Clonage des être humains, espèces menacées, santé, agriculture: quelle trace a laissé la brebis Dolly, premier mammifère cloné il y a 25 ans ?

La veille, le monde a appris avec stupeur l'existence du premier mammifère cloné avec succès. Quelques jours avant que les détails de l'expérience soient formellement publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature, l'information a fuité via le journal britannique The Observer et la nouvelle fait le tour du monde. En réalité, la brebis est née sept mois plus tôt et la naissance avait été gardée secrète par le Roslin Institute. Le 5 juillet 1996, le scientifique écossais Ian Wilmut reçoit la nouvelle qu'il attendait avec impatience : l'agneau 6ll3 est né. "Tout d'abord, j'étais immensément soulagé qu'elle était vivante et apparemment normale, racontera-t-il plus tard au New York Times. Mais je pressentais aussi l'impact potentiel."

Hommage à Dolly Parton

Depuis des années, le laboratoire essaye de cloner un mammifère adulte. La méthode : l'embryologiste Bill Ritchie ôte une seule cellule mammaire d'une brebis de six ans et la fusionne avec une ovule non fécondée (ovocyte) d'une seconde brebis, dont on avait retiré le noyau (le patrimoine, les instructions génétiques). Bill Ritchie répétera la procédure 400 fois. Un seul embryon survit, le 6ll3, mené à terme par une brebis mère porteuse. Après la naissance, c'est l'anesthésiste John Bracken, qui baptisera l'agneau "Dolly". "Comme elle avait été créée avec des cellules mammaires, j'ai pensé que c'était une bonne idée de l'appeler Dolly, en hommage à (la chanteuse ) Dolly Parton. Je ne pense pas que je dois en expliquer davantage", racontait-il plus tard en riant.

L'annonce crée un véritable déferlement médiatique. En une semaine, le laboratoire reçoit 3000 coups de fil. Dans la presse de l'époque, la question de la possibilité du clonage humain est partout. "Ce qui était sensationnalisé, c'est que les gens ont commencé à se poser la question : pourrait-on faire cela avec les humains ? Et les gens pensaient que cela allait vraiment se faire", regrettera ensuite Ian Wilmut, qui avait assuré dès le début qu'il était opposé au clonage reproductif humain. "Pour moi, c'est de l'ordre de la science-fiction, estime à présent le Pr Michel Georges (ULiège) biologiste et médecin vétérinaire, prix Francqui en 2008. C'est inconcevable. Je ne vois pas comment quelqu'un sain d'esprit pourrait imaginer que l'on va faire ce genre de chose chez l'homme. Dans le contexte d'une œuvre de science-fiction, on pourrait imaginer faire une copie d'individu et puis prélever le foie de cette copie quand la personne originale sera malade. C'est une histoire d'horreur qui a parfaitement sa place sur Netflix, mais c'est tout ! Même si en effet, le clonage humain est techniquement possible : on n'est jamais qu'un animal qui n'a plus que deux pattes !" Plusieurs dizaines de pays ont pris la décision d'interdire le clonage humain.

Quoi qu'il en soit, en 2003, Dolly meurt à l'âge de 6 ans, après avoir donné naissance plus tôt dans sa vie à six agneaux, de manière naturelle, avec le bélier David. Une mort prématurée qui n'avait rien à voir avec son clonage selon Bill Ritchie, mais causée par une maladie des poumons transmise par les moutons avec qui elle vivait. Quatre moutons, Debbie, Denise, Dianna et Daisy, clonés en 2007 à partir de la même ligne cellulaire que Dolly vécurent toute leur (longue) vie en bonne santé.

Légende: Debbie, Denise, Dianna et Daisy clonés à partir de la même lignée cellulaire que Dolly

Cette brebis a-t-elle fait des petits?

