Comment un petit champignon peut devenir grand ? Avec l'édition génomique CRISPR !

« Le petit champignon qui pourrait recevoir de l’aide de ses amis découpeurs de gènes » article de Cookson Beecher paru le 3 décembre 2018 dans Food Safety News.

Le champignon de Paris. Pour certaines personnes, c'est un aliment de base. Pour d'autres, ils ne figurent même pas sur la liste d'achats.

Mais peu importe où il se situe dans la banque de préférences du consommateur, ces champignons populaires sont à la pointe de ce que certains considèrent comme la « dernière avancée » dans la sélection des cultures : l’édition génomique, souvent appelée CRISPR*.

Aussi petits soient-ils, ces petits champignons représentent une étape importante dans l’agriculture car ils ont été la première culture modifiée par un gène à obtenir le feu vert du gouvernement américain. Grâce à cette décision prise en 2015, les champignons peuvent être cultivés, puis vendus sur le marché sans passer par le processus réglementaire de l'USDA.

Lori Harrison, de l'American Mushroom Institute, a expliqué que la technologie CRISPR est un outil d'édition de gènes qui permet aux chercheurs de désactiver un gène ou d'ajouter un trait souhaitable en modifiant un gène à un endroit spécifique du génome.

Les boutons blancs dominent le marché aux champignons car ils sont largement utilisés dans les soupes, les ragoûts et les salades. Cependant, leur courte durée de conservation est considérée comme l'un des principaux facteurs entravant le marché. Et c'est là qu'intervient l’édition génomique.

Toute la science complexe en jeu repose sur un objectif commercial simple: empêcher les champignons de brunir, une considération extrêmement importante pour les consommateurs, sans oublier les producteurs de champignons.

Cependant, même si les chercheurs ont pu utiliser l’édition génomique sur les champignons, il n’existe pas encore de champignons modifiés par gènes sur le marché, a déclaré Harrison.

Mais cela ne signifie pas que les autres cultures modifiées par gène ne sont pas dans les coulisses.

Les graines de soja, les voici venir

Cette année, des graines de soja par édition génomique ont été plantées sur 648 hectares dans trois Etats américains. Pour l'agriculture, cela marque une étape importante dans la biotechnologie. En effet, l'huile de soja broyée sera disponible sur le marché au début de l'année prochaine, soit sous forme d'huile comestible (pensez par exemple à la vinaigrette), soit sous forme de produits comme des barres de céréales.

Les défenseurs de cette technologie innovante disent que cela revient vers vous, le consommateur. L'huile des graines de soja contiendra moins d'acides saturés et beaucoup plus d'acide oléique plus sain que les graines de soja ordinaires. Mieux encore, à température élevée, lors de la friture, moins d’acides gras trans sont formés, ils sont considérés comme dangereux pour la santé humaine.

En d'autres termes, tout cela contribuera à réduire les graisses menaçantes pour le cœur, grâce à un profil d'acides gras « plus sains ».

Les agriculteurs en bénéficieront également, car ils obtiendront probablement plus d’argent pour leur récolte ; dans le cas du soja, cette année, il coûtera de 40 à 90 cents de plus le boisseau par rapport aux prix à terme standard.

Le temps est une autre considération. Les produits développés à l'aide de l’édition génomique peuvent être commercialisés dans un délai de trois ans, du moins dans les pays qui ne les classent pas parmi les produits OGM, ce qui coûte entre 10 et 20 millions de dollars. En revanche, la mise sur le marché d’un produit contenant des OGM pourrait coûter 100 millions de dollars sur une décennie.

Est-ce la même chose que les OGM?

Non, l'édition génomique n'est pas la même chose que la modification génétique d'un organisme (OGM), qui implique l'insertion de gènes étrangers dans l'ADN d'un organisme pour obtenir les résultats souhaités. Au lieu de cela, l'édition génomique repose sur le « réglage fin » des gènes déjà présents dans une plante. Dans certains cas, cela se traduit par l’activation ou la désactivation de gènes.

