Des chimères homme-animal sont en gestation dans des fermes de recherche américaines

Bravant une interdiction de financement mise en place par la principale agence de santé américaine, certains centres de recherche américains vont de l'avant avec des tentatives de croissance de tissus humains à l'intérieur de porcs et de moutons dans le but de créer des cœurs, des foies ou d'autres organes nécessaires aux greffes.

L'effort d'incubation d'organes chez les animaux de ferme est chargé d'éthique car il implique l'ajout de cellules humaines à des embryons d'animaux d'une manière qui pourrait brouiller la frontière entre les espèces.

En septembre dernier, dans un revirement de politique antérieure, les National Institutes of Health annoncé il ne soutiendrait pas les études impliquant de telles chimères homme-animal tant qu'il n'aurait pas examiné de plus près les implications scientifiques et sociales.

Hiromitsu Nakauchi

L'agence, dans un communiqué, a déclaré qu'elle s'inquiétait de la possibilité que l'état cognitif des animaux puisse être altéré s'ils se retrouvaient avec des cellules cérébrales humaines.

L'action du NIH a été déclenchée après avoir appris que des scientifiques avaient commencé de telles expériences avec le soutien d'autres sources de financement, y compris de l'agence des cellules souches de l'État de Californie. Les mélanges humains-animaux sont créés en injectant des cellules souches humaines dans des embryons d'animaux âgés de quelques jours, puis en les gestant dans du bétail femelle.

Sur la base d'entretiens avec trois équipes, deux en Californie et une au Minnesota, AVEC Examen de la technologie estime qu'environ 20 grossesses de chimères porc-humain ou mouton-humain ont été établies au cours des 12 derniers mois aux États-Unis, bien qu'à ce jour aucun article scientifique décrivant le travail n'ait été publié et qu'aucun des animaux n'ait été mené à terme.

L'étendue de la recherche a été révélée en partie au cours présentations faite sur le campus du Maryland du NIH en novembre à la demande de l'agence. Un chercheur, Juan Carlos Izpisua Belmonte de l'Institut Salk, a montré des données non publiées sur plus d'une douzaine d'embryons de porc contenant des cellules humaines. Un autre, de l'Université du Minnesota, a fourni des photographies d'un fœtus de porc âgé de 62 jours dans lequel l'ajout de cellules humaines semblait avoir inversé une anomalie oculaire congénitale.

Les expériences s'appuient sur une fusion de technologies de pointe, y compris des percées récentes dans la biologie des cellules souches et les techniques d'édition de gènes. En modifiant les gènes, les scientifiques peuvent désormais facilement changer l'ADN des embryons de porc ou de mouton afin qu'ils soient génétiquement incapables de former un tissu spécifique. Ensuite, en ajoutant des cellules souches d'une personne, ils espèrent que les cellules humaines prendront en charge la formation de l'organe manquant, qui pourrait ensuite être prélevé sur l'animal pour être utilisé dans une opération de transplantation.

On peut faire un animal sans cœur. Nous avons conçu des porcs dépourvus de muscles squelettiques et de vaisseaux sanguins, explique Daniel Garry, un cardiologue qui dirige un projet chimère à l'Université du Minnesota. Bien que ces porcs ne soient pas viables, ils peuvent se développer correctement si quelques cellules sont ajoutées à partir d'un embryon de porc normal. Garry dit qu'il a déjà fusionné deux cochons de cette manière et a récemment remporté une subvention de 1,4 million de dollars de l'armée américaine, qui finance des recherches biomédicales, pour essayer de faire pousser des cœurs humains chez les porcs.

Le spectre d'une souris intelligente coincée quelque part dans un laboratoire en criant 'Je veux sortir' serait très troublant pour les gens.

Parce que les chimères pourraient fournir un nouvel approvisionnement en organes pour les patients dans le besoin et également conduire à des découvertes fondamentales, des chercheurs, dont Garry, affirment qu'ils ont l'intention d'aller de l'avant malgré la position des NIH. En novembre, il était l'un des 11 auteurs qui ont publié une lettre critiquant l'agence pour avoir créé une menace au progrès qui jette une ombre de négativité sur leur travail.

