LE CLONAGE et ses APPLICATIONS THERAPEUTIQUES Professeur Habiba BOUHAMED CHAABOUNI Service des Maladies Congénitales et Héréditaires Hôpital Charles Nicolle Tunis. Bizerte 28/05/2005

Développement de l’Être Humain De la fécondation à la mort, la vie d’un être humain est une évolution continue passant par différents stades  Le passage d’un stade à l’autre se fait sans aucune discontinuité pour la personne.  L’embryon : un être humain qui se développe du moment de la fécondation au stade suivant que l’on appelle fœtal.

Le Clonage Il existe plusieurs sortes de clonage : le clonage cellulaire simples cultures de cellules différenciées comme on le fait pour la peau des grands brûlés. le clonage embryonnaire. 

Clonage embryonnaire Par scission gémellaire de l’œuf fécondé (splitting), permet d’obtenir plusieurs individus jumeaux, possédant le même code génétique. En introduisant le noyau remis à zéro d’une cellule différenciée dans un ovule énucléé, formant alors une cellule totipotente capable de se multiplier comme un embryon . Quel que soit son âge, un donateur peut ainsi avoir des vrais "jumeaux" d’âges différents

Clonage = Clonage Reproductif Obtention d’un individu à reproduction sexuée entier par voie non sexuée.

HISTORIQUE DU CLONAGE Chez la grenouille, (1952) à partir de cellules embryonnaires ,197 transferts de noyau, 2 têtards. En 1962, chez la grenouille, à partir des cellules adultes. des têtards se sont développés mais décédés avant de devenir "grenouilles". En 1986, en clonage des veaux à partir de cellules embryonnaires

HISTORIQUE DU CLONAGE En 1997 clonage de Dolly. C'était la première fois qu'on réussissait à cloner un mammifère à partir de cellules somatiques adultes. Sur 277 embryons, un seul est parvenu à terme. En 1999 la brebis Dolly présentait un vieillissement accéléré,la brebis donneuse de cellules somatiques avait 6 ans lorsqu’elle fût clonée, Dolly est née avec cellules plus âgées que celles d’un nouveau né normal

REACTIONS FORTES AU CLONAGE REPRODUCTIF CONDAMNATION du clonage à visée reproductive MAIS HESITATIONS pour le clonage à visée THERAPEUTIQUE

Le clonage thérapeutique Le clonage thérapeutique est une technique qui vise à créer à partir de cellules pluri- ou totipotentes des organes ou des tissus humains à des fins thérapeutiques.

PRINCIPE DE BASE: capacité des cellules à se distinguer les unes des autres au cours de leur évolution chez l’embryon malgré un patrimoine génétique identique

Techniques de Clonage Thérapeutique

4 techniques connues à ce jour, toutes en cours de recherche. o        le clonage thérapeutique proprement dit, o        l’utilisation de cellules issues d’embryons surnuméraires, o        l’utilisation de cellules souches présentes chez l’adulte, o        l’utilisation de cellules prélevées d’un cordon ombilical.

Le clonage thérapeutique Après avoir obtenu une cellule embryonnaire totipotente. Il s’agit ensuite d’orienter sa différenciation vers le tissu désiré qui sera finalement greffé sur le patient possédant le tissu non fonctionnel le tissu formé est donc compatible avec le malade à soigner.

Utilisation d’un embryon surnuméraire compatible

Utilisation d’un embryon surnuméraire compatible. Le clonage par scission d’embryon:déclencher artificiellement in vitro ce qui se produit à l’état naturel chez les mammifères en cas de gémellité vraie Prélèvement des cellules d’un embryon surnuméraire (issu d’une fécondation in vitro et qui ne fait plus l’objet d’un projet parental).

Prélèvement des cellules d’un embryon surnuméraire On les fait ensuite se multiplier et se différencier vers le tissu désiré. Il faudra alors que le tissu formé soit compatible avec le malade à soigner. Ces embryons humains, âgés d'une semaine, sont des blastocytes. Leurs cellules semblent toutes identiques, et se transformeront plus tard en cellules de peau, de muscles, de foie, etc.

