activité unique ou plus restreinte.

4. Les modes d’action : Les hormones ont un mode d’action endocrine (agissent à distance après avoir été véhiculées par le sang), alors que pour les cytokines il est multiple : paracrine, autocrine juxtacrine et endocrine. Source de ces informations : fr.wikipedia.org/wiki/Cytokine
Diploïdie partielle : schéma d’une bactérie diploïde partielle, comportant à la fois un chromosome bactérien (état haploïde) plus un fragment chromosomique porté par un plasmide. Information empruntée au site suivant : www.cgm.cnrs-gif.fr/gelatinosus/cours_astier_L2/11analyses_fonct2.pdf

Jacob et Monod avaient utilisé des diploïdes partiels dans leurs tests de complémentation. Pour une vision approfondie du sujet, se reporter au site suivant : www.fsj.ualberta.ca/biologie/BIOLE207/Notes_chap5.pdf
Faux négatif : classement qui correspond à des individus malades mais dont le test de détection d’une maladie est négatif. En statistique et en épidémiologie, la sensibilité d’un test ou d’un examen diagnostique est sa capacité de donner un résultat positif lorsque la maladie (ou la condition) est présente. Elle s’oppose à la spécificité, qui est la capacité d’un test ou d’un examen de donner un résultat négatif lorsque la maladie n’est pas présente.
Lorsqu’un nouveau test ou un nouvel examen est en développement, il est impératif de mesurer sa validité intrinsèque (sa sensibilité et sa spécificité). À l’aide d’un groupe d’individus dont on connaît déjà s’ils ont la maladie ou pas, on mesure la capacité du test ou de l’examen à prédire si la maladie est présente.

Tableau 1 (voir en pdf)

Le tableau 1 ci-dessus montre les résultats possibles, lors de la mesure de la validité intrinsèque d’un test. Dans ce tableau, on observe que :

a représente le nombre d’individus malades avec un test positif (les vrais positifs),

b représente le nombre d’individus non-malades avec un test positif (les faux positifs),

c représente le nombre d’individus malades avec un test négatif (les faux négatifs),

d représente le nombre d’individus non-malades avec un test négatif (les vrais négatifs).

La sensibilité, ou la probabilité que le test soit positif si la maladie est présente, se mesure chez les malades seulement. Elle est donnée par a / (a + c). Une mesure de la sensibilité s’accompagne toujours d’une mesure de la spécificité. Cette dernière se mesure chez les non-malades seulement. Ainsi, la spécificité, ou la probabilité d’obtenir un test négatif chez les non-malades, est donné par d / (d + b). Source d’information Wikipédia :

r.wikipedia.org/wiki/Sensibilité_(statistique)

Iléon : en anatomie du système digestif, l’iléon est la troisième partie (finale) de l’intestin grêle en amont du côlon et en aval du jéjunum. Il mesure environ 4 m chez les humains. Il s’attache au côlon par un carrefour appelé caecum. Source : fr.wikipedia.org/wiki/Iléon

Interleukines : Il s’agit de cytokines regroupées sous cette terminologie sans parenté biochimique ni de fonction, mais classée par commodité au gré des découvertes. Le terme créé en 1979, une époque où il n’existait de connue que deux interleukines (IL-1 et IL-2). Au début 2006 on est à 31 cytokines sous l’intitulé IL Source :

fr.wikipedia.org/wiki/Interleukine

L’interleukine 10 est un facteur co-régulateur de croissance des mastocytes. Il est produit par des lymphocytes-T et des lymphocytes-B et montre l’homologie étendue avec le gène BCRFI du virus Epstein-Barr.

Source : www.chu-rouen.fr/ssf/prod/interleukine10.html

Lyse - Lysogénique : bactéries ou bactériophages qui subissent la lysogénie, c’est à dire une condition où le génome d’un bactériophage (prophage) est maintenu à l’intérieur d’une bactérie hôte, soit comme partie du chromosome de l’hôte, soit comme partie d’un élément extrachromosomique, sans induire de lyse. La lyse est une destruction ou une altération des cellules, soit par des virus soit par un traitement chimique ou physique.

