La pénurie d'organes disponibles pour la transplantation est un problème de santé publique majeur à l'échelle mondiale. En France, des milliers de personnes sont en attente d'une greffe, et chaque année, des centaines décèdent faute d'avoir reçu un organe à temps. Face à cette crise, la recherche scientifique explore des pistes innovantes pour élargir l'offre d'organes, parmi lesquelles figure la création de chimères animal-humain.
La Création de Chimères : Un Enjeu Scientifique et Éthique
La chimère est un organisme composite, constitué de cellules provenant de deux espèces différentes. Dans le contexte de la recherche sur la transplantation d'organes, l'objectif est de créer des embryons animaux, généralement de porc ou de mouton, contenant des cellules humaines. L'idée est de permettre à l'animal de développer un organe humain qui pourrait ensuite être transplanté chez un patient.
Plusieurs équipes de recherche à travers le monde se sont lancées dans cette voie, en utilisant différentes techniques. Une approche consiste à modifier génétiquement des embryons animaux pour désactiver les gènes responsables du développement d'un organe spécifique, comme le pancréas ou le cœur. Des cellules souches humaines sont ensuite injectées dans l'embryon, dans l'espoir qu'elles comblent le vide laissé par l'absence des gènes inactivés et qu'elles se différencient en cellules de l'organe souhaité.
L'Expérience de l'Université de Californie Davis Health System
C’est ce qui a poussé les chercheurs de l’University of California Davis Health System à créer des embryons de cochon qui contiennent des cellules humaines. Leur objectif à plus long terme serait de pouvoir faire pousser des organes humains chez le cochon afin de les utiliser pour la transplantation chez l’Homme. Grâce à la technologie CRISPR, ciseaux génétiques qui permettent de modifier aisément les gènes de n’importe quel organisme, les scientifiques ont inactivé les gènes permettant à l’embryon de cochon de former un pancréas. Ils ont ensuite injecté des cellules souches humaines dans l’embryon de cochon. Cette expérience vise à concevoir un cochon qui puisse se développer normalement, qui ressemblerait à un cochon commun, mais qui aurait la particularité de contenir des organes humains. L’expérience a été arrêtée au bout de 28 jours de développement de l’embryon hybride pour permettre son analyse par les scientifiques. 114 jours seraient nécessaires pour le développement complet d’un cochon hybride contenant un organe humain. A ce stade de développement précoce l’embryon n’a pas encore de système immunitaire, les scientifiques pensent donc qu’un organe humain pourrait s’y développer sans qu’il y ait de rejet.
Les Travaux de l'Académie Chinoise des Sciences
Des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences ont indiqué avoir fait grandir, pour la première fois selon eux, des cœurs contenant des cellules humaines dans des embryons de porc. Ces embryons ont survécu pendant 21 jours, au cours desquels « leurs petits cœurs ont commencé à battre ». Les scientifiques qui développent des chimères animal-homme cultivent des cellules humaines dans des embryons d’animaux, dans le but de produire un jour des animaux dotés d’organes humains qui pourront être transplantés chez l’homme (cf. L’une des méthodes de développement des chimères consiste à fabriquer des embryons animaux dépourvus de certains des gènes nécessaires à la production d’un organe spécifique, tel que le cœur. Selon Lai Liangxue de l’Académie chinoise des sciences, qui a dirigé les travaux présentés lors de la réunion de l’ISSCR, le porc est une espèce « appropriée » car la taille et l’anatomie de ses organes sont comparables à celles de l’homme. L’équipe de Lai a déjà cultivé des reins humains à un stade précoce dans des embryons de porc qui ont survécu jusqu’à un mois dans des truies enceintes (cf. Des reins humains cultivés dans des embryons de porc). Pour arriver à leurs fins, Lai Liangxue et son équipe ont modifié génétiquement des cellules souches humaines [1] « pour augmenter leur potentiel de survie et de croissance dans un hôte porcin, en insérant des gènes qui empêchent la mort cellulaire et favorisent la prolifération ». Ils ont ensuite supprimé « deux gènes spécifiques jouant un rôle clé dans le développement du cœur » chez des embryons de porcs. Des cellules souches humaines y ont été introduites au stade de la morula, peu après la fécondation - stade auquel l’embryon est constitué d’une douzaine de cellules qui se divisent rapidement. Selon Lai Liangxue, il est possible que les cellules humaines aient perturbé le fonctionnement du cœur des porcs, ce qui expliquerait pourquoi les embryons n’ont pas survécu plus longtemps. Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près les cœurs embryonnaires, ils ont toutefois constaté qu’ils avaient atteint une taille « équivalente à celle d’un cœur humain à ce stade de développement ». Les chercheurs n’ont pas précisé quelle proportion du tissu cardiaque était composée de cellules humaines.
