Genetic.ch - News

Les animaux transgéniques : un espoir pour la médecine (Source : SDES, avril 1998 Genève)

Les auteurs de l'initiative dite "pour la protection génétique" veulent restreindre le champ d'application de l'article constitutionnel sur le génie génétique en interdisant dans la constitution 1) les animaux transgéniques. 2) les disséminations d'organismes transgéniques 3) les brevets d'inventions en génie génétique. L'interdiction des animaux transgéniques serait celle qui entraverait le plus la recherche, car elle interromprait tous les projets nécessitant le recours à ces animaux. La recherche et le développement deviendraient très difficiles.
Depuis quelques années, les animaux transgéniques contribuent pour beaucoup aux progrès de la recherche médicale. Ils ont fait avancer nos connaissances sur des maladies incurables et permis d'envisager de nouvelles thérapies. Selon les spécialistes, la plupart des médicaments à venir auront nécessité l'utilisation d'animaux transgéniques à au moins un stade de leur développement.

Dans la recherche fondamentale, les animaux transgéniques sont devenus indispensables. Ils aident les scientifiques à comprendre des maladies infectieuses (sida), autoimmunes (diabète juvénile, sclérose en plaques, cancer) ou dégénératives (maladie d'Alzheimer). La maladie d'Alzheimer, par exemple, a été décrite pour la première fois il y a un siècle. Pourtant, ses causes sont aujourd'hui encore très mal connues et aucune thérapie efficace n'existe. A Bâle et à Zurich, des chercheurs sont à pied d'œuvre pour trouver un médicament contre cette maladie. Les animaux transgéniques leur sont d'un grand secours.

Les animaux transgéniques ont également prouvé leur utilité dans les recherches sur la maladie de Creutzfeld-Jakob (et la maladie de la vache folle), les déficits immunitaires de l'enfant et la malaria.

Une recherche médicale réputée dans le monde entier.

La recherche suisse a une excellente réputation. L'Institut d'information scientifique (ISI) aux Etats-Unis, établit régulièrement un classement des travaux en sciences naturelles sur la base du nombre de citations auxquelles ils donnent lieu (Science Citation Index/Impact Factor). En immunologie, en biologie moléculaire et en pharmacologie, cruciales dans la recherche médicale, la Suisse se classe au premier rang (voir tableau 1 ). En biochimie et en microbiologie, elle arrive deuxième derrière les Etats-Unis. Dans ces domaines, le génie génétique et les animaux transgéniques jouent un rôle central.

Tableau 1: classement des pôles scientifiques, par pays et spécialités.

	ler rang	2e rang	3e rang
Immunologie	Suisse	Etats-Unis	Belgique
Biologie moléculaire	Suisse	Etats-Unis	Allemagne
Pharmacologie	Suisse	Nouvelle-Zélande	Grande-Bretagne
Biochimie	Etats-Unis	Suisse	Suède
Microbiologie	Etats-Unis	Suisse	Grande-Bretagne
Neurosciences	Suède	Etats-Unis	Suisse

Le nombre de prix Nobel de Médecine illustre lui aussi la qualité des instituts suisses de recherche dans ce domaine. Ainsi, l'Académie de Stockholm a distingué cinq de nos scientifiques, suisses (Werner Arber, Rolf Zinkernagel) ou étrangers (Niels-Kaj Jerne, George Köhler, Susumu Tonegawa). Quatre d'entre eux sont des chercheurs en immunologie, un domaine où les souris transgéniques sont indispensables.

Les animaux, indispensables à la recherche médicale.

Entre 1983 et 1997, la Suisse a autorisé 31 médicaments obtenus à l'aide du génie génétique. Actuellement dans le monde, quelque 300 médicaments, vaccins et thérapies géniques font l'objet de tests cliniques. Selon les spécialistes, la plupart des médicaments à venir auront nécessité l'utilisation d'animaux transgéniques à au moins un stade de leur développement.
Pour certaines personnes, cependant, les expérimentations animales seraient inutiles. A leur avis, les animaux, transgéniques ou non, seraient des modèles trop simples, incapables de reproduire la complexité des interactions du corps humain.
Il n'en est rien. Les animaux ont en effet justement l'avantage de la complexité. Les modèles simples, comme les cultures cellulaires ou les simulations informatiques, font certes avancer la recherche. Mais, là aussi, les animaux se révèlent finalement indispensables pour vérifier les connaissances acquises. La seule solution de rechange serait l'expérimentation humaine, inacceptable sur le plan éthique.
Il est vrai que les animaux ne sont pas des modèles idéaux pour reproduire les maladies humaines. Mais ils sont malgré tout irremplaçables. Les expériences réalisées jusqu'à maintenant montrent que clans de nombreux cas, les découvertes faites sur les animaux étaient aussi valables pour l'homme.

