Les premiers chiens génétiquement modifiés signalés en Chine

Le meilleur ami de l'homme est maintenant son nouveau projet de génie génétique.

Les beagles nommés Hercules, à gauche, et Tiangou sont les premiers chiens génétiquement modifiés au monde.

Des scientifiques chinois affirment qu'ils sont les premiers à utiliser l'édition génétique pour produire des chiens personnalisés. Ils ont créé un beagle avec le double de masse musculaire en supprimant un gène appelé myostatine.

Les chiens ont plus de muscles et devraient avoir une capacité de course plus forte, ce qui est bon pour la chasse, les applications policières (militaires), Liangxue Lai, chercheur au Laboratoire clé de biologie régénérative des Instituts de biomédecine et de santé de Guangzhou, a déclaré dans un e-mail.

Lai et 28 collègues ont rapporté leurs résultats la semaine dernière dans le Journal de biologie cellulaire moléculaire , disant qu'ils ont l'intention de créer des chiens avec d'autres mutations de l'ADN, y compris celles qui imitent des maladies humaines telles que la maladie de Parkinson et la dystrophie musculaire. L'objectif de la recherche est d'explorer une approche de la génération de nouveaux modèles canins de maladies pour la recherche biomédicale, explique Lai. Les chiens sont très proches des humains en termes de caractéristiques métaboliques, physiologiques et anatomiques.

Lai a déclaré que son groupe n'avait pas l'intention d'élever des beagles extra-musculaires comme animaux de compagnie. D'autres équipes, cependant, pourraient agir rapidement pour commercialiser des chiens génétiquement modifiés, en modifiant potentiellement leur ADN pour modifier leur taille, améliorer leur intelligence ou corriger des maladies génétiques. Un autre institut chinois, BGI, dit en septembre il avait commencé à vendre des cochons miniatures, créés par édition de gènes, pour 1 600 $ chacun en tant qu'animaux de compagnie.

Le projet beagle chinois a été mené par Lai et Gao Xiang, un spécialiste du génie génétique des souris à l'université de Nanjing. Les chiens sont gardés à l'Institut général de recherche pharmaceutique de Guangzhou, qui indique sur son site Web qu'il élève plus de 2 000 beagles par an pour la recherche. Les beagles sont couramment utilisés dans la recherche biomédicale en Chine et aux États-Unis.

L'édition du génome fait référence à des techniques nouvellement développées qui permettent aux scientifiques de désactiver facilement des gènes ou de réorganiser leurs lettres d'ADN. La méthode utilisée pour changer les beagles, connue sous le nom de CRISPR-Cas9, est particulièrement peu coûteuse et précise (voir 10 Breakthrough Technologies 2014 : Genome Editing ).

Le mois dernier, Duanqing Pei, un représentant de l'Académie chinoise des sciences, a souligné le travail de Lai dans le cadre de ce qu'il a appelé un vaste effort chinois pour modifier les animaux à l'aide de CRISPR. La liste des animaux déjà modifiés à l'aide de l'édition de gènes en Chine comprend des chèvres, des lapins, des rats et des singes. Pei a décrit les efforts comme une priorité scientifique nationale et une partie des efforts de la Chine pour établir une recherche de classe mondiale.

La facilité avec laquelle l'édition de gènes peut être effectuée a fait craindre que les humains ne soient les prochains (voir Engineering the Perfect Baby ). Ces craintes ont été attisées en avril lorsqu'une autre équipe chinoise a rapporté avoir modifié des embryons humains en laboratoire dans le but de corriger un défaut génétique qui cause la bêta-thalassémie (voir Chinese Team Reports Gene-Editing Human Embryos).

Une mutation naturelle de l'ADN dans le gène de la myostatine conduit à des whippets très musclés, à gauche, comme indiqué dans la revue Neuromuscular Disorders. Des scientifiques en Chine disent qu'ils peuvent désormais opérer le même changement chez d'autres chiens.

Les chercheurs sur les chiens ont adopté à peu près la même approche, en introduisant directement les produits chimiques d'édition de gènes - une enzyme de capture d'ADN, Cas9, et une molécule guide qui se concentre sur un tronçon particulier d'ADN - dans plus de 60 embryons de chiens. Leur objectif était d'endommager ou d'éliminer les deux copies du gène de la myostatine afin que le corps des beagles ne produise aucune des protéines inhibitrices musculaires fabriquées par le gène.

Au final, sur 65 embryons qu'ils ont édités, 27 chiots sont nés, mais seuls deux, une femelle et un mâle, présentaient des perturbations dans les deux copies du gène de la myostatine. Ils ont nommé la femelle Tiangou, d'après le chien du paradis dans la mythologie chinoise. Ils ont nommé le mâle Hercule.