On sait qu’en Europe, il n’en va pas de même, voir cet article sur l’arrêt de la Cour de Justice de l'Union Européenne du 24 juillet 2018.

En termes simples, dans le cas de l'édition génomique, les enzymes sont utilisées comme des ciseaux pour modifier le système de fonctionnement génétique d'une plante, soit pour l'empêcher de produire des composants indésirables tels que les acides gras polyinsaturés, soit pour augmenter les niveaux de composants souhaitables tels que le bêta-carotène, un précurseur de la vitamine A, qui sont déjà dans la plante.

La précision est le nom du jeu. Les chercheurs disent que cela leur permet d'insérer ou de supprimer avec précision des gènes dans l'ADN d'une plante, améliorant ainsi une culture.

Il n’est donc pas étonnant que l’édition génomique ait la réputation d’être « la prochaine grande chose » en phytologie. Certains vont jusqu'à dire que c'est le « nouvel outil le plus populaire » de la science.

Harrison de l'American Mushroom Institute a dit que les chercheurs exploraient sa capacité à améliorer le rendement, la résistance aux maladies, la durée de conservation, la nutrition et d'autres attributs des cultures.

Au niveau humain, l’édition génomique CRISPR permet aux scientifiques de créer rapidement des modèles cellulaires et animaux, qu’ils peuvent utiliser pour accélérer la recherche sur des maladies telles que le cancer et les maladies mentales.

Sans surprise, la récente information selon laquelle un scientifique chinois a prétendu avoir modifié les gènes d’embryons de jumelles afin qu'elles ne contractent pas le VIH a provoqué une controverse. L'édition génomique comme celle-ci, le premier cas de ce genre au monde d'êtres humains modifiés génétiquement, est interdite dans la plupart des pays, y compris en Chine. En attendant, son travail n'a pas encore été vérifié.

Allez ici pour plus d'informations sur CRISPR.

Comment est-ce arrivé ?

Il y a un peu plus de cinq ans, des scientifiques de Calyxt, une nouvelle société américaine spécialisée dans les biosciences, ont réussi à provoquer des mutations ciblées sur deux sites du génome du soja. Cela a permis à la société de développer un soja plus sain. Incroyablement, tout a commencé avec une seule cellule de soja.

Par ailleurs, la société suisse Syngenta AG souhaiterait mettre sur le marché ses premiers produits édités par gène avant le début de la prochaine récolte. Dans cet esprit, il utilise l'édition génomique sur des cultures telles que la tomate, le riz et le tournesol. En Californie, Arcadia Biosciences Inc. utilise également l’édition génomique pour développer des aliments conviviaux. Les scientifiques soulignent que d’autres cultures peuvent être améliorées grâce à l’édition génomique, parmi lesquelles le maïs, le riz, le coton, le canola, le blé, le tournesol et les cultures fruitières et légumières.

Qu'en est-il de la réglementation?

Le ministère américain de l'agriculture ne prévoit pas de réglementer les nouvelles variétés de plantes développées à l'aide de l’édition génomique, car aucun ADN étranger n'est inséré dans les plantes, a déclaré le 3 mars 2018 le secrétaire américain à l'Agriculture (USDA), Sonny Perdue.

Dans son communiqué à ce sujet, Perdue a décrit l’édition génomique comme une technique « innovante » qui « ne peut être distinguée de celles développées à l'aide de méthodes de sélection traditionnelles ».

Dans le même ordre d'idées, il a également déclaré que des innovations telles que l'édition génomique sont « de plus en plus utilisées par les sélectionneurs de plantes pour produire de nouvelles variétés de plantes qui ne peuvent pas être distinguées de celles développées à l'aide de méthodes de sélection traditionnelles. »

Il a souligné que « les plus récentes de ces méthodes, telles que la modification du génome, élargissent les outils traditionnels de sélection des plantes, car ils permettent d'introduire de nouveaux caractères plus rapidement et plus précisément, ce qui peut permettre de gagner des années, voire des décennies, en apportant les nouvelles variétés nécessaires aux agriculteurs. »

« Avec cette approche », a-t-il déclaré dans son communiqué, « l'USDA cherche à permettre l'innovation lorsqu'il n'y a pas de risque présent.

