Caracteristiques des descendants de clones

Efficacite du clonage dans differentes especes, anomalies constatees

Chez les bovins Rappelons que les premiers veaux issus de clonage somatique dans le monde sont nes en 1998. Les bovins sont aujourd’hui l’espece pour laquelle le clonage est le plus developpe. Ainsi, l’efficacite du clonage rapportee chez cette espece, d’apres les diverses publications, est de l’ordre de 8 a 10 % de produits clones vivants. Cependant, NIEMANN et LUCAS-HAHN (2012) font mention d’un taux de succes de 20 a 25 %, attribue a Panarace et al. en 2007 et Kues et al. en 2008. Cette efficacite, bien superieure a celle retrouvee chez les autres especes, est le resultat non seulement de nombreux programmes de recherche sur le clonage bovin, mais aussi de l’enorme base de connaissances qui a ete developpee au cours des 30 dernieres annees a propos des techniques de reproduction assistee chez les ruminants.

De plus, les ovocytes bovins sont tres accessibles, notamment via les animaux d’abattoir, et le cout de leur recuperation est relativement faible. Ainsi, HEYMAN et al. (2005) ont estime a 1500 le nombre total de veaux nes de clonage somatique a travers le monde en 2005, d’apres les informations rapportees a l’IETS (International Embryo Transfert Society). En 2008, ce nombre etait estime a 4000. Les principaux pays impliques sont les etats d’Amerique du Nord (Canada et Etats-Unis) et le Japon, suivis par la Nouvelle-Zelande. Cependant, une constatation a rapidement ete faite par la communaute scientifique : une proportion variable de clones montraient des schemas de developpement aberrants et la mortalite perinatale semblait augmentee par rapport aux animaux issus d’une fecondation. NIEMANN et LUCAS-HAHN (2012) passerent en revue les principales anomalies constatees. Elles incluaient une duree de gestation augmentee, des veaux de taille trop importante a la naissance, des placentas anormaux, des problemes cardiovasculaires et respiratoires, des deficits immunologiques, des atteintes tendineuses, une obesite a l’age adulte, des dysfonctionnements hepatiques et renaux et une sensibilite augmentee aux maladies neonatales. Ces atteintes ont ete regroupees sous le nom de ≪ Large Offspring Syndrome ≫ (LOS). Leur incidence est stochastique et n’a jusqu’alors pas ete correlee avec l’expression anormale de genes isoles ou avec une quelconque pathophysiologie specifique.

Le type d’anomalies constate semblait different en fonction du stade du developpement du clone. La premiere etape cle du developpement concerne les stades precoces de la gestation. D’apres un rapport de L’AGENCE FEDERALE AMERICAINE DES PRODUITS ALIMENTAIRES ET MEDICAMENTEUX (2008), plusieurs publications (Le Bouhris et al. 1998, Hill et al. 1999, Kishi et al. 2000, Lanza et al. 2000, Chavatte-Palmer et al. 2002, Pace et al. 2002) s’accordent a dire que les arrets de gestation de clones ont majoritairement lieu avant le 60e jour. HEYMAN et al. (2005) ont evalue les taux de gestation a 21 jours entre 55 et 65 %, ce qui est similaire aux taux observes avec des embryons issus de fecondation in vitro (FIV), mais ils ont constate des le 35e jour de gestation une reduction du nombre de gestation atteignant 30 % par rapport aux gestations issues de FIV. Ils citent egalement une etude de l’INRA realisee par Laigre et al. en 2004 et dans laquelle les placentomes (association d’une caroncule uterine et d’un cotyledon foetal) et les foetus etaient mesures a 35, 50 et 63 jours de gestation. Cette etude montra que ces deux elements avaient une taille significativement inferieure a celle observee chez des genisses temoins gestantes apres insemination artificielle. Les diverses constatations et etudes sur le sujet ont donc mene les scientifiques a penser que le fort taux de mortalite embryonnaire precoce des clones serait lie a un defaut dans le phenomene de placentation, associe a des perturbations de la vascularisation (selon une etude de Hill et al., 2000, citee par HEYMAN et al. (2005)).

Mais contrairement aux gestations produites par insemination artificielle ou par transfert d’embryon, les avortements apres transfert nucleaire se poursuivent, avec une incidence non negligeable, dans le deuxieme et troisieme trimestre de la gestation. Ainsi, selon CHAVATTE-PALMER et al. (2012), ces avortements apres 90 jours concernent entre 25 et 75 % des gestations, en fonction de la cellule donneuse, contre moins de 5 % lors de gestations issues d’une fecondation, naturelle ou in vitro. D’apres les etudes de Lee et al. en 2004 et de Fletcher et al. en 2007, NIEMANN et LUCAS-HAHN (2012) indiquent que chez les embryons ayant survecu apres 60 jours de gestation, un plus faible nombre de placentomes ainsi qu’un poids augmente des caroncules, indiquant une croissance du tissu uterin excessive, ont ete constates. A l’hypertrophie des placentomes succedent, aux alentours du 150e jours, une hypertrophie du foie, des reins et une dilatation des vaisseaux ombilicaux. Ces anomalies sont regroupees sous le terme de hydrops (oedeme concernant un ou plusieurs compartiments placentaires ou le foetus lui-meme). HEYMAN et al. (2005) mentionnent le fait que les clones issus de cellules somatiques prelevees chez un animal adulte semblaient plus frequemment atteints par ce phenomene que ceux issus de cellules d’origine embryonnaire ou foetale.