Importance croissante des animaux transgéniques.

Selon les chiffres de l'Office vétérinaire fédéral, le nombre de projets utilisant des animaux transgéniques n'a cessé d'augmenter depuis 1992, pour se monter à 156 en 1996. Sur l'ensemble des animaux utilisés, 99% étaient des souris. lis étaient pratiquement tous destinés à la recherche fondamentale et à la recherche sur le cancer en particulier.

Parallèlement, le nombre total d'expérimentations animales a reculé, de l8% par exemple entre 1995 et 1996. Par rapport à 1983, la baisse atteint même 74%. Elle s'explique notamment par le recours accru à des méthodes de substitution et à l'utilisation d'animaux transgéniques. En immunologie, par exemple, analyser le rôle d'un gène sur des animaux transgéniques requiert nettement moins d'animaux qu'avec les méthodes classiques.
Depuis 1982, plus de 10 000 travaux de recherche dans le monde ont utilisé des souris transgéniques (dont 300 pour des groupes de recherche suisses, selon la banque de données medline(*). Au cours des dix dernières années, le nombre de publications en rapport avec les souris transgéniques a nettement augmenté. Il s'élevait à 2'311 en 1996, dont 65 pour la Suisse.
La plupart des publications suisses émanent de groupes de recherche universitaires. Quelques-unes sont l'œuvre d'instituts privés, comme l'Institut suisse de recherche sur le cancer (ISREC), l'Institut Ludwig, l'Institut Friedrich-Miescher et l'Institut bâlois d'immunologie.

(*)Enquête réalisée le 29 septembre 1997 sur Internet (http://www3.ncbi.nlm.nih.gov). Mots-clés introduits: "mice, transgenic" et "mice, knock-out".

Quelques projets de recherche en Suisse.

Immunologie, maladies infectieuses.
L'immunologie est la science qui s'intéresse aux aspects biologiques et médicaux des défenses naturelles de l'organismes.

Perforine: projet de recherche du prof. Rolf Zinkernagel et du prof. Hans Hengartner, Institut d'immunologie expérimentale, Hôpital universitaire de Zurich. Grâce à une souris qui n'a plus le gène de la perforine, les chercheurs ont montré comment le système immunitaire détruit une cellule infectée par un virus. lIs se sont aperçus que le système immunitaire réagit de la même manière pour combattre les cellules cancéreuses ou les cellules d'organes transplantés, comme le rein, le cœur et le foie. Sans les animaux transgéniques, les chercheurs n'auraient pas pu comprendre ce mécanisme.

Récepteur de l'interféron: projet de recherche du prof. Rolf Zinkernagel et du prof. Hans Hengartner, Institut d' immunologie expérimentale , Hôpital universitaire de Zurich.Grâce à une souris qui n'a plus le récepteur de l'interféron, les chercheurs ont analysé comment le système immunitaire réagit face aux virus. Ils ont pu étudier beaucoup plus facilement comment fonctionnent le système immunitaire, les vaccins et les médicaments antiviraux. La présence du récepteur de l'interféron aurait rendu ces recherches impossibles. Sans les animaux transgéniques, ce mécanisme n'aurait pas pu être mis à jour.

Diagnostic et thérapie des déficits immunitaires chez l'enfant: projet de recherche du prof. Georges Holländer, Département de la recherche, Hôpital cantonal de Bale.Les chercheurs du Laboratoire d'immunologie pédiatrique de l'Hôpital cantonal de Bâle étudient la formation et le rôle du thymus, un organe essentiel à la maturation des lymphocytes T. Or, les souris transgéniques sont les modèles qui reproduisent le mieux les échanges cellulaires complexes survenant dans le thymus pendant le développement de l'embryon.