Selon le glossaire de la FAO consultable par :

www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm

Maladie de Crohn : une affection inflammatoire chronique pouvant toucher tout le tube digestif avec une prédilection pour l’iléon, le côlon et la région anale. Son diagnostic repose sur un ensemble des données cliniques, radiologiques, et/ou endoscopiques et histologiques. Elle peut s’accompagner de manifestations extra-intestinales (articulaires, cutanées, oculaires...) et parfois même de localisations extra-digestives.

Les principales manifestations cliniques observées au cours des poussées évolutives de la maladie dépendent du siège (grêle, côlon, autre segment digestif) et de l’étendue des lésions. Il s’agit surtout de la diarrhée avec ou sans syndrome dysentérique, des douleurs abdominales parfois de type subocclusif, des manifestations anopérinéales, de l’altération de l’état général avec ou sans fièvre, des manifestations extra-intestinales. Les poussées évolutives peuvent être émaillées de complications, dont certaines peuvent nécessiter une intervention chirurgicale :

occlusion, perforation, colectasie, abcès, fistule, manifestations hépato-biliaires. Plusieurs milliers de nouveaux cas sont recensés par an en France (probablement de l’ordre de 3.000 à 4.000). La maladie de Crohn reste une maladie rare. Elle concerne préférentiellement les adolescents et adultes jeunes.

On estime à 60.000 le nombre de patients touchés en France. Source :

fr.wikipedia.org/wiki/Maladie_de_Crohn

Modification ou manipulation ou transformation génétique ou transgénèse : ensemble de manipulations de laboratoire qui consistent à intégrer de l’ADN recombiné d’origine(s) diverse(s) dans du matériel vivant receveur pour donner naissance à un Organisme Génétiquement Modifié ou OGM.

OGM : Organismes Génétiquement Modifiés (on dit également transformés ou manipulés ou transgéniques ). Nom donné à un être vivant issu d’une cellule dans laquelle a été introduit un fragment d’ADN recombiné, étranger. L’individu OGM qui en résulte, possède dans toutes ses cellules l’ADN recombiné étranger introduit au départ et intégré dans son patrimoine génétique.

Plasmide : c’est une molécule d’ADN extra-chromosomique généralement circulaire et double-brin. Ils sont de petites tailles (de 750 à 6.10⁶ paires de bases) et capables de réplication autonome. Plusieurs plasmides différents peuvent co-exister dans une même cellule à la condition de leur compatibilité. Certains plasmides sont capables de s’intégrer aux chromosomes, On appelle ces plasmides des épisomes.

Les plasmides codent pour des fonctions qui ne sont en général par vitales pour le microorganisme, leur présence dans le hyaloplasme est maintenue par divers processus de sélections et conditions environnementales : On parle de Stabilisation des plasmides. Les plasmides sont surtout présents chez les bactéries avec 5 à 30 copies par cellule, mais se retrouvent aussi chez certaines cellules eucaryotes tel que les levures présents entre 50 et 100 exemplaires par cellule. Information extraite du site suivant : fr.wikipedia.org/wiki/Plasmide

Photo en microscopie électronique d’un plasmide (de J. Meyer, extrait du CD-rom génie génétique). Importé de : www.medecine.unige.ch/~linder/ecole/complexite.html

Probiotique : un ensemble de bactéries et de levures utiles à l’organisme, par opposition aux antibiotiques. Il s’agit d’une "bonne" bactérie que l’on retrouve notamment dans les flores intestinale et vaginale. Les plus connues sont les lactobacilles et les bifidobactéries qui permettent, en se multipliant dans l’intestin, de réduire par simple compétition la population bactérienne potentiellement pathogène. Ajoutés comme compléments à certains produits alimentaires, comme les yaourts par exemple, et qui aident à la digestion des fibres, les probiotiques stimulent le système immunitaire et préviennent ou traitent la diarrhée. Les probiotiques exercent un effet favorable dans diverses pathologies et notamment pour soigner les colopathies, les allergies, l’atopie et les mycoses. Informations tirées des sites suivants : www.inaf.ulaval.ca/fr/glossaire/index.asp?letter=m et fr.wikipedia.org/wiki/Probiotique
Recombinaison homologue : 1. Consiste en un échange de fragments d’ADN entre les deux chromatides non-sœurs du même chromosome au cours de la méiose. www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm
2. Illustration d’une recombinaison homologue entre un chromosome bactérien et un plasmide porteur d’un autre fragment chromosomique, chez un microorganisme diploïde partiel, empruntée au site suivant : www.cgm.cnrs-gif.fr/gelatinosus/cours_astier_L2/11analyses_fonct2.pdf