CHAVATTE-PALMER et al. (2012) evoquerent alors l’hypothese d’une reprogrammation epigenetique anormale ou insuffisante des noyaux donneurs. Selon eux, une reprogrammation nucleaire incomplete apres clonage somatique et les echecs de retablissement de marqueurs epigenetiques appropries durant le developpement, joueraient un role essentiel dans l’apparition des anomalies morphologiques et fonctionnelles des placentas formes lors de clonage somatique. HINRICHS (2006) definit ce processus de reprogrammation comme celui qui permet de modifier l’ADN (Acide DesoxyriboNucleique) de la cellule donneuse pour que celle-ci passe d’une fonction propre a la cellule differenciee qu’elle est, a une fonction capable d’assurer le developpement d’un embryon. Dans la cellule donneuse, seuls les genes necessaires a sa fonction sont transcrits. Tous les autres genes sont inactives, et leur fonction est inhibee en majorite par modification (methylation ou acetylation) des bases moleculaires de l’ADN ou des histones, proteines qui maintiennent la structure en helice de l’ADN. Ces modifications concernent donc la fonction des genes sans affecter le gene lui-meme et sont donc appelees modifications epigenetiques. Ainsi, l’ovocyte est en quelque sorte capable de changer les marqueurs epigenetiques de l’ADN du noyau donneur en marqueurs compatibles avec la croissance d’un embryon. Cette reprogrammation anormale ou insuffisante lors de clonage semblerait entrainer un defaut de croissance et de fonctionnalite du placenta et pourrait egalement etre a l’origine d’un rejet immunologique du foetus issu du clonage somatique, comme le souligne l’AGENCE FEDERALE AMERICAINE DES PRODUITS ALIMENTAIRES ET MEDICAMENTEUX (2008), d’apres les travaux de Hill et al. en 2002 et Davies et al. en 2004. De plus, Yang et al. (2005), cites par HEYMAN et al. (2005) ont souligne que chez les foetus clones, certains genes soumis a l’empreinte parentale, c’est-a-dire ceux dont l’un des deux alleles est reprime en fonction de son origine parentale, et impliques dans la croissance foetale et placentaire ont une expression perturbee, ce qui pourrait expliquer en partie l’origine de ces anomalies.

La transgénèse par clonage somatique utilisée dans le domaine biomédical

Des bioreacteurs pour la production de proteines humaines d’interet La relative facilite de la transgenese chez les clones a vite permis de les percevoir comme des sortes de bioreacteurs pour la production de proteines humaines, dans leur lait ou meme leur serum. Cette approche s’est surtout developpee chez les petits ruminants comme le soulignent HEYMAN et al. (2005). Des brebis clonees a partir de fibroblastes transfectes produisaient ainsi un coagulant, le facteur IX humain (d’apres Schnieke et al., 1997). Un autre transgene, l’alpha-1 antitrypsine a pu etre insere dans des fibroblastes ensuite utilises en transfert nucleaire pour donner naissance a des agnelles transgeniques. Dans l’espece caprine, des chevres clonees transgeniques ont produit l’antithrombine III dans leur lait. Cette antithrombine est utilisee a l’heure actuelle, selon NIEMANN et LUCAS-HAHN (2012), pour le traitement de patients resistants a l’heparine et subissant des bypass cardiopulmonaires. Des lapines ont de meme ete produites pour excreter dans leur lait un inhibiteur de protease plasmatique, utilise pour le traitement de patients souffrant d’un oedeme de Quincke hereditaire. Cette meme espece a ete mise a contribution pour la production de l’alpha-glucosidase traitant la maladie de Pompe.

Toujours selon NIEMANN et LUCAS-HAHN (2012), une douzaine de proteines recombinantes derivees du lait de mammiferes seraient ainsi actuellement en phase d’essai clinique. Le serum de bovins clones transgeniques a egalement ete utilise : GALLI et al. (2012) citent la creation par Robl et al. (2007) de bovins portant des genes d’immunoglobulines humaines. En reponse a une vaccination, ces animaux produisaient ces immunoglobulines humaines qui etaient alors purifiees depuis le plasma bovin. Cependant, l’inefficacite des technologies et la reglementation ferme regissant la medecine sont des obstacles au deploiement des bioreacteurs. Le risque d’introduction de nouvelles maladies, notamment zoonotiques, chez l’humain est egalement une crainte qui necessite que ces composants biologiques soient minutieusement testes avant leur commercialisation. Ainsi, les couts de production totaux, incluant la construction du gene desire, la production de l’animal transgenique et l’extraction puis la purification du produit ainsi que les tests avant une mise sur le marche doivent etre compares aux opportunites d’utilisation pour jauger la viabilite commerciale d’une telle application. Soulignons de plus qu’il existe maintenant des outils tres precis, comme les meganucleases, qui permettent d’intervenir directement dans l’embryon pour modifier son noyau et inactiver des genes de maniere tres selective, en dehors de toute procedure de clonage.