Bases de l'immunité: projet de recherche du prof. Fritz Melchers, directeur de l'Institut bâlois d'immunologie. A l'aide d'animaux transgéniques, les chercheurs tentent de comprendre les bases de l'immunité. Les cellules du système immunitaire sont fabriquées dans la moelle et le thymus, selon un plan et un ordre définis dans le matériel génétique. Si une information est mal transcrite, la production est interrompue. Il apparaît alors un déficit immunitaire, puisque aucune cellule du système immunitaire n'aura pu être fabriquée.

Maladie d'Alzheimer
La maladie d'Alzheimer est une démence progressive, dégénérative et irréversible. Elle altère les capacités intellectuelles des malades, qui finissent par perdre leur autonomie. La maladie se traduit par une destruction lente des neurones du cortex cérébral. Elle touche près de 15% des personnes âgées de 65 ans et plus. En Suisse, 5'000 personnes en sont atteintes chaque année.

Etude des causes: projet de recherche du privat docent Kurt Burki, Novartis, Bâle. L'homme est le seul mammifère à développer la maladie d'Alzheimer. Pendant longtemps, la recherche s'est effectuée sur les cerveaux de malades décédés. Les scientifiques disposent depuis peu de modèles animaux obtenus par génie génétique. Ils étudient sur eux l'influence de différents facteurs (alimentation, gènes, etc.) pour comprendre l'apparition et l'évolution de la maladie. Bientôt, les animaux transgéniques serviront à tester les nouveaux médicaments et thérapies.

Développement de médicaments: projet de recherche de Jan Mous, Hoffmann La Roche, Bâle. Les scientifiques cherchent à élaborer un médicament qui, en ralentissant la formation de plaques séniles (amyloïdes), serait susceptible d'influencer favorablement l'évolution de la maladie. lIs utilisent des souris transgéniques pour un gène responsable des dépôts amyloïdes.

Nouvelles approches thérapeutiques: projet de recherche du prof. Charles Weissmann, directeur de l'Institut de biologie moléculaire de l'Université de Zurich. Les chercheurs ont inactivé un des deux gènes d'une souris. Elle a alors montré une faculté d'apprentissage réduite, une moindre grande mobilité, des changements (le comportement et, parfois, des troubles de l'évolution. Les scientifiques ont ensuite inactivé les deux gènes. lIs n'ont observé aucun changement nouveau. Cela signifie que le gène en question ne joue aucun rôle vital chez les souris. Sur le plan thérapeutique, les chercheurs peuvent ainsi envisager de réduire l'activité de ce gène chez l'homme. Il serait ainsi peut-être possible de ralentir les dégénérescences neurofibrillaires et stopper l'évolution de la maladie. Sans les animaux transgéniques, on ne pourrait pas envisager ces nouvelles approches thérapeutiques.

Cancer
Le cancer est la deuxième cause de mortalité dans les pays industrialisés. Chaque année, 30 000 nouveaux cas de cancer se déclarent clans notre pays. Une personne sur quatre en mourra. Il existe environ 200 formes de cancer. On peut en traiter beaucoup, voire en guérir certains. Mais il n'existe encore aucun traitement efficace contre la plupart des cancers.
En Suisse, de nombreux projets de recherche ont trait au cancer.

Etude des causes: projet de recherche du prof. Miche! Aguet, directeur de l'ISREC, Lausanne. Les travaux de l'ISREC ont pour objectif de comprendre les causes du cancer. lIs portent en particulier sur le contrôle de la division cellulaire, la différenciation cellulaire et les relations entre virus et cancers. Les chercheurs s'intéressent également au rôle des oncogènes (gènes responsables des tumeurs) et des antioncogènes (gènes suppresseurs de tumeurs). La plupart des gènes qui jouent un rôle dans l'apparition d'une tumeur sont aujourd'hui connus. Leur rôle dans les cellules normales ou cancéreuses l'est moins. Pourtant, la compréhension de ces mécanismes est un préalable indispensable au développement de nouvelles thérapies. Sans les animaux transgéniques, il serait impossible de poursuivre ces recherches et de développer de nouvelles thérapies.