Le blastocyte, source de cellules souches Woo Suk Hwang et Shin Yong Moon, de l’université de Séoul, connus pour avoir, les premiers, créé une lignée de cellules souches humaines à partir d’un embryon cloné, en février 2004. Cette équipe coréenne a créé onze lignées de cellules souches à partir de prélèvements de peau effectués sur des volontaires âgés de 10 à 56 ans. Il leur a fallu 20 tentatives pour obtenir onze blastocytes viables, ce qui semble une prouesse. (Science du 20 mai 2005) Légalement, elle est impossible dans la plupart des pays où l'exploitation d'embryons humains est interdite. Elle relève du clonage dit thérapeutique : le développement embryonnaire est interrompu avant le 8ème jour, quand l'embryon, au stade de blastocyte, n'est encore qu'un ensemble de cellules indifférenciées.

animal Être humain Clonage

Clonage thérapeutique: deux percées   Clonage thérapeutique: deux percées                                                                             

Une alternative au clonage Les cellules souches *nouveau-né *adulte

Que signifie exactement l’appellation « cellule souche » ? ce concept désigne des cellules non spécialisées, capables de se multiplier à l’identique, c’est à dire indifférenciées, ou de se transformer en un ou plusieurs types cellulaires spécialisés de l’organisme : foie, peau, etc. Les cellules souches sont ainsi définies par leur potentialité de développement.

Comment peut-on cloner des cellules souches? En raison du potentiel cellulaire de reproduire un tissu, un individu.

le génome restera le même depuis zygote  cellule différenciée Dans le noyau Cellule : le génome restera le même depuis zygote  cellule différenciée

L’utilisation des cellules du cordon ombilical. méthode consiste à prélever des cellules souches présentes dans un cordon ombilical de nouveau-né (qui doit être compatible avec le malade). Elles seront ensuite cultivées et orientées vers la différenciation souhaitée. Le tissu ainsi généré sera alors implanté dans l’organisme du malade.

Utilisation de cellules souches adultes

Utilisation de cellules souches adultes L’organisme adulte vaste réservoir de cellules souches. Présentes au cœur des organes, ces dernières sont destinées à remplacer les cellules abîmées à régénérer des tissus. Elles sont cependant plus spécialisées que des cellules embryonnaires. Leur prélèvement, leur isolement, leur amplification dans un milieu adéquat de culture, leur différenciation vers de nouvelles fonctions pourraient permettre de les réimplanter dans l’organisme en vue d’applications thérapeutiques.

Applications Médicales Clonage thérapeutique

Applications médicales maladies du système nerveux : transplanter des neurones s’insérant dans le cerveau ou la moelle épinière ou produisant divers neurotransmetteurs faisant défaut. maladie d’Alzheimer, de Parkinson, la sclérose en plaques ou d’autres maladies neuro-dégénératives. infarctus du myocarde : Les cellules du cœur qui sont détruites remplacées par des cellules musculaires cardiaques obtenues par ces techniques. maladies des os et du cartilage : De nouvelles cellules osseuses pourraient remplacer les os manquant suite à des traumatismes ou des interventions chirurgicales ou pourraient soigner des maladies telles que l’ostéoarthrite.

Applications médicales Cancers et maladies immunodéficitaires : De nouvelles cellules hématopoïétiques pourraient pallier les déficiences liées au système immunitaire dans des maladies telles que le SIDA ou, dans le cas de traitement du cancer, pourraient permettre une utilisation plus intensive des médicaments cytotoxiques. Diabète : l’implantation dans le pancréas de cellules produisant de l’insuline. 

Comment ces cellules vont agir au niveau de l’organisme?

