La xénotransplantation, qui consiste à greffer des organes ou des tissus d'animaux génétiquement modifiés sur des humains, suscite un intérêt croissant en raison de la pénurie d'organes humains disponibles pour la transplantation. Cette approche innovante utilise des techniques génomiques pour modifier génétiquement les animaux donneurs, principalement des porcs, afin de réduire le risque de rejet par le système immunitaire humain. L'autorisation récente par la Food and Drug Administration (FDA) américaine des essais cliniques pour les greffes de rein de porcs génétiquement modifiés chez les patients atteints d'insuffisance rénale en phase terminale marque une étape importante dans ce domaine. Cet article explore les aspects scientifiques, techniques et éthiques de la greffe d'embryons de porc dans la recherche, en mettant en lumière les défis et les perspectives d'avenir.
Modifications Génétiques des Porcs pour la Xénotransplantation
Les primates ont longtemps été considérés comme les donneurs les plus appropriés pour les xénogreffes en raison de leur similitude immunologique avec les humains. Cependant, les porcs sont devenus le choix préféré pour plusieurs raisons pratiques. Tout d'abord, les porcs ont une taille d'organe similaire à celle des humains, ils se développent rapidement et ont des portées importantes. De plus, les valves cardiaques de porc sont déjà utilisées chez les humains, et leur peau est parfois greffée sur des patients brûlés.
Néanmoins, l'homme n'est pas un cochon, et des modifications génétiques sont nécessaires pour que la xénogreffe ait des chances de succès. Ces modifications comprennent :
- Suppression de gènes porcins spécifiques : Ces gènes sont reconnus par les anticorps naturellement présents chez l'homme, ce qui entraînerait un rejet de la greffe.
- Insertion de transgènes humains : Ces gènes facilitent l'acceptation du greffon par le système immunitaire humain.
- Inactivation du gène du récepteur des hormones de croissance : Cela empêche l'organe de croître trop rapidement chez l'animal.
Ces modifications génétiques peuvent être réalisées par transgénèse ou mutagénèse à l'aide d'enzymes telles que CRISPR-Cas. Il est également essentiel de s'assurer que le porc est exempt d'agents pathogènes spécifiques pour prévenir la transmission virale entre espèces.
Le Processus de Clonage Nucléaire à Cellule Somatique
Toutes ces modifications sont apportées in vitro à une seule cellule de porc femelle obtenue de façon particulière. Sur une femelle adulte, on extrait une cellule somatique très peu différentiée, et on en retire le noyau. Ce dernier sera introduit dans un ovule énucléé, prélevé sur une autre truie. Les manipulations génétiques sont réalisées sur la cellule ainsi obtenue. Cette cellule GM se divise plusieurs fois. Les cellules obtenues, qui partagent le même patrimoine génétique, sont séparées et chacune donne un embryon GM. Ces embryons seront implantés dans une troisième truie, qui sera la mère porteuse. Celle-ci donnera naissance à des porcelets porteurs des modifications génétiques. Cette technique est nommée « clonage nucléaire à cellule somatique ».
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Défis et Perspectives de la Création d'Organes Humains dans des Chimères Animales
Afin de pallier la pénurie de don d’organes, des scientifiques ont proposé de développer des organes humains dans des chimères animales. Dans cette approche, la partie de l'ADN permettant à un organe spécifique de se former est retirée de l'embryon animal et remplacée par des cellules souches humaines. L'organe se développe alors avec des cellules humaines. L'embryon est ensuite implanté dans une truie jusqu'à l'interruption de la gestation.
Cependant, cette technique soulève plusieurs questions éthiques. L'implantation de cellules souches humaines dans l'embryon porcin nécessite la destruction d'embryons humains. Il existe également un risque, bien que minime, de transmission de virus animaux au receveur. Une des craintes majeures est de voir se développer dans le cerveau de l'animal des cellules humaines qui changeraient son comportement.
Considérations Éthiques et Bien-Être Animal
Depuis environ 20 ans, le débat médico-technique domine celui sur l'éthique humaine et, plus encore, celui sur l'éthique animale dans le domaine de la xénotransplantation. En Suisse, le Comité fédéral d'éthique de la biotechnologie non humaine met en avant l'absence totale de réflexion sur l'éthique animale. Le rapport d'expertise helvète souligne que certaines modifications pourraient avoir des effets secondaires négatifs sur la santé et le bien-être des animaux génétiquement modifiés.
La technique de clonage nucléaire utilisée pour donner naissance à ces animaux n'est pas non plus sans conséquences sur leur santé et leur bien-être. Le rapport suisse indique que le taux de natalité vivante chez les porcs reste faible.
Dans la réglementation suisse, le concept de « dignité animale » est défini comme « la valeur inhérente de l'animal » qui doit être respectée. Cette valeur inhérente fait référence « à l'affirmation selon laquelle nous devrions nous comporter moralement à l'égard des animaux pour leur propre bien.
