Malgré les progrès constants que fait la chimie de synthèse pour mettre au point de nouvelles molécules à usage thérapeutique, malgré les progrès réalisés dans le ciblage des activités pharmaceutiques et la spécificité des molécules pharmaceutiques, il est reconnu que certaines affections ou certaines approches thérapeutiques font appel et feront appel à des macromolécules non accessibles à la chimie de synthèse. Deux exemples peuvent illustrer ce constat. Celui du traitement du diabète de type 1, pour lequel la seule thérapeutique efficace reste l’insuline, et celui de la vaccination, pour laquelle les antigènes utilisés ont toujours été des mélanges de macromolécules (protéines de surface des agents infectieux, polysaccharides complexes, etc.) (Shier, 2002 ; TROUVIN, 2003) .
Ces macromolécules complexes ont été initialement obtenues par extraction à partir du monde du vivant, ceci incluant le règne animal et végétal. Ainsi, en fonction de la protéine d’intérêt et de la barrière d’espèce, les sources d’approvisionnement ont été et sont plus ou moins restreints. Grâce aux récents progrès dans le domaine de la biologie cellulaire et moléculaire, de nouveaux outils de recherche et de production regroupés sous le terme général de génie génétique ont vu le jour. L’avènement du génie génétique et le développement des organismes génétiquement modifiés (OGM) ont permis d’envisager la mise au point de nouvelles sources d’approvisionnement pour obtenir des protéines en quantité et qualité suffisantes, voire de créer de nouvelles protéines d’intérêt pour la thérapeutique (et notamment les anticorps monoclonaux et leurs dérivés) qui n’étaient pas accessibles à partir de tissus ou fluides animaux ou humains. Grâce aux avancées scientifiques spectaculaires des dernières années en matière de génie génétique, il est désormais possible de produire un grand nombre de substances thérapeutiques similaires à celles produites par le corps humain, mais par l’intermédiaire de bactéries, levures, cellules de mammifères, cellules d’insectes, plantes et animaux transgéniques (Shier, 2002 ; TROUVIN, 2003) .
ELEMENTS DE TERMINOLOGIE
Les cellules
Les organismes vivants comme les animaux, les insectes, les plantes, les levures sont constituées de cellules eucaryotes. Ces cellules sont enveloppées d’une membrane plasmique enfermant la machinerie servant à leur survie (ribosomes, mitochondries…). Chaque cellule contient un noyau délimité par une membrane et contenant le patrimoine génétique sous forme de molécules d’ADN. Par contre, les bactéries sont des cellules procaryotes dépourvues de noyau (ADN libre dans la cellule) et de certains éléments de la machinerie cellulaire (mitochondries…) (CARON, 2012). Une cellule est l’élément de base fonctionnel et structural qui compose les tissus et les organes des êtres vivants. Elle contient l’information génétique de l’individu et est à l’origine de la création biologique. Une cellule est complexe. Elle est constituée de divers éléments dont une membrane qui lui permet d’être autonome ce qui ne l’empêche pas d’entrer en interaction avec les autres cellules. Les êtres vivants sont créés à la base par une unique cellule qui se divise par un phénomène itératif (appelé mitose) pour composer le corps humain. La multiplication des cellules est un phénomène régulé qui permet le développement du corps humain et des différents organes. La prolifération anormale et anarchique de cellules constitue un élément fondamental pour la constitution d’un cancer (HORDE, 2015).
L’Acide aminé (AA)
C’est une petite molécule dont l’enchaînement compose les protéines, on dit qu’une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères). Il existe 20 acides aminés différents utilisés pour fabriquer les protéines. (QUINKAL, 2003).
L’Acide nucléique
Un acide nucléique est un polymère formé par l’enchaînement de nucléotides. Les acides nucléiques jouent un rôle fondamental dans le stockage, le maintien et le transfert de l’information génétique. Il existe deux types d’acide nucléique : l’acide ribonucléique (ARN) et l’acide désoxyribonucléique (ADN) (QUINKAL, 2003).