L'innovation et la promesse d'avenir pour l'agriculture figurent dans cette stratégie.

« L'innovation en matière de sélection végétale est extrêmement prometteuse pour aider à protéger les cultures contre la sécheresse et les maladies tout en augmentant la valeur nutritionnelle et en éliminant les allergènes », a déclaré Perdue. « En utilisant cette science, les agriculteurs peuvent continuer à répondre aux attentes des consommateurs en matière d'alimentation saine et abordable produite de manière à consommer moins de ressources naturelles. »

Les États-Unis ne sont pas seuls dans cette approche. À la mi-novembre, Perdue annonçait que les États-Unis s'étaient associés à 12 autres pays pour soutenir les politiques permettant l'innovation agricole, notamment l’édition génomique.

Ces pays sont l'Argentine, l'Australie, le Brésil, le Canada, la Colombie, la République Dominicaine, le Guatemala, le Honduras, la Jordanie, le Paraguay, l'Uruguay et le Vietnam. Les 13 pays ont exhorté les autres pays à adopter des règles « cohérentes et fiables » pour les cultures modifiées par gène.

Pas si vite

Comme on pouvait s'y attendre, certains se sont opposés aux appels à une « solution de facilité » en matière de surveillance et de réglementation.

L'été dernier, la plus haute juridiction d'Europe a rendu une décision selon laquelle les cultures modifiées par gène devraient être réglementées de la même manière que les plantes génétiquement modifiées, un coup porté aux cultures destinées aux marchés d'exportation.

Et un rapport de 2018, intitulé « Gene-edited organisms in agriculture: Risks and unexpected consequences » ou « Organismes dotés d’édition génomique dans l'agriculture: Risques et conséquences inattendues », publié par les Amis de la Terre a son lot d'inquiétudes et d'avertissements. Le rapport souligne que, comme l’édition génomique implique de « couper » l'ADN, suivi de la réparation de l'ADN coupé par le mécanisme de réparation de la cellule, « ces techniques produisent des OGM ».

« Toute manipulation artificielle qui envahit les cellules vivantes dans le but de modifier son génome de manière directe, y compris l’édition génomique, constitue du génie génétique », selon le rapport des Amis de la Terre.

Ensuite, il y a des avertissements dans le rapport:

« De plus en plus de publications scientifiques révèlent les erreurs génétiques que l’édition génomique peut créer », a déclaré la Dr Janet Cotter de Logos Environment.

« Les nouvelles techniques du génie génétique telles que l’édition génomique sont risquées et peuvent avoir des conséquences surprenantes pour les hommes et la planète », a déclaré Dana Perls, des Amis de la Terre. « Ces nouveaux OGM doivent être correctement évalués pour leurs impacts sur la santé et l'environnement avant leur entrée sur le marché et notre système alimentaire. »

Selon le rapport, les chercheurs ont découvert d'importantes suppressions et réarrangements d'ADN près du site cible qui n'étaient pas prévus par les chercheurs. En outre, deux études indépendantes publiées dans Nature Medicine « ont montré que les cellules génétiquement modifiées avec CRISPR « peuvent potentiellement ensemencer des tumeurs ou peuvent initier des mutations tumorigènes. »

Une autre préoccupation évoquée dans le rapport est que CRISPR peut avoir des effets inattendus sur la régulation de l'ADN et des gènes et « pourrait créer de graves problèmes, tels qu'une interaction potentielle avec un gène de prévention du cancer dans les cellules humaines. »

L'environnement entre également en scène, le rapport avertissant que l'application de techniques telles que CRISPR « renforcera encore une approche de l'agriculture à forte intensité chimique », comme c'est le cas de nombreuses cultures OGM qui utilisent des pesticides tels que le glyphosate pour lutter contre les mauvaises herbes .

