La Révolution Biotechnologique au service de la Longévité : Thérapies géniques – Séquençage de l’ADN – Ciseaux moléculaires CRISPR/Cas9

Ce n’est un secret pour personne que les 20 dernières années ont été rythmées par la Révolution Numérique, basée sur les progrès technologiques en Microélectronique – internet, smartphones ou plus récemment les robots qui envahissent notre quotidien en sont les applications concrètes.
Ce qui est moins connu du grand public, c’est que nous sommes entrés dans une nouvelle ère : celle de la Révolution Génétique et des Biotechnologies qui en émergent progressivement.

Soyons clair, si la Révolution Numérique a déjà beaucoup changé nos comportements, ce n’est rien à côté de la Révolution Biotechnologique en marche. Celle-ci va nous toucher au plus profond de nous-mêmes – au sein même de notre génome et ainsi donnera accès à l’humanité à la Médecine du 3ème millénaire – des traitements préventifs capables d’anticiper la maladie, de ralentir le Vieillissement et d’accroître la Longévité en bonne santé.

La Révolution Biotechnologique se base sur plusieurs technologies de Génie Génétique dont 3 sont particulièrement importantes:

  • Les Thérapies Géniques & Cellules Souches
  • Le Séquençage de l’ADN
  • Les Ciseaux Moléculaires Crispr-Cas9

Les techniques utilisant les Cellules Souches et leurs applications ayant déjà été développées en détail dans l’article « Cellules Souches : Outil de la Médecine Régénérative & Secret de Longévité » auquel nous vous renvoyons, la contribution d’aujourd’hui se concentrera principalement sur les 2 autres techniques.


Séquençage de l’ADN – Ciseaux Moléculaires Crispr-Cas-9
De quoi s’agit-il?

Génie Génétique – Thérapie Génique

Cette stratégie thérapeutique consiste à faire pénétrer des gènes dans les cellules ou les tissus d’un individu pour traiter ou prévenir sa maladie:

  • Soit en remplaçant un gène défectueux par un gène fonctionnel.
  • Soit en surexprimant une protéine dont l’activité aurait un impact thérapeutique.

D’autre techniques existent mais la plus courante utilise un Rétrovirus pour l’introduction du gène thérapeutique tel que représenté ci-dessous.

Les domaines actuellement les plus étudiés sont les Cancers, notamment certaines formes de leucémie, des Maladies Oculaires, la Mucoviscidose ou encore la Maladie de Parkinson mais le champ d’application est potentiellement illimité, en ce compris celui de la Médecine Régénérative Anti Vieillissement.

Chacun aura compris que la thérapie génique repose sur 2 prérequis :

– La Connaissance du Rôle que jouent chacun de nos Gènes.
– La Capacité à pouvoir Modifier nos Gènes rapidement et sans erreur.

C’est là qu’interviennent respectivement les 2 techniques mentionnées ci-dessus : le Séquençage de l’ADN et l’Outil d’Edition du Génome CRISPR-Cas9.

Rôle de nos Gènes : le Séquençage de l’ADN & la Protéomique

La connaissance du rôle de nos gènes consiste à déterminer la nature, la composition chimique et conformationnelle, des protéines qu’ils codent et ensuite à identifier dans quels processus métaboliques ces dernières interviennent.

La Première Etape passe par le Séquençage de l’ADN cad par la détermination de l’ordre d’enchaînement de ses éléments de base, les 4 types de nucléotides (adénine, cytosine, guanine, thymine).

Le séquençage de l’ADN a révolutionné la biologie moléculaire dans les années 1970, soit seulement une vingtaine d’années après l’établissement de sa structure en double hélice par Watson et Crick, mais ce n’est que début des années 2000 que le génome humain a été séquencé complètement grâce notamment au progrès du traitement informatisé des données (Big Data) et des nanotechnologies.

La vidéo ci-dessous résume 30 années de recherche, les progrès associés mais aussi leurs enjeux sociétaux.

La vitesse de séquençage s’est particulièrement accélérée ces 10 dernières années en permettant une réduction drastique de coût. Alors que 3 milliards ont été nécessaires pour séquencer le premier génome humain, aujourd’hui il ne vous en coûtera que 800 € pour un séquençage individualisé.

La Première Phase de la Connaissance du Rôle de nos Gènes est donc réalisée et réalisable à l’échelle des spécificités individuelles.

La Deuxième Etape s’adresse à la connaissance des vrais acteurs de la vie cellulaire – Les Protéines codées par le génome via la transcription de l’ADN en ARN lui-même traduit en protéines.