Développement d'un vaccin: prof. Jean Charles Cerottini, Institut Ludwig de recherche sur le cancer, Université de Lausanne, prof. Claude Bron, Institut de biochimie, Faculté de médecine, Université de Lausanne (collaboration entre l'Institut Ludwig de recherche sur le cancer et le Centre pluridisciplinaire d'oncologie du CHUV à Lausanne). Le mélanome est une forme de cancer de la peau, le plus souvent malin. Il met dix à trente ans pour apparaître. Les traitements traditionnels (chimiothérapie et rayons) sont insuffisants. De nouvelles thérapies sont indispensables. A l'aide de souris transgéniques, dont les cellules ont subi les mêmes mutations que clans le mélanome humain, les chercheurs essaient de réactiver le système immunitaire paralysé. L'objectif est de pouvoir faire de même avec les malades. Sans les souris transgéniques, cette approche thérapeutique prometteuse dans la lutte contre le mélanome serait inconcevable.

Facteurs héréditaires déclenchant le cancer: projet (le recherche du prof. Adriano Aguzzi, Institut de neuropathologie, Hôpital universitaire de Zurich. Grâce aux souris transgéniques, les chercheurs peuvent étudier certaines tumeurs du système nerveux central, comme le papillome du plexus choroïde. Cette tumeur est souvent découverte chez le nouveau-né et le nourrisson.

Diabète
Le diabète touche 2% environ des Européens. C'est le trouble du métabolisme le plus fréquent et le plus lourd médicalement. On distingue le diabète juvénile et le diabète de l'adulte.
Le diabète juvénile (diabète insulinodépendant ou diabète de type l) se déclare surtout entre 12 et 24 ans, suite le plus souvent à une infection virale (oreillons par exemple). Dans ce type de diabète, le système immunitaire attaque et détruit les cellules du pancréas produisant l'insuline, de sorte que le taux de sucre sanguin dans le corps augmente anormalement. Ce diabète se soigne par des injections quotidiennes d'insuline.
Le diabète de l'adulte (diabète non insulinodépendant ou diabète de type II) survient entre 40 et 50 ans. Dans ce cas, le pancréas sécrète effectivement de l'insuline, mais en quantité insuffisante. Ce diabète comporte plusieurs sous-groupes, le plus connu étant le diabète lié à l'obésité qui se caractérise par une perte de sensibilité des tissus à l'insuline. Le diabète de l'adulte se soigne par le régime.

Etude des causes du diabète juvénile: projet de recherche du prof. Rolf Zinkernagel et du prof. Hans Hengartner, Institut d'immunologie expérimentale, Hôpital universitaire de Zurich. A l'aide de souris diabétiques, les chercheurs ont montré comment le système immunitaire attaque et détruit les cellules produisant l'insuline suite à une infection virale. Cette attaque du système immunitaire contre ses propres cellules s'appelle réaction autoimmune. Les souris transgéniques ont permis de voir comment le système immunitaire distingue les protéines du corps (fabriquées par les cellules du pancréas par exemple) des protéines étrangères (de virus par exemple).
Les scientifiques ont ensuite entrepris une thérapie de désensibilisation sur ces souris, semblable à celles effectuées contre le rhume des foins ou les piqûres d'abeilles. lis ont réussi à supprimer les cellules responsables de la destruction des cellules produisant l'insuline (cellules tueuses). Cette découverte a ouvert la voie à un possible traitement de la maladie chez l'homme.

Etude et traitement du diabète: prof. Bernard Thorens, Institut de pharmacologie et toxicologie, Faculté de médecine, Université de Lausanne.
Grâce aux souris transgéniques, les chercheurs sont parvenus à influencer la maturation des cellules du pancréas produisant l'insuline. Leur objectif est de fabriquer un pancréas bio-artificiel. En ce qui concerne le diabète de type II, ils étudient également les interactions moléculaires qui gouvernent la transmission du glucose dans le foie, les muscles et le cerveau. Les souris transgéniques aident à comprendre comment apparaît et se développe la maladie.

Infection au VIH/SIDA (syndrome de l'immunodéficience acquise)
Quelque 17 millions de personnes dans le monde sont infectées par le virus du sida (VIH, virus de l'immunodéficience humaine). Dans la maladie, le virus attaque et détruit les globules blancs. Le système immunitaire finit par s'affaiblir considérablement. Les personnes infectées meurent d'ailleurs souvent de maladies ou de cancers plutôt rares dans le reste de la population.