Réversion : c’est la restitution d’un gène mutant dans la condition du type sauvage ou, au moins, dans une forme qui donne le phénotype sauvage ; plus généralement l’apparence d’un caractère exprimé par un ancêtre lointain. Synonyme : mutation inverse ou réverse. On désigne par réversion vraie, une seconde mutation au même site d’un gène que la mutation initiale. La seconde mutation restaure la séquence de protéine de type sauvage. www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm
Système immunitaire : un ensemble de relations biologiques chez un organisme multicellulaire qui agit comme une défense contre les pathogènes, tels que les virus, les bactéries, les parasites, les cellules cancéreuses, et certains poisons. On dénombre plusieurs variantes de systèmes immunitaires parmi les espèces animales, et parfois un même organisme peut accueillir plusieurs systèmes immunitaires (le cerveau humain, par exemple, possède son propre système immunitaire, distinct de celui du reste du corps). De nombreuses espèces dont les mammifères utilisent la variante décrite ci-après.
Le système immunitaire est basé sur des cellules immunitaires appelées leucocytes (ou globules blancs) produites par des cellules souches, au sein de la moelle osseuse. Il existe deux types de mécanismes de défense : 1. Les mécanismes de défense non-spécifique ou innée ou naturelle, comme la protection de la peau et des muqueuses, l’acidité gastrique, les cellules phagocytaires ou les larmes. 2. Les mécanismes de défense spécifique, comme l’action dirigée des lymphocytes et la production d’anticorps spécifiques. Pour en savoir plus, se reporter au site Wikipédia suivant : fr.wikipedia.org/wiki/Système_immunitaire
Thérapie génique : une méthode thérapeutique, pour l’heure expérimentale, qui repose sur une idée simple : si un gène est responsable d’une maladie, il suffit de remplacer le gène défectueux par le gène intact pour guérir la maladie. La thérapie génique utilise des gènes comme médicaments pour traiter certaines maladies génétiques ou pour modifier un comportement cellulaire. Il s’agit de transférer des gènes dans les cellules des patients afin de produire des protéines thérapeutiques spécifiques nécessaires pour combattre ou corriger les maladies visées.

Aujourd’hui, quand on parle de thérapie génique, il s’agit de la thérapie génique somatique : des gènes sont introduits exclusivement dans des cellules somatiques, c’est à dire non sexuelles. Si l’expérience est portée sur des cellules sexuelles, il s’agit de thérapie génique germinale. Cette une technique qui n’est pas encore maîtrisée. Elle consisterait à appliquer la thérapie génique à un embryon au stade précoce ou aux cellules germinales d’un adulte (ovule ou spermatozoïdes). Le gène introduit serait alors transmis à toutes les cellules du futur individu modifiant son patrimoine génétique. Cette méthode pose des problèmes éthiques, notamment parce qu’elle touche au patrimoine héréditaire de l’homme. Source d’information : www.genethique.org/doss_theme/dossiers/therapie_genique/acc.therapie.htm

A l’origine, l’ utilisation de la thérapie génique visait surtout à corriger les maladies héréditaires monogéniques, telles que l’hémophilie ou les myopathies bien connues grâce au Téléthon, mais les espoirs suscités par cette nouvelle technique se sont vite répandus aux maladies acquises, telles les cancers ou la maladie de Parkinson. L’essentiel des recherches actuelles portent sur l’élaboration de vecteurs efficaces et sûrs.

La méthode consiste à insérer des gènes dans des cellules et des tissus d’un individu pour traiter une maladie, en particulier les maladies héréditaires. La thérapie génique vise particulièrement à complémenter un allèle mutant défectif par un allèle fonctionnel. Bien que cette technologie en soit encore à ses premiers balbutiements, elle a déjà été utilisée avec un certain succès. Dans les années 1980, les progrès de la biologie moléculaire avaient déjà permis de séquencer et de cloner les gènes humains. Les scientifiques à la recherche d’une méthode pour produire facilement des protéines, telle que la protéine déficiente chez les diabétiques - l’insuline, essayèrent d’introduire des gènes humains dans l’ADN de bactéries.