Lai et ses collègues ont rapporté que chez Hercules, l'édition du gène était incomplète et qu'un pourcentage des cellules musculaires du chien produisait encore de la myostatine. Mais à Tiangou, la perturbation de la myostatine était complète et le beagle présentait un phénotype ou des caractéristiques musculaires évidents. Par exemple, les muscles de ses cuisses étaient gros par rapport à ceux de ses compagnons de portée.

Les effets de la perte du gène de la myostatine sont bien connus de la nature. Une race de bovins ultra-costauds appelés Belgian Blues n'a normalement pas le gène et atteint une taille imposante. Chez les chiens, la mutation ne se produit naturellement que chez les whippets, explique Eva Engvall, scientifique à la retraite et éleveuse de whippets qui, en 2007 aidé à identifier la mutation affectant cette race. Les chiens à double musculature sont appelés bully whippets.

Dans de rares cas, une personne peut également naître sans aucune copie de travail de la myostatine. En 2004 les médecins ont signalé un nouveau-né qui semblait extraordinairement musclé, avec des muscles saillants au niveau des cuisses et du haut des bras. Ils ont confirmé qu'il lui manquait le gène de la myostatine et ont noté qu'à l'âge de quatre ans et demi, le garçon pouvait étendre ses bras tout en tenant des haltères de trois kilogrammes.

Parce que le gène de la myostatine est bien étudié - et parce que le double muscle n'est pas connu pour avoir des inconvénients évidents - il est fréquemment cité dans les débats sur le futur hypothétique dopage génétique chez les athlètes. Des médecins américains tentent déjà de bloquer la myostatine dans des expériences de thérapie génique visant à ralentir la perte musculaire chez les garçons souffrant de dystrophie musculaire de Duchenne.

Engvall dit qu'elle a été impressionnée par le travail chinois, qui, selon elle, montre comment l'édition génétique pourrait également être utilisée pour corriger les maladies génétiques qui affectent certaines races de chiens. Le but de ce travail n'était pas de recréer des knockouts de myostatine, dit Engvall, le but était d'utiliser la technologie CRISPR chez les chiens. Et dans ce projet, les auteurs ont surmonté certains obstacles, dans la mesure où les chiens sont un peu délicats lorsqu'il s'agit de manipuler des embryons.

Cependant, Eliane Ostrander, une scientifique des National Institutes of Health qui a étudié la myostatine chez les chiens, dit qu'il n'est toujours pas clair pour elle, sur la base de la publication, si les beagles affichaient des augmentations extrêmement notables de la masse musculaire, comme on le voit chez les whippets. Le nombre de chiens est encore faible, dit-elle. Il sera intéressant de voir quels types de variations se présenteront à mesure que de plus en plus de chiens subiront le processus.

Lorsque des altérations de l'ADN sont introduites au stade embryonnaire, elles peuvent affecter toutes les cellules du corps d'un animal, y compris le sperme et l'ovule, les cellules de la lignée germinale. L'équipe de Lai dit qu'elle a vérifié le sperme d'Hercule et a découvert que, s'il était élevé, il transmettrait la mutation de la myostatine. Les traits favorables qui résultent de l'édition génétique peuvent passer de génération en génération, dit Lai, et il sera possible d'élever un grand nombre de chiens modifiés génétiquement qui pourront être commercialisés.

Les gens influencent la génétique des chiens depuis des millénaires. Il y a au moins 36 000 ans, les premiers humains avaient déja commencé apprivoiser les loups et façonner les compagnons que nous avons aujourd'hui. Charles Darwin a fréquemment cité l'élevage de chiens en L'origine des espèces montrer comment l'évolution se produit progressivement par un processus de sélection. Avec CRISPR, cependant, l'évolution n'est plus graduelle ou soumise au hasard. Elle est immédiate et sous contrôle humain.

C'est précisément ce pouvoir qui suscite un large débat et des inquiétudes concernant CRISPR. Pourtant, au moins certains chercheurs pensent que les chiens génétiquement modifiés pourraient donner un visage poilu et amical à la technologie. Dans une interview ce mois-ci, George Church, professeur à l'Université de Harvard qui mène un grand effort pour utiliser l'édition CRISPR, a déclaré qu'il pense qu'il sera possible d'augmenter les chiens en utilisant des modifications ADN pour les faire vivre plus longtemps ou simplement les rendre plus intelligents.

Church a déclaré qu'il croyait également que l'altération des chiens et d'autres grands animaux pourrait ouvrir la voie à une éventuelle modification génétique des personnes. L'édition germinale de porcs ou de chiens offre une ligne de conduite, a-t-il déclaré. Les gens pourraient dire: 'Hé, ça marche.'

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