Qu'est-ce qu'un organisme génétiquement modifiés (ogm) ?








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OGM : définitions et réglementation

Qu'est-ce qu'un OGM ?
Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme (animal, végétal, bactérie) dont on a modifié le matériel génétique (ensemble de gènes) par une technique nouvelle dite de "génie génétique" pour lui conférer une caractéristique nouvelle.
Ce processus s'inspire des techniques de sélection ou de mutation, qui existent déjà dans le monde agricole.
Les trente dernières années ont vu se développer des techniques modernes de "génie génétique", consistant à introduire un ou plusieurs gènes dans le patrimoine génétique d'un organisme et de construire des organismes dits "génétiquement modifiés" (organismes génétiquement modifiés -OGM- et les micro-organismes génétiquement modifiés -MGM). Ces techniques permettent de transférer des gènes sélectionnés d'un organisme à un autre, y compris entre des espèces différentes. Elles offrent ainsi potentiellement la possibilité d'introduire dans un organisme un caractère nouveau dès lors que le ou les gène(s) correspondants sont identifiés.
La transformation génétique peut être effectuée sur de nombreuses espèces végétales, depuis les céréales jusqu'aux légumes ou aux arbres. En tout, ce sont plus de 60 espèces qui peuvent être transformées. Les OGM les plus avancés correspondent surtout à des espèces de grande culture comme le maïs, la betterave et le colza. Les gènes introduits sont très divers mais actuellement ce sont principalement des caractères d'intérêt agronomique qui sont le plus développés.
Qu'est-ce qu'un organisme génétiquement modifiés (OGM) ?
Tout organisme vivant est sujet à des modifications naturelles de son patrimoine génétique, c’est le principe même de l’évolution des espèces.

On considère qu’environ le tiers des espèces végétales a évolué à partir d'hybrides naturels qui ne sont pas forcément stériles – contrairement aux hybrides animaux comme le mulet, produit du croisement de la jument et de l'âne.

Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme (animal, végétal, bactérie) dont on a modifié le matériel génétique (ensemble de gènes) par une technique nouvelle dite de « génie génétique » pour lui conférer une caractéristique ou une propriété nouvelle. Ce processus s’inspire des techniques de sélection ou de mutation, qui existent déjà dans le monde agricole.

Les trente dernières années ont vu se développer des techniques modernes de « génie génétique », consistant à introduire un ou plusieurs gènes dans le patrimoine génétique d’un organisme et de construire des organismes dits « génétiquement modifiés » (organismes génétiquement modifiés –OGM- et micro-organismes génétiquement modifiés –MGM). Ces techniques permettent de transférer des gènes sélectionnés d'un organisme à un autre, y compris entre des espèces différentes. Elles offrent ainsi potentiellement la possibilité d’introduire dans un organisme un caractère nouveau dès lors que le ou les gène(s) correspondants sont identifiés au préalable.

Le génie génétique joue déjà un rôle important et peut concerner à l’avenir différents domaines :

Dans le domaine médical, la production d’hormones de croissance à partir de bactéries génétiquement modifiées contenant le gène de l’hormone de croissance humaine a permis depuis le début des années 1980, de traiter de nombreux cas de nanisme. Les micro-organismes génétiquement modifiés sont également utilisés pour la production d’insuline ou de vaccins anti- hépatite B. La thérapie génique a d’ores et déjà été expérimentée pour des pathologies très diverses, du cancer aux maladies cardiovasculaires, de la myopathie à la mucoviscidose. A l’avenir, le génie génétique pourra, par exemple, permettre de lutter contre certaines maladies et de mettre en œuvre de nouveaux procédés d’obtention de produits thérapeutiques tels que des anticorps permettant de traiter des cancers.

Dans le domaine agricole, des plantes génétiquement modifiées, telles que le maïs, la betterave et le colza possèdent des propriétés de résistance à des insectes ravageurs des cultures, et de tolérance à certains herbicides, permettant alors d’en utiliser moins et de façon plus raisonnée ou d’utiliser des produits plus respectueux de l’environnement. En outre, le génie génétique ouvre de nouvelles possibilités, jusqu’alors peu exploitées, en termes d’adaptation des plantes à des conditions extrêmes telles que la sécheresse, la salinité, le froid ou les maladies (résistance au doryphore de la pomme de terre, par exemple). Le génie génétique pourrait également permettre d’éliminer des substances toxiques produites naturellement par certaines plantes.