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Dans le cas présent, les conditions d'élevage tiennent compte de dispositifs permettant d'éviter toute contamination des porcs par des micro-organismes pathogènes qui pourraient se transmettre aux organes à greffer. Ainsi, la naissance des porcelets se fait par césarienne pour éviter tout contact entre les porcelets et la truie et le lait de truie, les porcelets sont élevés dans des îlots stérilisés, nourris avec un aliment stérilisé. Le rapport helvète est explicite : « Il est douteux que [ces] conditions satisfassent les comportements naturels et les besoins des porcs, dont le large répertoire comportemental et les capacités cognitives et émotionnelles complexes sont comparables à ceux des chiens et des chimpanzés ».
La Balance entre Intérêt Humain et Éthique Animale
L'intérêt humain et l'éthique animale sont donc mis en balance. Il en est de même pour la Grande chambre des recours de l'Office européen des brevets (OEB) dans le cas des chimères Animal-Homme. Le rapport helvète poursuit en expliquant qu' « alors que la xénotransplantation affecte des intérêts humains importants tels que la qualité de vie et la santé, il est difficile de déterminer pendant combien de temps les xénogreffes fonctionneront dans le corps humain. Les données sur la qualité de vie des receveurs de xénotransplantations ne sont pas encore disponibles.
Le même rapport ajoute que « les animaux sont considérés comme une ressource économique et scientifique, dans le cadre de laquelle ils sont systématiquement institutionnalisés, lésés et tués. Cela pose un grave problème moral. Dans le cas des xénogreffes, les préoccupations concernant l'éthique animale sont donc bel et bien fondées et ouvrent un champ de réflexions philosophiques encore plus vaste : alors que nous instrumentalisons tout le vivant (plantes, animaux, micro-organismes), vers quel avenir anthropologique allons-nous ?
L'Autorisation au Japon de la Création d'Embryons Hybrides Humains-Animaux
Le Japon a autorisé la création d'embryons hybrides humains-animaux, destinés à devenir une nouvelle source d'organes à transplanter chez l'humain. L'ambition d'Hiromitsu Nakauchi est de cultiver des embryons de souris et de rat jusqu'à 14,5 jours, moment où les organes sont quasi-complètement formés. Puis de transposer l'expérience sur des animaux plus grands, comme le mouton, ou le porc - dont le génome présente de grandes similitudes avec celui de l'homme - et de faire se développer chez eux des embryons hybrides durant 70 jours.
Bien que les expérimentations avec des rats et des souris aient été couronnées de succès, les essais d'injection de cellules souches pluripotentes humaines dans des embryons de porc n'ont jusque-là pas été concluants. Des chercheurs californiens ont ainsi créé un embryon chimère porc-humain en 2017. Leur travail a démontré que le taux de colonisation par les cellules souches humaines dans l'embryon porcin était effectivement très faible.
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Préoccupations Éthiques Liées à la Création d'Êtres Hybrides
La plus grande crainte des bioéthiciens est que les cellules humaines implantées dans les embryons animaux se propagent de manière arbitraire dans l'organisme de ces derniers, jusqu'à leur cerveau, dont elles affecteraient le fonctionnement. Il est crucial d'éviter que le cerveau de l'animal ne soit humanisé et qu'on ne se retrouve pas avec un porc qui aurait un cerveau en grande partie d'origine humaine.
Il faut modifier génétiquement les cellules souches pluripotentes humaines de façon qu'elles aient la capacité à faire du pancréas, mais qu'on les empêche de se différencier et de participer à la formation du cerveau. Dans ces conditions, le fœtus ou le porc nouveau-né aurait uniquement un pancréas humain.
Lignes Rouges Bioéthiques à Ne Pas Franchir
Plusieurs lignes rouges bioéthiques doivent être respectées :
- Il est interdit d'une colonisation de la lignée germinale du porc par des cellules humaines. On ne veut pas que les organes génitaux du porc se mettent à produire des gamètes mâles ou femelles humains.
- L'animal qui va résulter de ces expérimentations doit continuer à avoir une apparence animale. On ne veut pas que le porc ait une apparence humaine, qu'il y ait le moindre changement dans sa morphologie qui pourrait laisser penser qu'il se met à ressembler à un humain.
Bien-Être Animal et Considérations Éthiques
Utiliser des animaux pour cultiver des cellules est toujours problématique, d'un point de vue éthique. Il est essentiel que ces expériences soient menées dans des conditions respectant autant que possible le bien-être animal.
La question sociétale est de savoir ce qu'on favorise entre l'éthique animale, et la bioéthique humaine, la pénurie d'organes. C'est une discussion qui doit être menée à l'échelle de la société.
Transplantation d'un Cœur de Porc Génétiquement Modifié à un Homme
Aux Etats-Unis, des chirurgiens ont transplanté le cœur d’un porc génétiquement modifié à un homme. David Bennett, âgé de 57 ans, a été opéré vendredi dernier. Il « avait été déclaré inéligible à recevoir une greffe humaine ». Le porc dont on a prélevé le cœur a subi 10 modifications génétiques. Quatre gènes ont été supprimés, ou désactivés, dont un qui code pour une molécule provoquant une importante réaction de rejet chez l’homme. Un gène de croissance a également été inactivé pour empêcher le cœur du porc de continuer à se développer après son implantation. Enfin, six gènes humains ont été insérés dans le génome du porc donneur. Des modifications « destinées à rendre les organes porcins plus tolérables pour le système immunitaire humain ».
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