Clonage animal : une nouvelle étape importante

Des chercheurs japonais et américains ont pour la première fois réussi à produire des bovins génétiquement identiques en utilisant pour le clonage des cellules adultes préalablement maintenues en culture durant une période prolongée, allant jusqu’à trois mois.

Le transfert du noyau de ces cellules, des fibroblastes provenant de l’oreille d’un taureau d’élite âgé de 17 ans, dans des ovocytes a conduit après réimplantation à des vaches porteuses à la naissance de six veaux normaux, aujourd’hui âgés de 10 et 12 mois.

Il s’agit d’une première en matière de clonage dans la mesure où la culture à long terme de cellules donneuses de noyau permet de disposer d’assez de temps pour procéder à des modifications sophistiquées sur leur patrimoine génétique et ainsi obtenir des populations de cellules purifiées porteuses des modifications souhaitées (délétions homozygotes, mutations conditionnelles, transgène, etc).

Coupler clonage et manipulation génétique ciblée

Il devient donc maintenant possible de combiner clonage animal et ciblage de gène, et ce aussi bien pour inactiver un gène donné (animaux knock-out) que pour introduire une séquence génétique particulière (animaux transgéniques).

Jusqu’à aujourd’hui, le clonage de cellules somatiques se limitait principalement à l’utilisation de cellules donneuses de noyau, soit fraîches, soit cultivées in vitro pendant moins de 10 passages, un laps de temps insuffisant pour permettre de précéder à des manipulations génétiques.

Les applications de cette nouvelle technologie de clonage chez l’animal concernent l’agriculture et la médecine, qu’il s’agisse de la conservation d’espèces menacées, de la production d'animaux d'élevage à forte valeur ajoutée, de la fabrication de médicaments à usage humain et vétérinaire, de l’utilisation d’organes animaux à des fins de transplantation. Il est en effet concevable de modifier des molécules qui participent à la réaction de rejet d’une greffe en produisant par clonage des porcs donneurs d’organes génétiquement identiques.

Par ailleurs, en matière de recherche fondamentale, le clonage d’animaux âgés offre la possibilité de directement comparer longueur des télomères et vieillissement, et d’étudier " l’âge biologique " des animaux clonés.

Les travaux de l’équipe du Pr Xiangzhong Yang du laboratoire de génétique cellulaire et de transfert d’embryons du Kagoshima Prefectural Cattle Breeding Development Institute (Kagoshima, Japon), menés en collaboration avec Michele Barber de l’Université de Connecticut (Stoors), seront publiés dans une quinzaine de jours dans la prochaine livraison des Comptes rendus de l’Académie américaine des sciences (PNAS).

Ces chercheurs ont donc montré que la culture in vitro prolongée de fibroblastes adultes obtenus à partir d’une simple biopsie cutanée (jusqu’à 15 passages, ce qui équivaut à un nombre de doublements cellulaires supérieur à 30) ne grève pas la capacité de ces cellules à générer des clones sains d’animaux.

Il est à noter que, contrairement à ce qui se faisait jusqu’à présent en matière de clonage animal, la source des noyaux transférés provenait d’un mâle, en l’occurrence d’un taureau noir (Japanese Black Beef) de 17 ans, appelé Kamitakafuku, et dont la race est très appréciée au Japon pour sa viande de grande qualité.

Cette expérience prouve donc que des noyaux provenant de cellules somatiques d’animaux mâles et femelles peuvent être reprogrammés et assurer un développement embryonnaire normal après transfert dans le cytoplasme d’ovocytes. En effet, jusqu’à présent, les chercheurs considéraient, pour des raisons tenant aux profils complexes de méthylation/déméthylation des gènes, que seules les cellules somatiques adultes provenant d’animaux femelles gardaient la capacité d’être reprogrammées dans un ovocyte.

Les fibroblastes ont été prélevés en décembre 1997. Après deux mois en culture, les noyaux de ces cellules adultes ont été transférés dans des ovocytes énucléés, puis implantés au stade de blastocyste (J+7) dans l’utérus de vaches. Ce procédé a été répété pour un autre jeu de cellules maintenues en culture pendant trois mois.

Quatre veaux sont nés les 21, 23, et 24 décembre 1998 à partir des noyaux des cellules restées en culture pendant deux mois. Deux animaux sont encore vivants. Les deux autres sont morts suite à une infection virale et à une difficulté survenue lors de la mise bas (dystocie). Deux animaux supplémentaires sont nés les 7 et 8 février 1999. Ils provenaient de fibroblastes cultivés in vitro pendant trois mois.

Les quatre veaux clonés ont été baptisés Kamitakafuku 1, 2, 3 et 4 par les chercheurs japonais. Leurs collègues américains ont préféré les nommer Tommy, Andy, Timothy et Anthony.

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).