Dans le domaine de l’alimentation, le seul aliment génétiquement modifié autorisé « tel quel » en Europe est le maïs doux. Des aliments hautement transformés (huiles, farines, etc) issus de matières premières génétiquement modifiées sont également commercialisables. Des perspectives de développement sont attendues avec de nouveaux aliments possédant des caractéristiques telle que l’enrichissement du riz en vitamine A ou en fer, permettant de lutter contre les maladies liés à des carences alimentaires, une modification en acides gras des huiles afin de limiter les risques de maladies cardiovasculaires….

Dans le domaine environnemental, on pourra envisager à l’avenir d’utiliser des plantes ou des micro-organismes permettant de dépolluer les sols contaminés et plus généralement d’éliminer les contaminants de l’environnement. Des plantes pourront ainsi être utilisées comme pièges à nitrates pour dépolluer les sols. Ces applications sont encore au stade de la recherche. Aujourd’hui, les biotechnologies employant des enzymes permettent de traiter les eaux usées industrielles.
Le marquage par gènes de résistance aux antibiotiques
Le transfert d'ADN par génie génétique étant pour le moment un événement rare, il est souvent nécessaire de disposer d'un outil de sélection des plantes qui ont acquis le "gène d'intérêt". De plus, la modification recherchée apportée par "le(s) gène(s) d'intérêt" peut être difficilement visualisable. Ainsi les OGM actuellement mis sur le marché ou à l'essai ont été obtenus par des techniques qui nécessitent l'utilisation de gènes permettant leur sélection ou "gènes marqueurs" à deux étapes distinctes :
1ère étape

C'est une étape de culture et de multiplication spécifique de bactéries porteuses du ou des gènes que l'on souhaite transférer à un organisme donné. Cette étape bactérienne permet d'isoler et de multiplier le gène d'intérêt pour disposer d'une quantité suffisante d'ADN. Dans ce cas, le "gène marqueur" communément utilisé est un gène de résistance à un antibiotique qui provient d'une autre bactérie. En multipliant les bactéries sur un milieu contenant l'antibiotique considéré, on sélectionne et on multiplie les bactéries qui possèdent à la fois le gène d'intérêt et le gène de résistance aux antibiotiques.

Ce type de gène de résistance à un antibiotique, s'il est transféré dans la plante (cas du maïs Bt-176 de Novartis), ne peut pas fonctionner du fait de l'utilisation de régions régulatrices spécifiques des bactéries (la protéine n'est donc pas produite dans la plante). L'évolution des techniques doit maintenant permettre d'éviter la présence de ce type de gène.
2ème étape

C'est l'étape de transfert du "gène d'intérêt" dans le génome de la plante. Cette étape nécessite aussi un gène marqueur pour identifier les cellules végétales où la modification génétique a eu lieu. Il s'agit également souvent d'un gène de résistance à un antibiotique mais qui, dans ce cas, est fonctionnel dans la plante (la protéine produite dégradera l'antibiotique). Ainsi, seules les cellules contenant le gène de résistance à un antibiotique et donc le gène d'intérêt peuvent survivre et se développer sur un milieu contenant l'antibiotique considéré.

Les méthodes alternatives à l'utilisation de gène de résistance à un antibiotique permettant la sélection des plantes transformées sont encore limitées aujourd'hui.
Elles peuvent consister à :

- utiliser un gène de résistance à un herbicide, mais la généralisation de l'utilisation de ce type de gènes peut présenter d'autres inconvénients au niveau environnemental et agronomique notamment si les plantes ainsi obtenues peuvent se croiser avec des plantes sauvages et leur transmettre ce gène et donc la résistance à cet herbicide ;


- utiliser un gène qui entraîne une réaction colorée quand une substance est ajoutée (sucre par exemple) ; cependant, ce type de gènes n'est pas toujours très efficace et présente certaines limites d'utilisation ;


- supprimer le gène marqueur qui était intégré dans le génome de la plante à l'aide d'outils moléculaires ; il s'agit de méthodes qui font encore l'objet de recherche pour leur mise au point ;


- introduire le gène d'intérêt et le gène de sélection sur deux morceaux d'ADN différents, puis effectuer des croisements et sélectionner dans la descendance les plantes qui ont perdu le gène marqueur. Cette méthode qui peut sembler la plus simple est en fait difficile à mettre en œuvre ;

- développer l'efficacité de transformation et de régénération des plantes (obtenir une plante transformée sur 10 ou 100 au lieu 10 000 ou 100 000) permettant une sélection des plantes transformées par PCR et de se dispenser ainsi de l'utilisation d'un gène marqueur. Cette approche n'est encore possible que dans quelques espèces seulement.
Quels sont les avantages que sont susceptibles de présenter les plantes génétiquement modifiées ?