L'inquiétude est que les animaux pourraient s'avérer un peu trop humains pour le confort, par exemple se retrouver avec des cellules reproductrices humaines, des touffes de cheveux humains ou simplement une intelligence supérieure. Nous ne sommes pas près de l'île du Dr Moreau, mais la science évolue rapidement, a déclaré l'éthicien du NIH David Resnik lors de la réunion de novembre de l'agence. Le spectre d'une souris intelligente coincée quelque part dans un laboratoire en criant 'Je veux sortir' serait très troublant pour les gens.

Les chances qu'un animal acquière une conscience humaine sont probablement minces ; leurs cerveaux sont tout simplement trop différents et beaucoup plus petits. Même ainsi, par précaution, les chercheurs travaillant avec des chimères d'animaux de ferme n'en ont pas encore permis la naissance, mais collectent plutôt des fœtus afin de recueillir des informations préliminaires sur l'importance de la contribution des cellules humaines au corps des animaux.

L'injection de cellules d'une espèce dans l'embryon d'une autre crée des mélanges appelés chimères. De gauche à droite : une souris ordinaire, une souris en partie rat, un rat en partie souris, un rat blanc.

Hiromitsu Nakauchi, biologiste des cellules souches à l'Université de Stanford, a commencé cette année à essayer de fabriquer des chimères homme-mouton. Il dit que jusqu'à présent, la contribution des cellules humaines au corps des animaux semble être relativement faible. Si l'étendue des cellules humaines est de 0,5%, il est très peu probable d'avoir des cochons pensants ou des moutons debout, dit-il. Mais si c'est important, comme 40%, alors nous devrons faire quelque chose à ce sujet.

D'autres types de chimères homme-animal sont déjà largement utilisées dans la recherche scientifique, notamment des souris humanisées dotées d'un système immunitaire humain. Ces animaux sont créés en ajoutant des morceaux de foie et de thymus d'un fœtus humain (prélevés après un avortement) à une souris après sa naissance.

La nouvelle ligne de recherche va plus loin car elle consiste à placer des cellules humaines dans un embryon animal au stade le plus précoce, lorsqu'il s'agit d'une sphère d'une douzaine de cellules seulement dans une boîte de laboratoire. Ce processus, appelé complémentation embryonnaire, est important car les cellules humaines peuvent se multiplier, se spécialiser et potentiellement contribuer à n'importe quelle partie du corps de l'animal au cours de son développement.

En 2010, alors qu'il travaillait au Japon, Nakauchi a utilisé la méthode de complémentation embryonnaire pour montrer qu'il pouvait générer des souris avec un pancréas entièrement constitué de cellules de rat. Si cela fonctionne comme chez les rongeurs, dit-il, nous devrions pouvoir avoir un porc avec un organe humain.

Et si l'embryon qui se développe était majoritairement humain ? C'est quelque chose auquel nous ne nous attendions pas, mais personne n'a fait cette expérience, nous ne pouvons donc pas l'exclure.

Bien que Nakauchi était un scientifique vedette, les régulateurs japonais ont mis du temps à approuver son idée de chimères – un homme cochon comme le disent les critiques – et en 2013, Nakauchi a décidé de déménager aux États-Unis, où aucune loi fédérale ne restreint la création de chimères. Stanford a pu le recruter grâce à une subvention de 6 millions de dollars du California Institute of Regenerative Medicine, une agence d'État créée il y a dix ans pour contourner l'ingérence politique de Washington.

