Le clonage, un sujet souvent relégué à la science-fiction, est en réalité une réalité scientifique complexe avec des implications profondes. Cet article explore les aspects du clonage, démystifiant le processus et examinant ses applications potentielles et ses implications éthiques.
Qu'est-ce que le Clonage ?
Un clone est un ensemble d'organismes génétiquement identiques. Le clonage est un mode de reproduction fréquent dans la nature : le bouturage chez les plantes, ou la parthénogenèse chez certains insectes en sont des exemples connus.
Le clonage artificiel est la production d'un clone résultant de techniques de génie génétique. Quelques exemples de ce type de clonage sont le transfert nucléaire de cellules somatiques et la division d'embryons artificiels. Le clonage naturel est la production d'un clone sans aucune intervention humaine. Les scientifiques tirent parti des mécanismes de clonage naturel dans plusieurs techniques de clonage artificiel.
Clonage Naturel vs. Clonage Artificiel
La principale différence entre les deux est que le clonage naturel n'implique pas d'intervention humaine, alors que le clonage artificiel est une technique de génie génétique.
Exemples de Clonage Naturel
Le clonage naturel se produit par le biais de nombreux mécanismes dans la nature, qu'il s'agisse d'organismes unicellulaires ou d'organismes multicellulaires complexes. Certains de ces mécanismes sont décrits ci-dessous, puis étudiés plus en détail. Bien que cet article répartisse les mécanismes entre les plantes et les animaux, il est bon de rappeler qu'il y a des chevauchements entre les deux dans les méthodologies utilisées.
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- Fission binaire: La fission binaire est une forme de reproduction asexuée dans laquelle l'organisme parent se divise en deux cellules filles. C'est la principale méthode de reproduction des procaryotes tels que les bactéries et les archées, mais elle se produit également chez les vers plats et les protistes.
- Bourgeonnement: Au lieu de dupliquer l'ADN puis de diviser la cellule mère en deux cellules filles de taille identique, éliminant ainsi la cellule mère, la nouvelle cellule se développe comme une petite projection à partir de la cellule mère. Il s'agit d'une méthode de reproduction utilisée principalement par les membres du genre animal Hydra, ainsi que par les levures (un type de champignon unicellulaire).
- Fragmentation: La fragmentation est, comme son nom l'indique, la formation d'organismes clonaux à partir de fragments plus petits de l'organisme parent. Cela peut se produire soit intentionnellement, par la formation de sections de l'organisme conçues pour être intentionnellement détachées ou brisées, pour se développer plus tard en nouveaux clones, soit involontairement à la suite d'un traumatisme de l'organisme.
- Parthénogenèse: La parthénogenèse est une forme de reproduction dans laquelle un gamète se développe en un nouvel organisme sans subir de fécondation. Cela se produit généralement avec les gamètes femelles, mais aussi avec les gamètes mâles. Il existe de nombreux sous-types de parthénogenèse, qui n'aboutissent pas tous à des organismes clonaux.
- Formation de jumeaux monozygotes: Les jumeaux monozygotes apparaissent lorsqu'un ovule est fécondé au cours de la reproduction sexuelle, mais au lieu de former une seule progéniture comme c'est normalement le cas, il se divise en plusieurs progénitures au stade du blastocyste, d'où le terme monozygote, qui signifie plusieurs progénitures à partir d'un zygote.
- Propagation végétative: De nombreuses plantes peuvent faire repousser des organismes entiers à partir de petites sections de tissu végétal, selon un processus connu sous le nom de multiplication végétative. Les plantes contiennent des tissus appelés méristèmes, qui contiennent un certain nombre de cellules totipotentes.
- Sporulation: Les spores sont de petites cellules reproductrices unicellulaires qui peuvent être utilisées lors de la reproduction asexuée ou sexuée. Elles sont généralement plus robustes que la cellule mère, ce qui permet à la population de survivre à des stress environnementaux auxquels elle ne pourrait pas survivre autrement.
Le Clonage Artificiel : Dolly et au-delà
Le clonage issu d'une manipulation humaine existe depuis les années 1950. Jusqu'à la naissance de la brebis Dolly en 1997, le clonage s'effectuait par scission d'un embryon composé de deux cellules, ou d'embryons plus tardifs. Jusqu'à sa naissance, on pensait qu'un noyau de cellule adulte ne pouvait être remis dans un état embryonnaire, pour s'engager dans un cycle de divisions aboutissant à la naissance d'un embryon. Or, c'est ce qui s'est produit avec Dolly. Auparavant, on pensait que la différenciation - la spécialisation des cellules - était un phénomène irréversible.