Outre Bonnie, Sally, Rosie, Lucy, Darcy and Cotton, les six agneaux auxquels Dolly a donné le jour, et ses quatre "sœurs" clonées à partir de la même lignée cellulaire en 2007, quelle est la postérité de Dolly, vingt-cinq ans après l'annonce de sa naissance ? Tout d'abord, les scientifiques ont pu répondre à de grandes interrogations fondamentales. "Cloner est la génération d'un ou plusieurs animaux identiques car ils dépendent exactement du même patrimoine génétique, entame le biologiste et vétérinaire Michel Georges (ULiège). Quand les scientifiques ont fait cela, trois choses leur trottaient en tête : est-il vrai que chacune de nos cellules (cerveau, cœur, foie…) possède le patrimoine génétique complet, comme la théorie le suggère ? Autrement dit, peut-on générer tous les organes requis pour un organisme complet en prenant le noyau d'une cellule mammaire ? La réponse est oui."

Légende: Dolly avec ses agneaux triplés Lucy, Darcy and Cotton

Deuxième question : on sait que les cellules de glandes mammaires dont on utilise le noyau pour le clonage sont des cellules hyperspécialisées (dites différenciées). Leur fonction a été progressivement restreinte pour devenir spécifiques à un tissu particulier. Ce ne sont donc plus des cellules embryonnaires. "Est-on capable de "reprogrammer" ce noyau, le ramener dans un état qui va lui permettre de réellement contribuer à la création de tout type cellulaires ? Donc remonter en arrière, le remettre dans un état 'totipotent'et redéployer toutes les potentialités qu'un embryon exprime ? La réponse s'est également avérée positive."

Pouvoir répondre à ces questions a constitué une étape importante vers le prix Nobel remis au Japonais Shinya Yamanaka en 2012, estime Michel Georges. "Il a démontré qu'il avait moyen de reprogrammer le noyau sans faire cette manipulation compliquée liée au clonage qui est de greffer ce noyau dans un ovocyte. Si on place une cellule différenciée en présence de facteurs particuliers ('le cocktail de Yamanaka'), on peut la reprogrammer en une cellule quasi embryonnaire, dites cellule pluripotente induite ou IPS." Avantage : ces IPS peuvent recréer des organismes complets, ou dans des boîtes de culture, recréer du tissu musculaire, nerveux, pancréatique… Ces cellules sont déjà largement utilisées pour modéliser des pathologies humaines ou pour tester l'efficacité et la toxicité de potentiels médicaments. Elles ouvrent aussi la voie au développement de stratégies en médecine regénérative et en immunothérapie des cancers. Selon Michel Georges, il n'est d'ailleurs pas complètement exclu qu'un jour, la piste des cellules totipotentes de Yamanaka remplace le besoin du clonage à la Dolly, à savoir le transfert d'un noyau dans un ovocyte.

Échec en agriculture

À ce jour, le clonage dit reproductif est interdit dans nombre de pays, dont le nôtre. Quant au clonage dit thérapeutique, où des embryons humains clonés sont créés dans le seul but de produire des cellules-souches embryonnaires à des fins de recherche ou d'utilisation cliniques (sans transfert dans un utérus), il est autorisé par la loi (mais strictement contrôlé) dans quelques pays, dont la Belgique. Cependant, comme le remarque l'institut Roslin, la technologie des cellules IPS est "plus efficace et moins controversée et donc bien plus répandue". Elle peut elle aussi fournir des cellules-souches "matchant" celles du patient, par exemple pour remplacer des cellules sécrétant l'insuline déficiente chez un patient diabétique.

Par ailleurs, il faut aussi se rappeler qu'Ian Wilmut travaillait dans un institut de recherche de type agronomique. Un des objectifs était aussi tout simplement d'utiliser le clonage pour rendre les cheptels d'animaux domestiques plus performants qu'ils ne l'étaient auparavant. "Là, je crois, que d'une façon générale, on pourrait dire que c'est un échec, observe Michel Georges. En tout cas, ce n'est pas utilisé à grande échelle. On ne mange pas aujourd'hui d'animaux clonés. L'agriculture animale ne se porte pas trop mal et n'est absolument pas dépendante du clonage. Le clonage n'a pas d'impact significatif en production et sélection animale."