Les bactéries modifiées produisent alors la protéine correspondante, qui peut ensuite être récoltée et injectée aux personnes qui ne peuvent la produire naturellement. Les chercheurs sont ensuite passés à l’étape suivante qui consiste à essayer d’introduire des gènes directement dans les cellules humaines, en commençant par les maladies causées par une unique gène déficient, telles que la mucoviscidose, l’hémophilie, la myopathie de Duchenne et la drépanocytose. Cependant, la tâche s’est avérée beaucoup plus ardue que de modifier de simples bactéries, essentiellement à cause des problèmes liés à la manipulation de grandes zones d’ADN et à l’introduction du gène à la bonne place dans le génome.

Thérapie génique somatique  : toute approche thérapeutique reposant sur la modification, momentanée ou durable, du pool d’information génétique d’un individu est une approche de thérapie génique. La thérapie génique n’est aujourd’hui envisagée que somatique dans le sens ou les techniques de modification du patrimoine génétique visent à modifier uniquement les cellules qui ne participent pas à la reproduction sexuée : les spermatozoïdes et ovules, et les cellules souches qui les génèrent, ne doivent pas être modifiées génétiquement par le transfert du gène-médicament.

– La thérapie génique somatique in vivo : les vecteurs, virus modifiés génétiquement ou morceaux d’ADN chargés de transférer le gène thérapeutique, sont injectés directement dans l’organisme, et modifient le patrimoine génétique des cellules du patient à l’intérieur de l’organisme.

– La thérapie génique somatique ex vivo : des cellules extraites de l’organisme d’un patient sont modifiées en laboratoire. Pour corriger le gène pathologique, le matériel génétique est transféré sous forme d’ADN ou d’ARN, soit directement, soit via un vecteur qui peut être un virus amélioré, ou des molécules lipidiques. Les processus employés pour transférer le matériel génétique sont multiples et peuvent faire intervenir des moyens physiques ou chimiques. La qualité de l’insertion est ensuite contrôlée, ainsi que sa stabilité. Les cellules modifiés génétiquement sont ensuite réinjectées au patient.

Thérapie génique germinale : Bien que déjà fonctionnelle dans le cadre de l’expérimentation animale, la modification génétique des cellules germinales impliquées dans la reproduction sexuée n’est actuellement pas envisagée dans la mesure où l’impact des modifications génétique affecte la descendance du patient, posant alors des problèmes éthiques non résolus par la société.

Est qualifié de vecteur tout système permettant le transfert de gènes choisis dans une cellule d’un organisme. Pour en savoir plus sur les vecteurs, l’expression du gène thérapeutique et les échecs rencontrés, se reporter au site Wikipédia : fr.wikipedia.org/wiki/Thérapie_génique
Pour approfondir le sujet de la thérapie génique, on peut également se reporter eu site suivant très documenté : www.inapg.inra.fr/ens_rech/bio/biotech/textes/presenta/thegenpres.htm

Thymine : une base azotée (base pyrimidique). On la trouve sous forme de nucléotide : dans l’ADN c’est la désoxythymidine monophosphate, et dans l’ARN la thymidine monophosphate. La thymine s’apparie avec l’adénine dans l’ADN (elle n’existe pas dans l’ARN où elle est remplacée par l’uracile). Source : fr.wikipedia.org/wiki/Thymine

Transduction :

1. En génétique, c’est le transfert, au moyen d’un vecteur viral d’une séquence d’ADN, d’une cellule à une autre. Voir ci-dessous à Transfert génétique horizontal.

2. Le terme est également compris comme un signal : tout processus qui aide à produire des réponses biologiques aux évènements dans l’environnement (ex. transduction des hormones en évènements cellulaires, par leurs récepteurs). La transduction du signal correspond à des événements biochimiques qui conduisent le signal d’une hormone ou d’un facteur de croissance de l’extérieur de la cellule vers le cytoplasme à travers la membrane cellulaire. Ceci implique un certain nombre de molécules, y compris les récepteurs, les ligands et les messagers.

www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm

Transfert génétique horizontal : mécanisme qui correspond à des échanges de matériel génétique d’une espèce à une autre, sans passer par la reproduction sexuée que l’on désigne comme un transfert génétique vertical. Ce sont ces mécanismes qui sont à l’origine d’une grande partie de la diversité génétique des microorganismes. Il existe trois mécanismes : La transformation, la conjugaison et la transduction.