Pour créer la brebis clonée, les chercheurs écossais Ian Wilmut et Keith Campbell ont remplacé le noyau d'un ovocyte par celui d'une cellule de brebis adulte. Lors de l'insertion du noyau adulte dans l'ovocyte énucléé, celui-ci réagit à son nouvel environnement : la transcription d'ADN en ARN s'interrompt, sa taille augmente et son enveloppe se modifie. L'oeuf ainsi formé a commencé à se diviser en 2, 4, 8 cellules, toutes identiques, comme un oeuf issu d'une fécondation. L'embryon a ensuite été placé dans l'utérus d'une autre brebis, qui a joué le rôle de mère porteuse. Ainsi, Dolly a hérité du patrimoine génétique d'un seul individu - la brebis d'origine - et non des chromosomes amenés pour moitié par un spermatozoïde et pour l'autre par un ovocyte, comme une cellule résultant d'une fécondation.
Aujourd'hui, on appelle le plus souvent " clones " des animaux issus du transfert d'un noyau de cellule différenciée dans un ovocyte énucléé. Ces animaux ont le même ensemble de gènes nucléaires que celui de l'animal sur lequel ont été prélevées les cellules. A la différence des jumeaux ou homozygotes, ils n'ont en commun que le patrimoine génétique de leur noyau ; en effet, d'autres éléments du patrimoine génétique sont portés par d'autres structures du noyau comme les mitochondries qui disposent d'un ADN mitochondrial.
Applications du Clonage Reproductif
Le clonage reproductif a pour but de produire des organismes complets (animaux, plantes) génétiquement identiques. Il peut servir à :
- Conserver des espèces menacées: Le clonage pourrait aider à préserver des espèces en voie de disparition en créant des copies génétiques d'individus rares.
- Améliorer le bétail: Les agriculteurs pourraient cloner des animaux ayant des caractéristiques désirables, comme une production de lait élevée ou une résistance aux maladies.
- Reproduire des animaux de compagnie: Bien que controversé, le clonage d'animaux de compagnie est possible et peut être une option pour les propriétaires qui souhaitent retrouver un animal disparu.
- Donner une descendance à des chevaux stériles ou moins fertiles: Essayer d’obtenir un clone aussi performant que le cheval d’origine.
Clonage Thérapeutique : Une Promesse pour la Médecine Régénérative
Le clonage est un nouvel outil très utile pour étudier le développement précoce de l'embryon, ou la différenciation cellulaire et ses dérèglements, à l'origine des cancers. Associé à la transgenèse - technique de modification du génome par introduction de séquences d'ADN -, il permet de fabriquer des animaux avec un gène produisant une substance d'intérêt thérapeutique. C'est le cas aujourd'hui avec les lapines, les moutons et les vaches qui produisent dans leur lait ou dans leur sang des molécules-médicaments comme des anticorps ou des enzymes qui permettent la coagulation du sang.
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Le clonage thérapeutique se concentre sur la création de cellules ou de tissus pour remplacer ceux qui sont endommagés par une maladie ou une blessure. Il pourrait potentiellement traiter des maladies telles que :
- Le diabète: En produisant des cellules pancréatiques productrices d'insuline.
- La maladie de Parkinson: En remplaçant les cellules cérébrales endommagées.
- Les lésions de la moelle épinière: En régénérant les cellules nerveuses.
- Brûlures graves: réparatrice mais aussi… facilitée par le recours à la technique du clonage.
Le principe est de former un embryon à partir d’une cellule du malade et d’un ovule auquel on aura retiré son ADN. Peu de temps après le début de son développement, l’embryon atteint un stade dit blastocyte. Il s’agit d’une phase où les cellules de l’embryon sont en mesure d’évoluer vers n’importe quel type cellulaire présent chez l’être humain.
Les Défis et les Controverses
Malgré son potentiel, le clonage est confronté à des défis importants et suscite de nombreuses controverses :
- Efficacité: Le taux de réussite du clonage reste faible, et de nombreux embryons clonés ne survivent pas jusqu'à terme. La brebis Dolly, est le premier exemple de mammifère cloné avec succès. Sa réussite s’appuie notamment sur l’état de la cellule du parent. Néanmoins, Dolly fût l’unique réussite d’une expérience qui a réuni pas loin de 300 ovules.