Quelles en sont les raisons ? La première est que lorsque les scientifiques ont réfléchi à l'utilisation du clonage en agriculture, ils ont compris que l'outil pouvait potentiellement augmenter les performances des animaux à un moment T de manière significative, mais qu'ensuite, les progrès seraient comparables à ceux obtenus avec les méthodes classiques. Aujourd'hui, résume Michel Georges, chez les bovins, on augmente la qualité du cheptel à chaque génération via les mâles et l'insémination artificielle. Les vaches, elles, sont peu sélectionnées et leur progrès génétique se fait via le génome paternel. Si on identifie le meilleur taureau sur un million d'animaux, le clonage permettrait de sélectionner la meilleure vache sur un million, puis d'en faire un très grand nombre de copies qu'on répartirait dans la population. Le niveau génétique de tout le cheptel s'élèverait donc en une fois. "Mais cette fois, on ne sait plus chercher la meilleure vache sur un million, puisqu'on les a rendues toutes identiques On fait donc d'abord un énorme bond en avant, puis on est freinés, note Michel Georges. En termes de vision à long terme, le clonage était donc moins alléchant que ce qu'on aurait pu imaginer". Par ailleurs, dans l'hypothèse où le clonage aurait été largement adopté, la technique ne répondait pas non plus au souci de diversité génétique, important en agriculture animale. "La diversité génétique est une sorte de police d'assurance génétique, or le clonage réduit cette variation et donc les éventuelles opportunités futures."

La deuxième cause de ce "rejet" est que le clonage n'est pas si aisé à réaliser. La technique demande des installations spécifiques, des expertises assez exceptionnelles, un coût assez élevé… Difficile donc à réellement démocratiser. Les faibles taux de réussite illustrent les difficultés de la technique (6 à 15 % pour les bovins et 6 % pour les porcins) : "le taux de succès du clonage n'est pas très élevé, observe Michel Georges. Une bonne partie des embryons créés n'arrive jamais à terme, parce qu'on n'arrive pas à reprogrammer correctement le noyau, par exemple. Et dans les animaux qui naissent, il y a un certain pourcentage qui présente des problèmes. Par exemple, le 'syndrome des veaux géants': une partie des descendants présentent des anomalies de croissance. Ce ne sont pas des monstres mais ils dépassent la taille d'un animal qui naît avec une fertilisation classique. Cela veut dire qu'on ne maîtrise pas complètement le développement précoce, mais cela pouvait être amélioré plus tard et cela a été le cas. Mais à ma connaissance, une fois que l'animal a la chance de se développer normalement, il n'y a pas d'anomalies pour lui ou sa descendance."

Légende: Quatre des cinq porcelets clonés nés d'une même portée en 2001 à l'Université du Missouri avec des museaux et des pieds fluorescents, tandis que le cinquième (à droite) est né avec une couleur normale. La portée avait reçu des gènes de méduse. Ce travail constituait une étape sur la voie de la culture d'organes d'animaux pour des greffes.

La dernière raison de cet échec du clonage en agriculture est sociale : "Dans le monde occidental et certainement en Europe, le consommateur lambda voit d'un mauvais œil cette évolution de l'agriculture." Irrationnel ? "Il y a un peu de cela, mais ce serait simpliste et arrogant de le réduire à cela. De toute façon, le consommateur a le dernier mot ! On pensait d'ailleurs que la Chine et l'Amérique du Sud allaient adopter cette technologie et allaient nous rendre non-compétitif en production animale et végétale, mais cela ne s'est pas produit. On y voit ces mêmes réserves par rapport à une agriculture très biotechnologique. Cependant, je ne vois pas de justification rationnelle aux craintes de cette technologie du clonage. Il n'y a rien de dangereux dans celui-ci : manger des animaux clonés n'aurait pas été néfaste à notre santé." En 2015, le Parlement européen a adopté une législation interdisant le clonage d'animaux à des fins d'élevage et d'alimentation dans l'Union mais aussi l'importation sur le territoire européen de leurs descendants et de produits qui en sont issus (viande, lait ou encore matériel reproducteur).