La transformation est le mécanisme le plus simple. Dans le milieu extérieur d’un organisme se trouve de l’ADN libre qui résulte par exemple de la mort d’un organisme vivant. Cet ADN libre peut être intégré à l’intérieur d’une cellule particulière, puis intégré au génome de cet organisme. Il y a donc un transfert horizontal entre deux espèces qui peuvent être tout à fait différentes et éloignées biologiquement.

Le second mécanisme est celui de la conjugaison, ou sexualité bactérienne, dans laquelle les microorganismes ont mis au point un système leur permettant de s’échanger du matériel génétique, en particulier des plasmides. Le processus est le suivant : deux cellules entrent en contact et s’échangent toute une partie de leur matériel génétique. Ce mécanisme est particulièrement important à l’intérieur d’une même espèce, mais le phénomène de conjugaison peut également avoir lieu entre des organismes qui ne font pas partie de la même espèce. [Schéma de la conjugaison bactérienne emprunté sur le site suivant : www.microbes-edu.org/etudiant/gene2.html

Le dernier mécanisme est le mécanisme de transduction, où l’ADN est transféré d’une espèce à une autre via des virus ou des phages. Certains types de virus sont des organismes capables d’intégrer leurs matériels génétiques dans l’hôte et s’inspirent du génome de l’hôte pour donner naissance à de nouvelles particules virales. Ils peuvent amener par erreur une partie du matériel génétique de l’hôte et comme ces organismes n’ont pas une spécificité d’hôte très importante, ils sont capables de passer d’une espèce à une autre et donc de transférer du matériel génétique par erreur d’une espèce à une autre. Le virus ne peut pas dans ce cas infecter l’hôte, car il n’a plus tout son matériel génétique. Ce transfert horizontal est bénéfique pour l’hôte, car il n’est pas victime du bactériophage.
Ces mécanismes sont très fréquents chez les procaryotes et génèrent l’échange de beaucoup de matériel génétique. Néanmoins, ce matériel génétique n’est pas forcément conservé par l’organisme suite à un transfert horizontal.

Il faut que le matériel génétique, le gène ou le complexe de gènes transférés horizontalement soit avantageux à l’organisme. Dans la plupart des cas, suite à un transfert horizontal de matériel génétique d’une espèce à l’autre, l’ADN correspondant ne va pas procurer d’avantage sélectif. Par conséquent, sans une nouvelle fonction ou une résistance aux antibiotiques, l’ADN va être très fermé parce qu’il y aura des délétions qui vont s’y produire.

Suite à cela, le transfert horizontal n’aboutira pas sur quelque chose dans la plupart des cas. Dans d’autres cas plutôt rares, il y aura acquisition grâce à un gène transféré horizontalement d’une nouvelle fonction ou d’une résistance aux antibiotiques. Dans ces cas-là, le gène transféré est conservé dans la population parce qu’il y a un avantage sélectif. Pour plus de détails, et notamment pour consulter des schémas explicatifs très bien faits, on peut se référer au site suivant, source de ces informations : pages.infinit.net/p1nchtr3/mecanismes.htm
Pour un approfondissement des ces mécanismes de transferts génétiques par transformation, par conjugaison et par transduction, on peut utilement se reporter au cours de génétique bactérienne, richement illustré, du Professeur A. PHILIPPON (Faculté de Médecine COCHIN-PORT-ROYAL, Université PARIS V, accessible sur le site suivant : www.microbes-edu.org/etudiant/gene2.html

Les risques de pollution génétique par transferts génétiques horizontaux, à partir des plantes génétiquement modifiées, ont été présentés par Christian Vélot, Maître de Conférences en Génétique Moléculaire à l’Université Paris-Sud. La culture de plantes génétiquement modifiées (PGM) en plein champ pose évidemment le problème majeur des risques de dissémination.