Bien que l'interdiction de financement des NIH n'affecte pas Nakauchi, elle a mis les chercheurs sous pression pour qu'ils expliquent le but de leur travail. Je veux vous montrer des chimères, a déclaré Nakauchi lorsque j'ai visité son laboratoire à Stanford le mois dernier. Il ouvrit la porte d'une petite pièce contenant des incubateurs où sont entreposés les embryons chimériques. Parce qu'un embryon précoce est presque invisible à l'œil humain, la salle abrite des microscopes spéciaux équipés de micro-aiguilles utilisées pour y injecter les cellules humaines.

Le type de cellules humaines ajoutées sont appelées cellules iPS, fabriquées à partir de peau ou de sang chimiquement reprogrammées en cellules souches plus polyvalentes à l'aide d'une formule lauréate du prix Nobel développée par l'un des collègues japonais de Nakauchi. Nakauchi dit que pour des raisons de commodité, la plupart des cellules iPS que son équipe a placées dans des embryons d'animaux sont fabriquées à partir de son propre sang, car le recrutement de volontaires implique trop de paperasse.

Nous avons besoin d'un consentement spécial si nous injectons à des animaux, dit-il timidement. J'essaie donc d'utiliser le mien.

Un cochon à l'unité porcine de l'Université de Californie à Davis. Les scientifiques espèrent faire pousser des organes humains chez ces animaux.

Le mot chimère vient de la créature du mythe grec, mi-lion, mi-bouc et mi-serpent. Nakauchi dit que la plupart des gens imaginent d'abord que ses chimères sont aussi des monstres. Mais il dit que les attitudes changent s'il peut expliquer sa proposition. L'une des raisons est que si ses cellules iPS se développent à l'intérieur d'un animal, le tissu résultant sera en fait le sien, une sorte de pièce de rechange parfaitement adaptée. Les personnes désespérément malades sur les listes d'attente d'organes pourraient un jour commander une chimère et attendre moins d'un an pour que leur propre orgue personnalisé soit prêt. Je ne vois vraiment pas beaucoup de risques pour la société, dit-il.

Avant que cela ne se produise, les scientifiques devront prouver que les cellules humaines peuvent réellement se multiplier et contribuer efficacement au corps des animaux de ferme. Cela pourrait être difficile car, contrairement aux rats et aux souris, qui sont assez proches génétiquement, les humains et les porcs ont partagé un ancêtre pour la dernière fois il y a près de 90 millions d'années.

Pour le savoir, des chercheurs ont décidé en 2014 de commencer à féconder des animaux de ferme avec des embryons humains-animaux, explique Pablo Ross, vétérinaire et biologiste du développement à l'Université de Californie à Davis, où certains des animaux sont hébergés. Ross dit qu'à Davis, il a transféré environ six ensembles d'embryons porc-humains dans des truies en collaboration avec l'Institut Salk et a établi huit ou 10 autres grossesses d'embryons ovins-humains avec Nakauchi. Trois autres douzaines de transferts de porcs ont eu lieu en dehors des États-Unis, dit-il.

Ces premiers efforts ne visent pas encore à fabriquer des organes, dit Ross, mais plutôt à déterminer les conditions idéales pour générer des chimères homme-animal. Les études à Davis n'ont commencé qu'après un examen par trois comités d'éthique différents, et même alors, dit-il, l'université a décidé d'être prudente et de limiter le temps pendant lequel les animaux seraient autorisés à se développer à seulement 28 jours (un porc est né en 114 jours).

À ce moment-là, le porc embryonnaire ne mesure qu'un demi-pouce de long, bien qu'il soit suffisamment développé pour vérifier si les cellules humaines contribuent à ses organes rudimentaires.

Nous ne voulons pas les faire grandir à des stades dont nous n'avons pas besoin, car cela serait plus controversé, dit Ross. Mon point de vue est que la contribution des cellules humaines va être minime, peut-être 3 %, peut-être 5 %. Mais que se passerait-il s'ils contribuaient à 100 % du cerveau ? Et si l'embryon qui se développe était majoritairement humain ? C'est quelque chose auquel nous ne nous attendions pas, mais personne n'a fait cette expérience, nous ne pouvons donc pas l'exclure.

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