Quels sont les avantages et les risques de ces méthodes ? Tout d’abord elles présentent le grand avantage d’éviter tout rejet de greffes puisque les tissus créés seront compatibles avec le malade. En revanche des questions se posent sur le devenir de ces cellules une fois intégrées dans le nouvel organisme : devenir tumorales ? leur patrimoine génétique ne contient pas d’anomalies ? susceptibles de perdre à long terme certaines de leurs caractéristiques ?

Difficultés d’application des cellules souches provenant d’un adulte le contrôle de la multiplication des cellules en culture, de leur différenciation, la garantie de la stabilité des caractères qu’elles expriment et celle de leurs gènes, prolifération tumorale… De plus, les cellules souches provenant d’un adulte sont particulièrement rares et difficiles à isoler. On recherche les ingrédients de la multiplication et leur survie dans le milieu de culture

Difficultés d’application des cellules embryonnaires les cellules ES (embryonnaires) perdent progressivement leur capacités de se différencier en type de tissu précis et présentent le risque de se multiplier de manière excessive ; gènes d’apoptose (autodestruction) pourraient théoriquement limiter ce risque de dégénérescence tumorale.

Et le clonage humain ? Un sondage américain a révélé que 7% des adultes aimeraient se faire cloner ! motivations variées : -disposer d'un réservoir d'organes pour le cas où ils auraient besoin d'une greffe, -continuer d'exister après la mort, etc. -clonage des personnes possédant certaines combinaisons de gènes, comme des savants ou des sportifs. -clonage des personnes chères qui seraient décédées. Désir d'uniformité et désir d'immortalité ?

Mon clone est-il mon double ? Suis-je un être unique ou peut on me fabriquer à des milliers d'exemplaires? Un clone a le même patrimoine génétique que le donneur de la cellules Mais le clone est-il pour autant une copie fidèle de son donneur? Sur le plan biologique, ADN mitochondrial. Quant à l'identité d'un être vivant complexe, elle est bien plus que la seule conséquence de l'identité biologique: elle est aussi le résultat d'une expérience, d'une mémoire.

Mon clone aura mes gènes Mon clone n'est donc pas moi: c'est un autre, avec mes gènes. On ne peut pas me photocopier. Mon clone aura mes gènes mais il naîtra bien des années après moi, sans être soumis au même environnement, sans avoir mes souvenirs, sans rencontrer ceux qui, par ce qu'ils m'ont donné d'eux, ont transformé ma vie

Faut-il autoriser le clonage thérapeutique et interdire le clonage reproductif ? Certains pays ont d'ores et déjà tranché. C'est le cas de la Grande-Bretagne depuis 2001. Une position également adoptée par la Suède, la Norvège, la Finlande et la Belgique. La Grande-Bretagne et la Corée du Sud sont les deux seuls pays à avoir légalisé le clonage thérapeutique. En France, depuis le vote de la loi sur la bioéthique en juin 2004, la pratique est passible de sept ans de prison et d'un million d'euros d'amende. Qualifié de "crime contre l'humanité", le clonage reproductif est passible, lui, de 30 ans de réclusion et de 7,5 millions d'amende.

CONCLUSION Le clonage est encore loin d’être maîtrisé il implique la maîtrise de techniques très complexes, les manipulations nécessaires étant interdites dans la plupart des pays, la science manque de fonds pour pouvoir effectuer d’efficaces recherches.

Les cellules souches sont une bonne alternative Les recherches en sont donc au stade initial, Cependant on sait déjà repérer les cellules souches embryonnaires grâce à leurs caractéristiques morphologiques ainsi qu’à leurs marqueurs. Les cellule souches adultes

Le but des prochaines recherches est donc de déterminer les meilleures conditions de croissance de ces cellules ainsi que le contrôle de la différenciation en cellules spécialisées comme des neurones, des cellules musculaires, des cellules productrices d’insuline... Ces recherches nécessitent l’étude plus approfondie du contrôle génétique de la différenciation cellulaire.