Substances antivirales: projet de recherche du prof. Guiseppe Pantaleo, Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Département de médecine interne, Université de Lausanne. A l'aide de souris transgéniques, les scientifiques tentent de comprendre le déclenchement de la maladie. lIs cherchent notamment à savoir comment le virus arrive à pénétrer dans une cellule. Ils observent également comment l'activation des globules blancs influence l'infection virale et certaines réactions de défense contre le VIH. Enfin, ils évaluent les substances (médicaments) qui bloquent le ligand du virus à la cellule cible et la pénétration du virus dans la cellule.

Pour l'heure, les chercheurs ne disposent d'aucune souris transgénique pour étudier les premiers stades d'une infection au VIH. Dans ce type de travaux, les souris transgéniques auraient de grands avantages sur les singes et les lapins. Leur système immunitaire est en effet le mieux étudié. De plus, il existe dans les souris un grand nombre de substances utiles, importantes dans le cadre d'une infection au VIH.

Maladie de Creutzfeld-Jakob et maladie de la vache folle
La maladie de la vache folle (ESB, encéphalopathie spongiforme bovine) est due, selon l'hypothèse actuelle, à une particule protéinique infectieuse appelée prion. Les prions sont responsables de certaines maladies du système nerveux central, dont la tremblante du mouton (ou scrapie) et certaines maladies rares chez l'homme. L'une d'elles est la maladie de Creutzfeld-Jakob, qui touche chaque année une personne sur un million.
Depuis 1996, on présume que l'ESB s'est transmise à l'homme par l'intermédiaire de viande de bœuf contaminée. Elle aurait provoqué l'apparition d'une nouvelle forme de maladie de Creutzfeld-Jakob, qui frappe les sujets jeunes. Jusqu'en 1997, 22 personnes, en Grande-Bretagne principalement, en sont décédées.

Etude des causes et recherche de thérapies: projet de recherche du prof. Charles Weissmann, directeur de l'Institut de biologie moléculaire, Université de Zurich et du prof. Adriano Aguzzi, Institut de neuropathologie, Hôpital universitaire de Zurich, chef du Centre des maladies à prions.
Les travaux ont montré que les souris transgéniques qui n'avaient plus le gène du prion résistent parfaitement aux prions infectieux. Cette résistance tombe si on réintroduit dans la souris le gène du prion. Il n'y a pas d'infection aux prions sans protéine de prion saine. On a constaté avec surprise que les souris qui n'avaient plus le gène du prion ne mouraient pas; mieux: elles ne montraient ni troubles du développement ou du comportement, ni symptômes de maladies.
Avec les souris transgéniques, les chercheurs ont aussi montré que la présence du gène codant la protéine normale est nécessaire pour que l'agent pathogène puisse se développer dans le corps. Ils ont également expliqué comment la protéine du prion parvenait au cerveau après avoir été ingérée.
Ces travaux ont indiqué une possibilité de thérapie visant à entraver la production de prions. Chez l'homme, les prions mettent plus de dix ans à passer de l'intestin au cerveau. La vaccination contre l'agent pathogène de l'ESB pourrait consister à inactiver la protéine normale du prion (comme pour la rage).

Sclérose en plaques
La sclérose en plaques (SEP) est une maladie autoimmune, qui se traduit par la destruction de certaines cellules (lu système nerveux central (myéline, la gaine isolante qui recouvre les fibres nerveuses). La maladie est fréquente surtout en Europe et en Amérique du Nord. En Suisse, elle atteint 100 000 personnes. Les femmes sont plus touchées que les hommes. La SEP survient généralement entre la vingtième et la quarantième année. Elle apparaît en général par épisodes (poussées), de manière chronique ou aiguë. Les symptômes sont multiples: picotements, altération du tonus musculaire, constipation, troubles de l'équilibre et de mémoire, paralysies, troubles de la vue pouvant aller jusqu'à la cécité.