- Anomalies de santé: Les animaux clonés ont souvent des problèmes de santé, tels que des problèmes cardiaques, des problèmes respiratoires et des problèmes immunitaires. Plusieurs anomalies sont observables chez les animaux clonés. Diabète, problème cardiaque, excès de poids, et la liste est encore longue.
- Préoccupations éthiques: Le clonage soulève des questions éthiques complexes, notamment en ce qui concerne la dignité humaine, la commercialisation de la vie et les risques potentiels pour la société.
- Coût élevé: Le clonage est une procédure coûteuse, ce qui limite son accessibilité.
- Variations génétiques: Il faut aussi noter que deux clones n’ont pas exactement le même ADN. Ils n’en partagent en réalité que 98 %. L’une des explications est que l’ADN contenu dans le noyau du cheval à cloner est récupéré et injecté dans un ovule sans noyau. Cependant, les mitochondries présentes dans la cellule sans noyau contiennent de l’ADN. Ainsi le clone ne partagera donc pas cette information génétique avec le cheval d’origine.
Le Clonage Humain : Une Perspective Éloignée ?
Bien que le clonage humain soit techniquement possible, il reste illégal dans de nombreux pays en raison de préoccupations éthiques et de sécurité. Richard Seed persiste : il est prêt à cloner un être humain. Plus fort encore : il rêve pour très bientôt de la jeunesse éternelle! «Il n'existe absolument aucun obstacle technique au clonage humain…»
Les arguments contre le clonage humain incluent :
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- Le risque de malformations et de problèmes de santé: Les taux de réussite du clonage animal sont faibles, et il existe un risque élevé de malformations et de problèmes de santé chez les clones humains.
- La violation de la dignité humaine: Certains estiment que le clonage humain viole la dignité humaine en réduisant les individus à des copies.
- Le potentiel d'abus: Le clonage humain pourrait être utilisé à des fins néfastes, telles que la création d'individus génétiquement modifiés pour des tâches spécifiques.
Le Clonage des Chevaux : Un Enjeu de Compétition
Le 22 août dernier, un procès aux États-Unis s’est achevé en ordonnant à l’American Quarter Horse Association d’autoriser l’inscription des chevaux clonés ainsi que de leur descendance dans son registre.
Le premier cheval ainsi obtenu est né en 2003 en Italie. Il s’agissait de Prometea, une Haflinger. Elle a été clonée à partir de cellules de la jument qui l’a ensuite portée. En 2008, Prometea a donné naissance à Pegaso, le premier descendant d’un cheval cloné.
Le Quarter Horse est la race la plus populaire aux États-Unis et la plus exportée dans le monde. Les Quarter Horse sont appréciés en compétition pour leur force et leur vitesse. Ils participent en particulier à des courses de courte distance. L’American Quarter Hors Association (AQHA) est un organisme privé tenant le registre officiel de la race. Il est nécessaire à l’équidé d’y être inscrit pour qu’il puisse participer à une compétition. L’AQHA estime pouvoir décider elle-même des règles d’adhésion. Les membres, propriétaires et éleveurs de Quarter Horse, estiment que pour qu’un cheval puisse être inscrit, il faut qu’il ait un père et une mère. Ils acceptent donc le prélèvement de spermatozoïdes et d’ovules afin de créer un cheval, mais pas de prendre simplement des cellules de peau pour en faire un clone.
Perspectives d'Avenir
Le domaine du clonage est en constante évolution, et de nouvelles découvertes et technologies émergent régulièrement. L'avenir du clonage pourrait inclure :
- Amélioration des techniques de clonage: Les chercheurs travaillent à améliorer l'efficacité et la sécurité du clonage, en réduisant les risques de malformations et de problèmes de santé chez les clones.
- Applications médicales plus larges: Le clonage thérapeutique pourrait être utilisé pour traiter un large éventail de maladies et de blessures, offrant de nouvelles options de traitement pour des conditions actuellement incurables.
- Clonage d'espèces disparues: Avec les progrès de la technologie, il pourrait devenir possible de cloner des espèces disparues, ramenant ainsi à la vie des animaux éteints.
- Des études à long terme sur la santé ou le bien-être des chevaux produits par cette technique.
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