Le rapport recommande notamment de faire en sorte que toutes les techniques d'ingénierie relèvent de la surveillance du génie génétique et des OGM par le gouvernement. En outre, « tout le génie génétique devrait être étiqueté et traçable. »

Concernant l’étiquetage, dans le cas du soja modifié par un gène, un responsable de Calyxt a déclaré que les entreprises du secteur alimentaire utilisant l’huile de soja pourront faire des allégations santé telles que « zéro gras trans » sur les emballages, voire même « non-OGM ».

Qu'en est-il de la sécurité des aliments ?

Michael Hansen, chercheur à la Consumers Union, a dit : « vous ne savez pas ce que ces mutations ou ces réarrangements pourraient faire dans une plante ». C'est pourquoi il souhaite que les plantes soient testées pour leur sécurité sanitaire avant leur commercialisation.

« Bricoler avec des gènes de plantes pourrait conduire à des suppressions imprévues ou à des réarrangements génétiques complexes pouvant causer ‘des conséquences non voulues’ avec la chaîne alimentaire », a-t-il dit.

Faisant remarquer que même s'il ne s'opposait pas à l’édition génomique, il a déclaré que jusqu'à présent, « nous ne savons pas s'il existe des problèmes de sécurité des aliments. »

« Peut-être que cela (l’édition génomique) rend les plantes plus vulnérables aux maladies. Peut-être que cela augmente le niveau de toxines dans les plantes. Vous ne savez pas jusqu'à ce que vous le recherchiez. C'est pourquoi il faut investiguer et procéder à une évaluation de la sécurité sanitaire des aliments avant sa commercialisation. Et c’est pourquoi l’étiquetage est important. Les consommateurs doivent pouvoir prendre des décisions en se basant sur des informations. »

Le rapport des Amis de la Terre va encore plus loin : « S'il est essentiel de mener davantage d'études scientifiques sur les impacts spécifiques des conséquences non intentionnelles de l’édition génomique sur les systèmes agricoles, les systèmes écologiques, la santé humaine et la santé animale, la discussion concernant l'utilisation de l’édition génomique en agriculture doit également aller plus loin qu'une évaluation scientifique des risques pour englober un large débat public sur l'avenir de l'agriculture. »

L'avenir ?

« L’édition génomique est l'un des nombreux outils que l'agriculture peut utiliser pour produire les aliments sains et abordables auxquels les consommateurs s'attendent en utilisant moins de ressources naturelles », a dit Charlie Arnot du Center for Food Integrity. « Cela peut permettre aux sélectionneurs d’apporter des améliorations génétiques plus rapides et précises que d’autres méthodes de sélection. Pouvoir apporter des améliorations plus rapidement et plus précisément pour produire les aliments dont nous avons besoin avec un impact moindre sur l'environnement constitue un avantage social important. »

Arnot ajoute que, selon le World Wildlife Fund, la production alimentaire a plus d'impact sur l'environnement que toute autre activité humaine.

« L’édition génomique a un potentiel énorme pour aider les agriculteurs à cultiver les aliments dont nous avons besoin en utilisant moins de terres, d’eau, de produits chimiques et d’autres ressources », a déclaré Arnot.

« Nous en sommes à un stade précoce », a déclaré John Dombrosky, PDG d’Ag Tech Accelerator, dans une interview avec Bloomberg News. « L’édition génomique sera libre de faire des choses formidables tout au long du continuum agricole, et la promesse est gigantesque. Nous serons en mesure de peaufiner les aliments pour des avantages incroyables pour la santé et la nutrition. »

* Courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées, en français.

NB : Selon cet article,

Les généticiens anglo-saxons utilisent l’expression « genome editing » pour qualifier les modifications du génome induites par l’action ciblée des endonucléases. Malheureusement, la traduction de cette expression en « édition du génome » en change le sens au point de devenir inacceptable car le verbe anglais "to edit" n'a pas la même signification que le verbe français « éditer ». L'expression « réécriture » du génome, utilisée par plusieurs Académies de langue française, traduit plus fidèlement la réalité. »