Fonction des protéines des cellules nerveuses: prof. Martin Schwab, Institut de recherche sur le cerveau, Université de Zurich. Les chercheurs essaient de réparer (régénérer) les fibres nerveuses blessées dans le cerveau et la moelle épinière de l'adulte. Contrairement aux poissons, par exemple, les mammifères et les êtres humains sont incapables de réparer les fibres nerveuses. Certaines substances inhibitrices de croissance en seraient la cause.
Le stade précoce de la sclérose en plaques se caractérise par une réaction inappropriée de notre système immunitaire contre les cellules nerveuses du cerveau et de la moelle épinière. Les globules blancs attaquent les protéines produisant la myéline, d'où une destruction des cellules. Différents troubles commencent alors à apparaître, selon la zone endommagée.
Pour traiter la sclérose en plaques, il faut stopper la destruction des cellules nerveuses et réparer (régénérer) les cellules détruites. Les protéines de la myéline jouent un rôle central dans ce processus. Plusieurs des protéines codant la myéline sont aujourd'hui connues. Les animaux transgéniques sont indispensables pour étudier leur fonction précise.

Menace sur la recherche médicale

Dans les domaines scientifiques où les animaux transgéniques sont utilisés, la Suisse occupe le devant de la scène. L'interdiction des animaux transgéniques la condamnerait à jouer les seconds rôles. Elle toucherait directement 494 projets de recherche dans les hautes écoles, dont 276 en médecine humaine. Selon une enquête de l'Union suisse des sociétés de biologie expérimentale (USSBE) et du Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNRS), effectuées auprès de 800 scientifiques, l'interdiction obligerait 1784 personnes à interrompre leurs travaux (1047 scientifiques, 426 doctorants, 311 laborantins). De l'avis unanime des scientifiques, elle affaiblirait considérablement la recherche et la formation dans les universités suisses. Dans un domaine aussi pointu, la Suisse ne pourrait assurer à ses jeunes chercheurs une formation de qualité.
Enfin, l'interdiction des animaux transgéniques pénaliserait gravement des instituts de recherche réputés dans le monde entier.

Quelques exemples :

Institut bâlois d'immunologie : L'Institut se consacre exclusivement et avec beaucoup de succès à la recherche fondamentale en immunologie. Trois de ses anciens chercheurs ont reçu le prix Nobel de médecine (G. Köhler, N.K. Jerne, S. Tonegawa). L'Institut travaille sur 150 projets de recherche. La moitié nécessite l'utilisation de souris transgéniques.
L'Institut emploie quelque 50 scientifiques, 15 étudiants, 50 collaborateurs scientifiques et 60 collaborateurs administratifs et techniques. La moitié environ travaillent directement ou indirectement avec des souris transgéniques.

Institut d'immunologie expérimentale, HôpitaI universitaire de Zurich : L'initiative toucherait durement le centre de recherche du prof. Rolf Zinkernagel et du prof. Hans Hengartner: 70% des projets de recherche seraient concernés. La moitié des 30 collaborateurs seraient touchés.

Centre médical universitaire, Genève : A Genève, 30 groupes de recherche, soit environ ISO scientifiques, étudiants et collaborateurs, travaillent directement sur des modèles de maladies vivants (souris transgéniques). Leurs travaux portent entre autres sur le cancer, le diabète, les déficits immunologiques et la mucoviscidose.

Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer (ISREC), Epalinges : L'ISREC, qui emploie 180 personnes, devrait interrompre environ un tiers de ses travaux. L'Institut devrait renoncer à poursuivre des recherches prometteuses dans les domaines de la biologie de l'évolution et du cancer.

Institut Friedrich-Miescher, Bâle : 65 personnes, réparties dans dix groupes de recherche, travaillent directement sur des projets nécessitant l'emploi de souris transgéniques. C'est un tiers de tous les chercheurs. Les projets sont très diversifiés. Ils portent sur le cancer du sein, les cellules cancéreuses à métastases, le contrôle de la production d'anticorps, la régénération des cellules nerveuses et l'épilepsie. Dans les trois à quatre prochaines années, l'Institut engagera quelque 80 à 90 chercheurs pour travailler sur des projets nécessitant des animaux transgéniques.

***

Le 7 juin 1998, le peuple suisse a rejeté une initiative visant à interdire la recherche en génie génétique. Ce site Internet a contribué à ce succès, victoire de la recherche contre l'obscurantisme.