Lire aussi: Le voyage complexe du développement
Dans une étude distincte, des chercheurs chinois ont réussi à développer des reins contenant des cellules humaines dans des embryons de porcs, une première mondiale. Les reins, choisis pour leur développement précoce et leur fréquence de transplantation, ont été cultivés pendant 25 à 28 jours. Les chercheurs ont transplanté 1 820 embryons dans 13 mères porteuses, aboutissant à cinq embryons avec des reins fonctionnels composés de 50 % à 60 % de cellules humaines.
Défis et Perspectives
Bien que ces expériences soient prometteuses, de nombreux défis restent à surmonter avant que la création de chimères animal-humain ne devienne une solution viable pour la transplantation d'organes.
Le Faible Taux de Cellules Humaines
Un des principaux obstacles est le faible taux de cellules humaines dans les organes chimériques. Dans certaines expériences, la proportion de cellules humaines ne représente qu'une infime partie de l'organe, ce qui est insuffisant pour assurer une fonction correcte et éviter le rejet immunitaire. Des efforts sont donc nécessaires pour augmenter le nombre de cellules humaines dans les embryons animaux. Le chercheur Pablo Ross de l'Université de Californie a annoncé que son équipe avait mis au point une procédure visant à augmenter le nombre de cellules humaines dans les embryons de moutons, mais estime que ce n'est pas encore suffisant pour générer un organe prêt à être greffé.
L'Intégration des Cellules Humaines
Un autre défi est de s'assurer que les cellules humaines s'intègrent correctement dans l'organe animal et qu'elles ne migrent pas vers d'autres parties du corps, notamment le cerveau ou les organes reproducteurs. L’une des craintes repose surtout sur l’injection de cellules humaines pouvant participer à la formation d’autres organes de l’embryon, comme le cerveau. L’idée qu’un cochon puisse avoir un cerveau en partie humain effraie beaucoup et a causé de nombreux problèmes avec les autorités. Bien que les gènes permettant la formation d’un pancréas aient été inactivés, il est probable que des cellules du cochon contribuent à la formation de cet organe, notamment les cellules formant les vaisseaux sanguins.
Des chercheurs ont par exemple constaté que des cellules humaines pouvaient être retrouvées dans la moelle épinière et les cerveaux des porcs. Pour prévenir ce risque, il est nécessaire de modifier génétiquement les cellules souches humaines pour qu'elles ne puissent pas se différencier en cellules nerveuses.
Lire aussi: Tout savoir sur les cellules embryonnaires
Le Rejet Immunitaire
Même si l'organe chimérique contient une proportion importante de cellules humaines, il existe un risque de rejet immunitaire par le patient transplanté. En effet, l'organe peut contenir des cellules animales qui déclenchent une réponse immunitaire. Pour éviter ce problème, il est nécessaire de modifier génétiquement les animaux pour éliminer les gènes responsables du rejet immunitaire.
La Présence de Virus Animaux
Un autre risque est la transmission de virus animaux à l'homme par le biais de l'organe chimérique. Pour prévenir ce risque, des mesures supplémentaires seraient nécessaires pour s'assurer que les restes de virus animaux sont éliminés de l'ADN du porc ou du mouton.
Questions Éthiques et Réglementation
La création de chimères animal-humain soulève d'importantes questions éthiques. L'une des principales préoccupations est le risque de créer des animaux dotés de capacités cognitives humaines. L'idée qu'un cochon puisse avoir un cerveau en partie humain effraie beaucoup et a causé de nombreux problèmes avec les autorités.
D'autres questions éthiques concernent le statut moral des animaux chimériques et la possibilité de les utiliser comme source d'organes pour la transplantation.
En France, la loi de bioéthique de 2011 interdit d'injecter des cellules souches pluripotentes dans des embryons, qu'ils soient humains ou animaux. Toutefois, un flou subsiste, puisque le texte parle de cellules souches embryonnaires (ES) et n'évoque pas les cellules souches induites (iPS).
Lire aussi: Embryon de 11 cellules : quelles sont les chances de succès ?
Aux États-Unis, les instances de santé publiques interdisent actuellement le financement public d'hybrides humains-animaux, bien qu'elles aient déclaré en 2016 que ce moratoire pourrait être levé.
Le Japon a autorisé la création d'embryons hybrides humains-animaux, destinés à devenir une nouvelle source d'organes à transplanter chez l'humain.
tags: #des #cellules #humaines #dans #des #embryons