Dans son avis scientifique de 2008 puis dans ses déclarations de 2009 et 2010, l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) s'était montrée inquiète quant à la santé et au bien-être des animaux, soulignant le taux de mortalité associé au clonage.

Mirza pour toujours

En 2018, la chanteuse et actrice américaine Barbara Streisand a révélé qu'avant le décès de son chien Coton de Tuléar de 14 ans, Samantha, elle avait obtenu des cellules de la bouche et de l'estomac du chien afin de le cloner. Elle a ainsi obtenu deux clones de Samantha et lui ressemblant, nommés Miss Violet et Miss Scarlet. La Sooam Biotech Research Foundation en Corée du Sud est le leader mondial du clonage commercial de chiens et a à ce jour cloné plus de 600 chiens, dont beaucoup ont été envoyés aux Américains, selon Buisiness Insider. Barbara Streisand a elle fait appel à une entreprise texane, fondée en 2016 et qui aurait déjà cloné un millier de chiens. Actuellement, ViaGen Pets est capable de cloner des chiens pour 50 000 $, des chats pour 35 000 $ et des chevaux pour 85 000 $. Mais selon ViaGen Pets, bien que le clone puisse avoir exactement le même profil ADN que l'animal d'origine, il développera toujours son propre tempérament et sa propre personnalité. Si le clonage de chats et chiens permet à des particuliers qui en ont les moyens de répondre à une perte sentimentale, le clonage de chevaux permet aussi de maintenir une lignée de "champions". Ainsi, le double champion olympique Arko III a été cloné après sa mort et son clone est né en août 2021.

L'institut Roslin, qui a fait naître Dolly il y a 25 ans, prévient cependant : les animaux clonés n'ont pas toujours une apparence identique. "Il y aura toujours des différences significatives entre le clone et l'animal d'origine, à la fois dans leur apparence et leur personnalité. Un bon exemple de ceci est le premier chat cloné CC (pour CopyCat, NdlR) et son donneur d'ADN Rainbow, indique le Roslin Institute. Bien que CC soit le clone de Rainbow et partage son ADN, les deux chats sont complètement différents. En effet, la couleur et le motif du pelage sont influencés par l'environnement dans l'utérus, ce qui ne peut pas être reproduit par clonage."

Légende: Copy Cat, le premier chat cloné et son donneur d'ADN Rainbow

Cloné et transplanté

Des scientifiques allemands prévoient de cloner puis d'élever cette année des porcs génétiquement modifiés pour servir de donneurs de cœur pour les humains, sur la base d'une version plus simple d'un animal d'ingénierie américaine utilisé le mois dernier dans la première greffe de porc à l'homme au monde. Eckhard Wolf, scientifique à l'Université Ludwig-Maximilians (LMU) de Munich, a déclaré que son équipe visait à ce que la nouvelle espèce, modifiée à partir de la race de l'île d'Auckland, soit prête pour les essais de transplantation d'ici 2025.

"Notre travail est de modifier génétiquement les cochons 'donneurs'pour que leurs organes ne soient pas rejetés après les transplantations vers les humains, a expliqué M.Wolf à l'agence Reuters. Pour faire cela, nous devons introduire des modifications génétiques, c'est-à-dire 'éteindre'3 gènes de cochon et ajouter deux gènes humains. Ceci est réalisé dans des cellules de cochons en culture. On choisit ensuite les cellules dans lesquelles la modification a fonctionné et ensuite nous utilisons les cellules pour le transfert de noyau. C'est-à-dire que nous utilisons la technique de clonage de type Dolly pour d'abord produire les embryons à partir de ces cellules. Ces embryons sont alors transférés aux animaux receveurs de notre élevage qui les porteront jusqu'à la naissance."