Les plantes génétiquement modifiées peuvent présenter différents intérêts :
- être résistantes à certaines maladies ou à certains insectes, ce qui permet d'éviter ou de réduire l'apport de pesticides, et donc de limiter la consommation des produits chimiques en agriculture ;

- être plus résistantes à des milieux moins favorables et donc pouvoir se développer dans des conditions de sécheresse ou de salinité plus forte par exemple ;

- être plus riches en certaines molécules, ce qui permet de les utiliser de façon préventive ("riz doré " riche en vitamine A permettant de réduire les risques de cécité notamment dans les pays en développement) ou à des fins thérapeutiques ;

- être tolérantes à certains herbicides, ce qui permet donc des traitements plus simples et une lutte plus efficace.
A l'avenir, les plantes génétiquement modifiées pourraient jouer un rôle majeur dans le domaine médical (obtention de molécules, de vaccins…), agronomique (résistance à la sécheresse, aux maladies…), ou dans la dépollution des sols
OGM et thérapie génique
La thérapie génique consiste à transférer du matériel génétique dans les cellules d’un malade pour corriger l’absence ou la déficience d’un ou de plusieurs gènes qui provoque une maladie. Le transfert génétique doit permettre de corriger les déficiences constatées ou de moduler certaines réponses biologiques de ses cellules (par exemple, dans le cas de la thérapie génique anticancéreuse).

Les produits de thérapie génique sont définis comme tout produit visant à transférer du matériel génétique. Il s’agit des plasmides (fragments d’ADN, nus ou vectorisés), des virus (adénovirus, rétrovirus, lentivirus) ou les cellules les produisant, des cellules génétiquement modifiées. Ils peuvent être administrés selon une des trois modalités suivantes :

- enrobage dans des micro-gouttelettes graisseuses (liposomes) capables de traverser les membranes cellulaires ;


- insertion dans le génome de virus non pathogènes qui entrent dans les cellules ;

- injection directe dans la cellule.

Il existe deux types de thérapie génique :

- la thérapie génique in vivo, la plus fréquente : le gène est introduit directement dans l’organisme du malade ;

- la thérapie génique ex vivo : des cellules du patient sont prélevées et mises en culture en présence du produit de thérapie génique. Une fois le transfert du gène effectué, ces cellules génétiquement modifiées sont réintroduites chez le malade.

La thérapie génique est encore en phase de recherche clinique. Il y a actuellement 50 essais autorisés en France. 40 % des essais relèvent de la recherche publique et 60% de la recherche privée. La majorité des essais cliniques (85%) a pour objectif le traitement du cancer (notamment cancers du sein, du poumon). Malgré les nombreux essais cliniques qui ont été mis en place depuis bientôt dix ans, peu de succès thérapeutiques ont été enregistrés jusqu'à présent. Il faut noter les résultats positifs obtenus dans le traitement du déficit immunitaire combiné sévère lié au chromosome X. Les maladies cardio-vasculaires ont suscité quelques essais cliniques. Il existe également des essais cliniques ayant pour objectif le traitement de certaines maladies héréditaires mettant en cause un seul gène (maladies monogéniques comme la mucoviscidose par exemple).

Les essais cliniques relatifs à la thérapie génique, qui évaluent notamment la relation dose/réponse, la tolérance et l’efficacité, sont subordonnés à une autorisation délivrée par l’Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (AFSSAPS) après avis de la commission de génie génétique et de la commission d'étude de la dissémination des produits issus du génie biomoléculaire et accords des ministres chargés de la recherche et de l'environnement (cf. décret n° 2001- 909 du 1er octobre 2001).

Les développements de la thérapie génique se heurtent à un certain nombre de difficultés :

a) nombreuses difficultés de nature scientifique, notamment difficulté de cibler les cellules malades, rejet par l’organisme des produits de thérapie génique.


b) difficulté de production des vecteurs viraux en quantité suffisante et à des titres infectieux suffisants.

Malgré les efforts de quelques industriels pharmaceutiques, on manque d’unités de productions de vecteurs (viraux ou non viraux). Ces unités doivent être capables de produire dans le respect des « bonnes pratiques de fabrication » ; la production de ces vecteurs est complexe et fait appel à des processus contraignants.