La science qui s’attache à cette compréhension est le Protéomique et elle comprend 2 approches complémentaires:

La Protéomique d’Expression qui vise à identifier quels gènes sont exprimés – traduits en protéines – dans une condition donnée ainsi que quelles quantités de ces protéines sont produites et les différents variants des protéines.

La Protéomique d’Interactions dont l’enjeu est de déterminer les interactions physiques entre les diverses sortes de protéines d’une même cellule, et les éventuelles variations de la composition de ces complexes multiprotéiques dans différentes situations biologiques.

Bien que de belles avancées aient déjà été réalisées dans la compréhension du rôle joué par les protéines au niveau cellulaire et au sein de notre métabolisme, contrairement à l’étape de séquençage de l’ADN, le champ d’investigation reste immense jusqu’à une connaissance complète du rôle joué par chacune de nos protéines.

Les quelques chiffres ci-dessous permettront de l’illustrer:

Suite à son séquençage, on estime que l’ADN humain code pour environ 22 000 gènes, ce qui au début laissait à penser à l’existence d’autant de protéines. La découverte du processus « d’épissage » qui est une modification de l’ARN avant sa traduction en protéines, permet de générer bien plus d’ARN différents et donc de donner naissance à une variété de protéines qu’on estime entre 100 000 et 1 000 000…on est bien loin des 22 000 en comptant 1 pour 1 avec le nombre de gènes.

Enfin, la connaissance détaillée et complète du rôle joué par nos gènes s’est encore sinon éloignée, en tout cas complexifiée, par le fait que l’ADN est transcrit en ARN dans son ensemble et pas uniquement pour les régions codantes pour des protéines (les 22 000 gènes représentant seulement 5% du génome) . Cela donne naissance à des ARN non codants dont pour la plupart on ne connait pas le rôle exact mais qui agissent directement sur la biochimie de la cellule en interagissant avec d’autres ARN ou avec des protéines.

Mi-2020, on en avait déjà identifié 21856 mais il en existerait plus de 100 000 voire beaucoup plus car l’ADN non codant représente 95% du génome humain.

Pouvoir modifier nos Gènes : les Ciseaux Moléculaires CRISPR-Cas9

Sur base de la connaissance du rôle que jouent nos gènes au travers des protéines et des ARN non codants, la thérapie génique consiste à modifier une partie de leur séquence d’ADN afin de les rendre plus efficients. Pour ce faire, des outils existaient depuis longtemps mais chaque modification prenait beaucoup de temps et était peu précise, donc peu sûre.

La mise au point de la technique CRISPR est en train de modifier la donne. Cet outil de modification de l’ADN est si efficace et rapide qu’il a été surnommé « Ciseaux Moléculaires« …couper un morceau de nos gènes et le remplacer par une séquence de meilleure qualité est maintenant à portée de tout laboratoire pour un prix très compétitif.

La video de l’Inserm ci-dessous en explique les grands principes et applications.

Applications pratiques en matière de Longévité en bonne santé

Chacun d’entre nous peut d’ors et déjà tirer profit des développements actuels de la révolution biotechnologique de 2 manières:

  • Effectuer le séquençage de son génome afin de détecter des variants génétiques éventuels, sources d’avantages ou au contraire porteurs de risque et adapter son mode de vie en conséquence.
  • Exploiter les connaissances acquises sur les gènes qui régulent le vieillissement et les intégrer au suivi de notre Programme de Longévité Cognitive (voir sur ce site Vivre Sans Vieillir).

Ce second axe fera l’objet d’un développement détaillé dans un prochain article.

Sociétés leaders de la Révolution biotechnologique

Le secteur des biotechnologies englobent une multitude d’entreprises, petites et grandes, mais 2 sont particulièrement remarquables dans le contexte des technologies du Séquençage de l’ADN et de sa modification par CRISPR-Cas 9:

La société ILLUMINA qui dispose de 90% des parts du marché mondial du Séquençage tant sa technologie et ses machines se distinguent de celles de ses concurrents et qui permettent aujourd’hui à chacun d’obtenir son génome pour quelques centaines d’euros.
Illumina fera sans doute partie des futurs Apple, Google ou Microsoft de la Révolution biotechnologique.

Illumina fournit sa technologie et ses machines aux laboratoires et centres de recherche bien sûr mais aussi à d’autres entreprises plus spécialisées dans l’interface avec les particuliers; en pratique, vous vous adresserez à des sociétés comme « 23andMe«  (origine américaine) « Gene Plaza«  (origine belge) pour le séquençage de votre ADN.

La société « CRISPR Therapeutics » fondée par Emmanuelle Charpentier co-inventrice de la technologie des Ciseaux Moléculaires et Prix Nobel de chimie en 2020 partagé avec Jennifer Doudna, continue à améliorer la technique et la commercialise auprès des laboratoires actifs en génie génétique.