Le cochon utilisé lors de la transplantation aux États-Unis était déjà cloné car il a été aussi produit à partir de cellules modifiées génétiquement et via un transfert de noyau, poursuit-il. "Mais ce n'est pas une bonne façon de faire en routine, car le clonage peut avoir effets secondaires que nous voulons éviter. Nous allons donc créer les générations suivantes de cochons par reproduction."

En effet, si le clonage seul ne s'est pas pour l'instant révélé particulièrement utile en agriculture, il est désormais possible de modifier le génome des plantes et des animaux (transgénèse). Cette opération est désormais devenue assez facile et bon marché, grâce aux ciseaux génétiques dit Crisp-Cas9. Cet outil dit d'édition du génome a valu à ses inventrices le prix Nobel en 2020. "Si on veut éditer le génome d'animaux et générer des animaux avec ces modifications, le clonage reste un véhicule et un outil utile, juge le Professeur Michel Georges. On est partiellement affranchi du clonage, tant l'édition du génome avec Crisp-Cas 9 est efficace. On peut réaliser cette chirurgie du génome avec le bistouri génétique directement sur un ovocyte fraîchement fécondé. Mais cela vaut pour certaines applications. Pour celles plus complexes, on réalise cette chirurgie génomique sur une cellule. Ensuite, on va prélever le noyau de cette cellule, utiliser la méthode de clonage 'Dolly'et l'insérer dans un ovule non fécondé."

C'est donc cette technique qui été utilisée pour produire par ingénierie génétique le cochon génétiquement modifié dont le cœur a été utilisé récemment pour être transplanté à un être humain avec succès. Le clonage pourrait donc être utilisé à petite échelle dans la xénotransplantation si celle-ci se répand à l'avenir. Pour le futur, Michel Georges n'exclut pas non plus un retour de l'intérêt pour le clonage, par exemple pour générer des animaux résistant à des pathologies afin de réduire la probabilité de transmission de maladie virale à l'homme.

Les animaux menacés

Face à la crise de la biodiversité et la sixième extinction de masse qui nous menace, pourquoi ne pas tenter de cloner les animaux en danger ou même déjà éteints ? Des tentatives sont déjà en cours. Mais les spécialistes de la biodiversité sont dubitatifs. "Bien que nous puissions techniquement cloner des animaux en voie de disparition, il faut réfléchir aux conséquences, écrit ainsi Rob DeSalle, biologiste moléculaire au Muséum d'histoire naturelle américain. Tout d'abord, il est très coûteux de cloner des animaux. Afin de faire fonctionner un clone, les scientifiques doivent faire de très nombreuses tentatives (parfois 200 à 300), dont la plupart échouent. De plus, une fois qu'un seul animal est cloné, pour qu'il soit utile à la biologie de la conservation, il doit se reproduire. Les scientifiques pourraient donc avoir besoin d'en cloner plus d'un. Cela est particulièrement vrai si l'espèce clonée est une espèce éteinte comme le loup de Tasmanie ou un mammouth laineux.

À l'heure actuelle, la biologie de la conservation ne consiste pas tant à sauver des espèces particulières et individuelles. Il s'agit plutôt de sauver des 'zones' de la planète afin de préserver la biodiversité. Ces habitats sont cruciaux pour l'existence des espèces dans la nature. En outre, Par exemple, nous pourrions dépenser un milliard de dollars pour cloner un millier d'animaux en voie de disparition (à raison d'un million de dollars par clone) qui pourraient ne pas survivre même s'ils étaient clonés", car leur habitat n'existe plus ou s'est fortement réduit.