On peut lire cette contribution sur le site suivant :

altercampagne.free.fr/pages/Transferts%20horizontaux.pdf

Par ailleurs, le CRII-GEN a résumé en octobre 2005 un article, reproduit ci-après, de Jean-Michel Panoff et Céline Chuiton [source originale : Horizontal Gene Transfer : A Universal Phenomenon. Human and Ecological Risk Assessment (2004) 10:939-943] qui considèrent le transfert génétique horizontal comme un phénomène universel. « Selon la littérature scientifique, il est raisonnable de considérer que le transfert latéral des gènes est un mécanisme habituel d’adaptation des organismes biologiques aux stress environnementaux.

Par ailleurs, des bactéries à la culture de cellules humaines, en passant par les champignons et les plantes, une grande diversité de transferts génétiques horizontaux - naturels ou artificiels, expérimentaux ou déduits des analyses de séquences génétiques - a été décrite. Par conséquent, la biodiversité non caractérisée - particulièrement en microbiologie - associée à l’universalité du phénomène de transfert génétique horizontal, conduit à considérer que la dissémination d’ADN à partir des OGM dans les environnements biologiques, y compris dans l’alimentation et le sol, est clairement incontrôlée et prévisible. » Extrait du site suivant : www.crii-gen.org/m_fs_dg.htm

Enfin, il avait été mentionné dès 2003, dans le rapport de l’ISP = Independant Science Panel, ou Jury pour une Science Indépendante, intitulé « The Case for a GM-free Sustainable World » ou « Plaidoyer pour un Monde soutenable sans modification génétique », que le promoteur CaMV 35S, qui est présent dans la majorité des PGM qui étaient commercialisées et cultivées à cette date, pouvaient augmenter le transfert génétique horizontal. Certaines conclusions tendent à prouver que les constructions génétiques qui ont utilisé le promoteur CaMV 35S pourraient être plus instables et favoriseraient les transferts horizontaux de gènes et les recombinaison, avec toutes les incertitudes que cela entraîne : mutations de gènes à cause de l’insertion aléatoire, cancer, réactivation de virus dormants et création de nouveaux virus. Ce promoteur est présent dans la majorité des PGM qui sont cultivés commercialement aujourd’hui. Le rapport cité ici est accessible notamment en français et en anglais sur ce site Internet de l’ISP : www.indsp.org/

Transformation : Trois sens sont possibles.

1. Transformation génétique : prélèvement et intégration d’ADN dans une cellule, dans laquelle l’ADN introduit est destiné à modifier le phénotype de l’organisme receveur d’une manière prévisible. Ensemble de techniques qui sont à la base de la transgénèse végétale. Pour en savoir plus sur ces techniques, se référer au cours du Professeur Francine CASSE et du Dr Jean-Christophe BREITLER sur le site suivant :
www.univ-montp1.fr/biotech/Transgenese/transgenese_vegetale.htm

2. Transformation bactérienne : modification héréditaire des propriétés d’une bactérie par un DNA extérieur. Ce phénomène existe naturellement chez certaines bactéries. Il existe un processus analogue, nommé transfection, utilisé dans les technologies de transfert de gènes. Voir aussi à Transfert génétique horizontal, ci-dessus. Source : www.chu-rouen.fr/ssf/tech/transformationbacterienne.html

3. Conversion, par des moyens différents, d’une culture de cellules animales à croissance cellulaire contrôlée en une autre à croissance non-contrôlée, typiquement suite à une infection par un virus de tumeur ou une transfection avec un oncogène. www.fao.org/docrep/004/y2775f/y2775f08.htm

Transgène  : c’est une suite ou une équence de bases nucléiques, isolées d’un ou de plusieurs gènes, qui est construite par assemblage moléculaire et utilisée en vue de son intégration dans une cellule dans le but de modifier ou de transformer génétiquement celle-ci. Le but est de régénérer ensuite un individu fonctionnel ou OGM = Organisme Génétiquement Modifié. Un transgène peut être conçu et réalisé à partir d’une ou de plusieurs espèces différentes.

Traduction, définitions et compléments en français :

Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.

Adresse : 19 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard@wanadoo.fr

Fichier : OGM GM Probiotic Bacteria in Gene Therapy ISIS French.3