Qu’est-ce que le système CRISPR/Cas-9 ?
CRISPR/Cas signifie « Clustered regularly interspaced short palindromic repeats / CRISPR-associated ». Il s’agit de séquences spécifiques de gènes dans le génome, reconnues par la protéine associée à CRISPR. Les séquences CRISPR ont été découvertes pour la première fois en 1987 chez les bactéries, mais leur fonction était alors inconnue. Plus tard, on a découvert qu’il s’agissait d’une sorte de système immunitaire des bactéries, destiné à lutter contre les virus. Les scientifiques Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier ont montré en 2012 comment utiliser ce système en génie génétique pour modifier spécifiquement des séquences génétiques. Pour leurs découvertes, elles ont reçu le prix Nobel de chimie en 2020. Le neuroscientifique Feng Zhang du MIT à Boston a ensuite rendu le système applicable aux cellules de mammifères et aux animaux de laboratoire.
Comment fonctionne CRISPR ?
Le système CRISPR-Cas9 fonctionne comme des « ciseaux » moléculaires permettant de couper précisément l’ADN à des endroits ciblés. Il est composé de deux éléments principaux : une molécule d’ARN qui reconnaît une séquence d’ADN spécifique, et l’enzyme Cas qui coupe le brin d’ADN à l’endroit marqué. Après la coupure, la cellule peut réparer l’ADN endommagé en introduisant des erreurs qui désactivent les gènes ou en insérant de nouvelles séquences génétiques ciblées.
Comment et pourquoi est-il utilisé ?
Le génome des bactéries, des cellules de mammifères ou des animaux de laboratoire peut être modifié de façon ciblée et précise grâce à CRISPR-Cas. Par rapport aux méthodes précédentes, la méthode CRISPR-Cas permet une modification du génome beaucoup plus ciblée, efficace et économique. Par exemple, une séquence génétique défectueuse peut être corrigée. En recherche fondamentale, un gène peut aussi être spécifiquement inactivé, par exemple pour modéliser une maladie particulière à partir de cultures cellulaires. Par exemple, dans un modèle murin, une maladie métabolique du foie a pu être traitée grâce à CRISPR-Cas (1).
Perspectives éthiques
Le chercheur chinois He Jiankui a provoqué un tollé en 2019 lorsqu’il a présenté ses travaux : il prétendait avoir modifié en éprouvette des embryons humains afin qu’ils ne possèdent pas le récepteur essentiel à l’infection par le VIH, les rendant ainsi immunisés contre le virus. He avait modifié génétiquement des cellules germinales, les avait fécondées artificiellement puis implantées dans l’utérus. Cela signifie que les enfants ainsi nés ont un patrimoine génétique modifié qu’ils peuvent transmettre à leur descendance. À l’époque, aucune autorisation d’un comité d’éthique n’avait été accordée pour ces expériences, ni de financement dédié. Les effets secondaires d’un tel traitement étaient trop incertains. He a finalement été condamné à trois ans de prison pour pratiques médicales illégales (2).
Cela a déclenché des appels internationaux à un moratoire. Aujourd’hui, dans de nombreux pays, l’utilisation de CRISPR-Cas chez l’humain est soumise à des règles légales et éthiques strictes. Par exemple, dans l’Union européenne, la modification du génome des cellules germinales humaines transmissibles à la descendance est largement interdite.
Une autre controverse porte sur la question de la propriété d’une découverte ou invention, ou sur les droits commerciaux qui y sont liés. Un litige acharné en matière de brevets oppose Doudna et Zhang depuis des années. L’Office américain des brevets a tranché en faveur de Zhang, lui attribuant le brevet (3). En Europe, cependant, Doudna et Charpentier ont été reconnues comme titulaires du brevet (4).
Opportunités et défis
Les opportunités offertes par la modification du génome sont indéniables. Elle accélère et simplifie considérablement la recherche fondamentale et offre des possibilités inédites. En clinique, des succès ont été obtenus grâce à CRISPR-Cas dans le traitement de l’amaurose congénitale de Leber, une maladie oculaire. De plus, des résultats prometteurs sont issus d’essais cliniques portant sur des thérapies géniques CRISPR contre les maladies du sang, comme l’anémie falciforme et la bêta-thalassémie (5).
Cependant, certains défis subsistent. Le système CRISPR-Cas peut également provoquer des modifications non souhaitées dans le génome, appelées effets hors cible. Pour garantir la sécurité des thérapies basées sur CRISPR-Cas, des contrôles rigoureux sont donc nécessaires.
Puisque la modification du génome soulève à la fois des questions scientifiques, éthiques et sociétales, une collaboration interdisciplinaire est indispensable. Des chercheurs suisses participent activement à l’élaboration de cadres pour de telles collaborations (6).
Un consensus général estime que les bénéfices médicaux de la modification génomique l’emportent, mais qu’un approfondissement de la recherche et des normes réglementaires est nécessaire (7).
Sources
1. Villiger L, Grisch-Chan HM, Lindsay H, Ringnalda F, Pogliano CB, Allegri G, u. a. Treatment of a metabolic liver disease by in vivo genome base editing in adult mice. Nat Med. Oktober 2018;24(10):1519–25.
2. Chinese scientist who produced genetically altered babies sentenced to 3 years in jail [Internet]. [zitiert 14. Mai 2025]. Verfügbar unter: https://www.science.org/content/article/chinese-scientist-who-produced-genetically-altered-babies-sentenced-3-years-jail
3. CRISPR's Nobel Prize winners defeated in key patent claim for genome editor [Internet]. [zitiert 14. Mai 2025]. Verfügbar unter: https://www.science.org/content/article/crispr-s-nobel-prize-winners-defeated-key-patent-claim-genome-editor
4. transGEN [Internet]. [zitiert 14. Mai 2025]. Streit um CRISPR/Cas-Patente: Die unendliche Geschichte. Verfügbar unter: https://www.transgen.de/recht/2721.crispr-streit-patent.html
5. Zhang S, Wang Y, Mao D, Wang Y, Zhang H, Pan Y, u. a. Current trends of clinical trials involving CRISPR/Cas systems. Front Med [Internet]. 10. November 2023 [zitiert 14. Mai 2025];10. Verfügbar unter: https://www.frontiersin.org/journals/medicine/articles/10.3389/fmed.2023.1292452/full
6. Kandlbinder A, Peter-Spiess MH, Leeners B, Mollaysa A, Cavazza T, Meier A, u. a. Strategies for Interdisciplinary Human Gene Editing Research: Insights from a Swiss Project. CRISPR J. April 2025;8(2):79–88.
7. Joseph AM, Karas M, Ramadan Y, Joubran E, Jacobs RJ. Ethical Perspectives of Therapeutic Human Genome Editing From Multiple and Diverse Viewpoints: A Scoping Review. Cureus. 14(11):e31927.