OGM et vaccins
La vaccination consiste à introduire chez un individu une préparation dérivée ou proche d’un agent pathogène (virus, bactérie) destinée à créer une réponse immunitaire (c’est-à-dire la formation d’anticorps et/ou une activation des défenses cellulaires de l’organisme) capable de le protéger contre la survenue d’une maladie liée à cet agent. La vaccination permet la mise en place rapide de moyens de défense spécifiques qui prennent de vitesse le développement de la maladie.
Il existe plusieurs sortes de vaccins :

- les vaccins vivants atténués : l’agent virulent est affaibli par passage sur hôte non naturel ou un milieu peu favorable et devient incapable de provoquer la maladie (par exemple, vaccins BCG, vaccins contre la rougeole, la rubéole, les oreillons) ;

- les vaccins inactivés ou inertes : ils sont préparés à partir d’agents bactériens ou viraux inactivés ou à partir de fragments de germes tués ou d’anatoxines (par exemple, vaccins contre la poliomyélite, l’hépatite A, l’hépatite B, le tétanos) ;

- les vaccins issus de la recombinaison génétique (par exemple, vaccins contre l’hépatite B ; vaccin contre la rage chez l’animal, vaccin contre la peste porcine).
La production d’un vaccin par génie génétique consiste à identifier le gène codant pour la protéine immunogène (qui provoque la réaction immunitaire) puis à insérer ce gène dans le génome d’une cellule animale, d’une levure, d’une bactérie ou d’un virus. Après culture in vitro de ces organismes ainsi génétiquement modifiés, on obtient soit des microrganisme vivants (bactéries, virus) qui pourront être injectés comme fraction vaccinante, soit on extrait à partir de ces même micro-organismes des fractions antigéniques qu'il faudra purifier et concentrer pour produire le vaccin.
Le génie génétique permet de minimiser les risques allergiques ou infectieux pour l’homme observés avec certains vaccins. Le génie génétique permet en effet de construire de façon spécifique et programmée un micro-organisme présentant toutes les caractéristiques antigéniques souhaitées mais sans avoir la dangerosité du virus ou de la bactérie contre laquelle le vaccin lutte. Il permet aussi de produire des vaccins plus purs et de diminuer leur coût de production.
La mise au point de vaccins obtenus par génie génétique destinés à lutter contre des parasites (paludisme) ainsi que vis-à-vis des papillomavirus ou encore du VIH est à l’étude.
Les essais chez l’homme des vaccins sont précédés d’une phase de développement préclinique comprenant des études pharmacologiques et toxicologiques permettant de vérifier l’innocuité, le pouvoir immunogène et la tolérance sur différentes espèces animales. Ces essais précliniques sont subordonnés notamment, lorsqu’il s’agit de vaccins obtenus par génie génétique, à une autorisation du ministre chargé de la recherche et/ou du ministre chargé de l’environnement (voir fiche sur la réglementation des expérimentations d’OGM).
Les essais chez l’homme (ou chez l’animal pour les vaccins vétérinaires) évaluent notamment les caractéristiques de la réponse immune, l’interaction avec d’autres vaccins, la relation dose/réponse, le schéma de vaccination, la tolérance et l’efficacité. Les essais sont subordonnés à une autorisation délivrée par l’Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (AFSSAPS) (vaccins à usage humain) ou l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (AFSSA) (vaccins vétérinaires), après avis de la commission d'étude de la dissémination des produits issus du génie biomoléculaire (CGB) et accord du ministre chargé de l'environnement s’agissant des vaccins obtenus par génie génétique (cf. décrets n° 95-1172 et n° 95-1173 du 6 novembre 1995, décret n° 2001-909 du 1er octobre 2001).
La mise sur le marché des vaccins obtenus par génie génétique est subordonnée, au niveau européen, à une autorisation de mise sur le marché délivrée par la Commission européenne (cf. règlement CEE n° 2309/93 du 22 juillet 1993 et CE n° 726/2004 du 31 mars 2004). L’autorisation de mise sur le marché n’est délivrée qu’après une évaluation de la qualité, de l’efficacité et de l’innocuité du vaccin, c’est-à-dire d’une appréciation du rapport bénéfice/risque. En France, il est aussi possible d’avoir accès à ces produits dans le cadre d’une autorisation temporaire d’utilisation (ATU) délivrée par l’AFSSAPS (vaccins à usage humain) ou l’AFSSA (vaccins vétérinaires) après avis de la CGB et accord du ministre chargé de l'environnement (cf. décrets n° 95-1172 et n° 95-1173 du 6 novembre 1995, décret n° 2001-909 du 1er octobre 2001).
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