Une technologie controversée capable de modifier les génomes d’espèces entières a été appliquée aux mammifères pour la première fois. Dans un article publié1 sur le serveur de préimpressions bioRxiv le 4 juillet, des chercheurs décrivent le développement de « lecteurs de gènes » – qui pourraient être utilisés pour éradiquer des populations animales problématiques – chez des souris de laboratoire en utilisant la technique d’édition de gènes CRISPR.

Les lecteurs de gènes garantissent que les mutations choisies sont transmises à presque toute la progéniture d’un animal. Ils ont déjà été créés chez les moustiques en laboratoire, comme une stratégie potentielle de lutte contre le paludisme. Les chercheurs ont évoqué la possibilité que cette technologie puisse aider à éliminer les rats, souris et autres rongeurs nuisibles envahissants. Mais la dernière étude en date anéantit les espoirs de voir cela se produire dans un avenir proche, selon les scientifiques. La technique n’a pas fonctionné de manière uniforme chez les souris de laboratoire, et il reste une myriade d’obstacles technologiques avant que les chercheurs puissent même envisager de diffuser cet outil dans la nature.

« Il y a une indication que cela pourrait fonctionner, mais cela donne aussi à réfléchir », dit Paul Thomas, un généticien du développement à l’Université d’Adélaïde en Australie, qui n’a pas participé à la recherche. « Il y a encore beaucoup à faire avant de pouvoir considérer les lecteurs de gènes comme un outil utile pour le contrôle des populations de rongeurs. » Son laboratoire effectue un travail similaire, dans le cadre d’un consortium international visant à utiliser les lecteurs de gènes pour lutter contre les rongeurs envahissants.

Les lecteurs de gènes fonctionnent en veillant à ce qu’une plus grande proportion de la progéniture d’un organisme hérite d’un certain gène « égoïste » que ce qui se produirait par hasard, ce qui permet à une mutation ou à un gène étranger de se propager rapidement dans une population. Ils se produisent naturellement chez certains animaux, dont les souris, où ils peuvent provoquer la mort ou l’infertilité. Mais l’outil révolutionnaire d’édition de gènes CRISPR-Cas9 a conduit au développement de mécanismes synthétiques d’entraînement de gènes conçus pour éliminer de la nature les espèces à problèmes, comme les moustiques transmettant la malaria, en veillant, par exemple, à ce que la progéniture soit infertile. Cette technologie a suscité la controverse – et même une tentative ratée d’interdire son utilisation à l’échelle mondiale – car, s’ils sont libérés dans la nature, les organismes porteurs de lecteurs de gènes pourraient être difficiles à contenir.

Une équipe dirigée par Kim Cooper, généticien du développement à l’Université de Californie, San Diego, n’a pas tenté de développer un lecteur de gènes pour rendre les souris de laboratoire (Mus musculus) infertiles. L’objectif des chercheurs était plutôt de créer un banc d’essai pour cette technologie, qui, selon eux, pourrait également être utile en recherche fondamentale : ils ont biaisé l’héritage d’une mutation qui donne aux souris des manteaux tout blancs, au lieu de l’infertilité.

Les lecteurs de gènes basés sur le CRISPR utilisent l’outil d’édition de gènes pour copier une mutation sur un chromosome sur le second de la paire, généralement au cours du développement précoce d’un animal. Lorsque l’équipe de Cooper a tenté de le faire dans des embryons de souris, la mutation n’a pas toujours été copiée correctement, et le processus n’a fonctionné que dans les embryons femelles.

L’équipe a estimé que cela pourrait conduire à ce qu’une mutation soit transmise à environ 73% de la descendance d’une souris femelle, en moyenne, au lieu des 50% habituels pour la plupart des gènes fonctionnant selon les règles normales de l’héritage. Cooper a refusé de commenter les travaux de son équipe, car ils n’ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture.

Tony Nolan, un biologiste moléculaire de l’Imperial College de Londres qui fait partie d’une équipe développant des lecteurs de gènes dans les moustiques porteurs de malaria, est enthousiaste de voir que les lecteurs de gènes peuvent, au moins, fonctionner chez les rongeurs. Même si la technologie ne devient pas un outil d’éradication, elle pourrait être plus efficace que les technologies existantes pour produire des animaux de laboratoire transgéniques qui modélisent des maladies causées par des mutations multiples, dit-il.

D’autres chercheurs conviennent que l’étude est importante, mais disent qu’elle montre aussi tout le chemin que la technologie doit parcourir chez les rongeurs. « Pourriez-vous imaginer ce lecteur de gènes dans la nature ? Cela ne va pas se produire », déclare Gaétan Burgio, un généticien qui travaille sur CRISPR à l’Université nationale australienne de Canberra. L’efficacité relativement faible de la technique signifie qu’il faudrait de nombreuses générations pour que le mécanisme d’entraînement génique se propage dans toute une population de rongeurs, ce qui laisserait amplement le temps aux espèces de développer une résistance.

Thomas décrit les résultats comme un « test de réalité » pour les efforts visant à développer des mécanismes d’entraînement génique chez les rongeurs. « Cela donne une indication sur le chemin qu’il reste à parcourir », dit-il. Les travaux futurs devraient chercher à améliorer l’efficacité, ainsi qu’à comprendre pourquoi la technique ne fonctionne pas chez les souris mâles, ajoute Thomas.

Il est membre d’un consortium appelé Genetic Biocontrol of Invasive Rodents, ou GBIRd, qui espère déployer des lecteurs de gènes contre les rats et les souris.

Les lecteurs de gènesCRISPR ne sont pas la seule stratégie du consortium pour faire face aux rongeurs envahissants. Le membre du GBIRd David Threadgill, généticien à l’Université Texas A&M de College Station, et son équipe travaillent avec un gene drive qui se produit naturellement chez les souris, appelé le t-haplotype. Les chercheurs prévoient de modifier ce gène égoïste pour créer des souris sans fille : les femelles porteuses de deux copies ne donneront naissance qu’à des mâles, ce qui pourrait entraîner un effondrement de la population.

Si la technologie du gene drive s’avère efficace pour contrôler les rongeurs, les îles constituent un banc d’essai idéal, déclare Heath Packard, directeur de Island Conservation à Santa Cruz, en Californie, un partenaire du GBIRd qui se concentre sur l’éradication des nuisibles envahissants. Les pesticides pour rongeurs qui ont permis d’éliminer les souris et les rats nuisibles sur de petites îles sont trop risqués pour être utilisés sur des îles plus grandes, aux écosystèmes complexes et aux populations humaines importantes, explique Heath Packard. Les lecteurs de gènes, qui pourraient être contenus sur les îles, restent une technologie qui mérite d’être étudiée. « Nous avons bon espoir que cet outil puisse être utile à la communauté de la restauration des îles, mais nous ne savons pas s’il va fonctionner ».