L’Acide désoxyribonucléique (ADN)
L’ADN est le support biochimique de l’information génétique chez tous les êtres vivants (à l’exception de quelques virus qui utilisent l’ARN). Principal composant des chromosomes, l’ADN se présente le plus souvent sous forme de deux longs filaments (ou chaînes) torsadés l’un dans l’autre pour former une structure en double hélice. Chacune de ces chaînes est un polymère formé de l’assemblage de quatre nucléotides différents, désignés par l’initiale de la base azotée qui entre dans leur composition : A (Adénine), C (Cytosine), G (Guanine) et T (Thymine) (QUINKAL, 2003). L’ADN est une molécule que l’on trouve au cœur de chacune des cellules de tous les êtres vivants : elle est formée de deux chaines très longues entrelacées (une double hélice). Chacune de ces chaines est constituée, chez les humains, de plus de trois milliards de substances chimiques assez simples : les nucléotides, de quatre natures différentes (comme les perles d’un collier qui n’auraient que quatre couleurs ou comme un alphabet qui n’aurait que quatre lettres A, T, G, C). Cette molécule contient en elle toutes les instructions nécessaires pour qu’un individu se développe et se maintienne en vie. (TAMBOURIN, 2002). L’ADN ou acide désoxyribonucléique est aussi le support moléculaire de l’information génétique. La molécule d’ADN est composée de deux brins enroulés en double hélice. (COMITE DE VALIDATION SCIENTIFIQUE, 2001).
L’ADN : l’ADN polymérase est un ensemble d’enzymes qui participe à la réplication de l’ADN, c’est-à- dire à la copie des chromosomes. Ainsi, lorsqu’un brin d’ADN se forme, l’ADN polymérase intervient pour produire deux molécules identiques à la molécule de départ. C’est donc l’ADN polymérase qui est responsable de la synthèse des nouvelles molécules d’ADN. Toutefois, l’ADN polymérase ne peut qu’ajouter des nucléotides (molécules qui constituent la base de l’ADN) en complémentarité de ceux déjà existants, elle n’est pas capable de créer elle-même un brin d’ADN sans point de départ. (HORDE, 2014). L’Acide désoxyribonucléique (ADN) est, la molécule logée dans chaque cellule d’un être vivant, et qui en porte le code génétique (CYRILLE, 2008) .
L’ARN
L’ARN est un acide nucléique constitué d’une seule chaîne de nucléotides, de structure analogue à celle de l’ADN. Il existe cependant des différences chimiques entre ces deux acides nucléiques qui donnent à l’ARN certaines propriétés particulières. L’ARN est produit par transcription de l’ADN. (QUINKAL, 2003).
L’ARN messager (ARNm)
L’ARN messager est la photocopie du gène, il sert à transférer l’information génétique de son lieu de stockage (le chromosome) jusqu’au lieu de synthèse des protéines (les ribosomes). Les ARNm des cellules eucaryotes doivent subir une maturation, comprenant souvent un processus d’excision de leurs introns et d’épissage de leurs exons avant leur traduction en protéines. (QUINKAL, 2003).
L’ARN ribosomal (ARNr)
Il est le constituant principal des ribosomes, la machinerie cellulaire où a lieu la traduction en protéines de l’information contenue dans les ARNm. (QUINKAL, 2003).
L’ARN de transfert (ARNt)
Ce sont de petits ARN responsables du transport des acides aminés jusqu’aux ribosomes lors de la traduction des ARNm : chaque ARNt transporte un acide aminé, de façon spécifique. Sa séquence comporte une série de trois nucléotides, nommée anticodon, qui reconnaît le codon) correspondant à l’acide aminé qu’il transporte. (QUINKAL, 2003).
Le chromosome
Le chromosome est constitué d’une partie de la molécule d’ADN. L’homme en a 23 paires au cœur de chacune de ces cellules, les 22 sont communes aux deux sexes. Les deux chromosomes restants sont les chromosomes dits sexuels. Chez la femme, ils forment une paire. On les appelle chromosomes X. Chez l’homme, ils sont différents, l’un est chromosome X et l’autre, beaucoup plus court appelé chromosome Y. Tous les organismes vivants disposent de chromosomes, mais en nombre différent suivant les espèces. (TAMBOURIN, 2002).