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Table des matières

INTRODUCTION
LE CLONAGE DES MAMMIFERES: UNE TECHNOLOGIE RECENTE, DELICATE MAIS DONT LES APPLICATIONS SONT NOMBREUSES7
1.1. Quelques rappels anatomiques et physiologiques
1.1.1. L’ovocyte
1.1.2. Les differents stades du developpement
1.2. Theorie et historique du clonage
1.2.1. Qu’est-ce que le clonage
1.2.2. Differents types de clonage
1.2.2.1. La reproduction asexuée naturelle
1.2.2.2. La séparation d’embryon
1.2.2.3. Clonage de cellules embryonnaires
1.2.2.4. Le transfert de noyau de cellules somatiques
1.2.3. Chronologie
1.3. Bilan sur le clonage chez les especes de rente
1.3.1. Techniques utilisees
1.3.1.1. Le clonage classique
1.3.1.2. Le clonage manuel
1.3.2. Efficacite du clonage dans differentes especes, anomalies constatees
1.3.2.1. Chez les bovins
1.3.2.2. Chez les ovins
1.3.2.3. Chez les caprins
1.3.2.4. Chez les porcins
1.3.2.5. Chez les animaux de compagnie
1.3.3. Caracteristiques des descendants de clones
1.3.3.1. Les descendants de clones bovins
1.3.3.2. Les descendants de clones porcins
1.3.3.3. Les descendants de clones de petits ruminants
1.3.3.4. Les descendants de clones canins
1.4. Applications actuelles du clonage et perspectives d’avenir
1.4.1. En recherche fondamentale
1.4.2. Clonage reproducteur
1.4.2.1. Clonage de reproducteurs d’élite
1.4.2.2. Maintien de la diversité génétique pour la sauvegarde d’espèces menacées
1.4.3. Le clonage somatique au service de la transgenese
1.4.3.1. La transgénèse par clonage somatique utilisée dans le domaine de l’agriculture
1.4.3.2. La transgénèse par clonage somatique utilisée dans le domaine de l’écologie
1.4.3.3. La transgénèse par clonage somatique utilisée dans le domaine biomédical
1.4.4. Legislation actuelle concernant le clonage
TECHNIQUES DETAILLEES UTILISEES POUR LA CREATION DE CLONES EQUINS ET POINTS CRITIQUES POUR L’EFFICACITE DU CLONAGE EQUIN
3.1.1.3.3. Kheiron Laboratories
3.1.2. Le laboratoire de l’embryon equin du Texas comme moteur de la production de clones equins
3.1.2.1. Présentation du laboratoire d’embryon équin du Texas
3.1.2.2. Activités actuelles
3.1.2.3. La parole à Katrin Hinrichs
3.1.3. Les arguments motivant la production de clones equins
3.1.3.1. Bénéficier de la génétique des hongres
3.1.3.2. Sauvegarder des espèces menacées
3.1.3.3. Améliorer la connaissance de la valeur génétique des reproducteurs
3.1.4. Quelques problemes souleves par la croissance du marche du clonage
3.2. Les clones equins actuellement en vie
3.2.1. Les caracteristiques d’un clone equin
3.2.1.1. Naissance et santé des clones d’équidés
3.2.1.2. Intégrité génétique des clones
3.2.1.3. Longévité des clones équins
3.2.1.4. Points communs et divergences entre le clone et l’individu donneur
3.2.1.4.1. Concernant leurs caracteristiques physiques
3.2.1.4.2. Concernant leurs capacites reproductrices
3.2.2. Utilisation actuelle des clones et perspectives
3.2.2.1. État des lieux de la production en Europe et outre-Atlantique
3.2.2.2. Carrière de reproducteurs des clones : situation actuelle et perspectives
3.2.2.3. Vers une utilisation des clones dans le sport
3.2.3. Portofolio de quelques clones equins
3.3. La perception du clonage equin au sein de la filiere equine
3.3.1. Materiel et methodes
3.3.2. Resultats
3.3.2.1. Échantillon
3.3.2.2. Catégorie « Communication
3.3.2.3. Catégorie « Pourquoi cloner?
3.3.2.4. Catégorie « Caractéristiques des clones
3.3.2.5. Catégorie « Utilisation des clones
3.3.2.6. Catégorie « Votre perception globale du clonage
3.3.2.7. Répartitions des réponses en fonction de la position des sondés (pour le clonage et avis mitigé ou contre le clonage
3.3.3. Discussion
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE : QUESTIONNAIRE VISANT A EVALUER L’OPINION DES MEMBRES DE LA FILIERE EQUESTRE A PROPOS DU CLONAGE EQUIN