Le code génétique
Le code génétique est un système de correspondance permettant de traduire une séquence d’acide nucléique en protéine. Dans ce système, un triplet de nucléotides, ou codon, désigne un acide aminé. Comme il existe 4 nucléotides, il y a 4x4x4 = 64 codons différents. À un codon donné correspond un seul et unique acide aminé. Par contre, il n’existe que 20 acides aminés différents dans les protéines, c’est pourquoi plusieurs codons peuvent désigner un même acide aminé. On dit que le code génétique est redondant. Certains de ces 64 codons ne désignent aucun acide aminé. Ces triplets « non-sens » indiquent à la machinerie cellulaire la fin de la lecture de l’information contenue dans les gènes, et provoquent l’arrêt de fabrication des protéines. On les appelle codons STOP. Tous les êtres vivants (à quelques variantes près) possèdent le même code génétique : il est universel. (QUINKAL, 2003). Le code génétique est un ensemble des règles de correspondance entre les messages inscrits dans l’ADN et les protéines aux fonctions déterminées. (COMITE DE VALIDATION SCIENTIFIQUE, 2001).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : ELEMENTS DE TERMINOLOGIE
I.1. Les cellules
I.2. L’Acide aminé
I.3. L’Acide nucléique
I.4. L’Acide désoxyribonucléique
I.5. L’ARN
I.6. L’ARN messager
I.7. L’ARN ribosomal
I.8. L’ARN de transfert
I.9. Le chromosome
I.10. Le code génétique
I.11. Le Gène
I.12. Le gène d’intérêt
I.13. L’Hybride
I.14. La génétique
I.15. Le génie génétique
I.16. L’ingénierie génétique
CHAPITRE II : ENJEUX ET RISQUES DES OGM
II.1. Enjeux des OGM dans la santé
II.1.1. Définition d’un OGM
II.1.2. Historique des OGM
II.1.3. Classification des OGM
II.1.4. La Production d’un OGM
II.1.5. Production des Médicaments
II.1.6. Exemples de médicaments obtenus par génie génétique
II.1.6.1. Les Hormones
II.1.6.2. Les Protéines Sanguines et Plasmatiques
II.1.6.3. Les Cytokines
II.1.6.4. Les vaccins
II.2. Enjeux des OGM dans l’alimentation
II.3. Les Risques des OGM
II.3.1. Pour la santé humaine
II.3.2. Pour l’environnement
CHAPITRE III : CRITERES D’AUTORISATION DES PRODUITS OBTENUS PAR GENIE GENETIQUE AVANT LEUR UTILISATION
III.1. Critères de qualité
III.2. Critères de sécurité préclinique
III.3. Critères d’efficacité clinique
III.4. Le rapport « bénéfice-risque »
III.5. Les droits de propriété intellectuelle
CHAPITRE IV : LES TECHNIQUES DE DETECTION DES OGM
IV.1. Principes communs aux méthodes de détection
IV.1.1. Échantillonnage
IV.1.2. Envoi de l’échantillon
IV.1.3. Broyages, homogénéisation
IV.1.4. Extraction de l’analyte
IV.1.5. Analyse
IV.2. La détection des protéines
IV.2.1. Méthodes
IV.2.1.1. Test ELISA
IV.2.1.2. Strip test ou Bandelettes tests
IV.2.1.3. Avantages et inconvénients
IV.2.1.4. Western Blot
IV.3. La détection d’ADN
IV.3.1. Méthodes
IV.3.1.1. La PCR qualitative
IV.3.1.1.1. Le criblage
IV.3.1.1.2. Les PCR spécifiques au gène
IV.3.1.1.3. L’amplification spécifique à la construction
IV.3.1.1.4. Le PCR spécifique à l’évènement
IV.3.1.2. La PCR quantitative
IV.3.1.3. Avantages et inconvénients
IV.4. Les Biodosages
IV.4.1. Méthode
IV.4.2. Avantages et inconvénients
IV.5. Les méthodes physiques
CONCLUSION
REFERENCES