Un gène d’alligator implanté par CRISPR chez des poissons-chats les rend résistants aux maladies

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Baofeng Su et un poisson-chat. La deuxième image montre un poisson-chat transgénique (ci-dessus) avec un frère qui n'a pas subi d'édition génétique. © Baofeng Su/Auburn University
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Manger du poisson est reconnu bénéfique pour la santé, notamment grâce aux oméga-3. Mais deux problèmes majeurs surgissent. D’une part, les autorités sanitaires alertent face aux contaminations médiées par notre alimentation, tous les écosystèmes étant touchés par les pollutions chimiques. D’autre part, les stocks de poissons sauvages diminuent dangereusement. La pisciculture semble une voie appropriée. Récemment, des chercheurs ont tenté de rendre des poissons-chats résistants aux maladies en leur ajoutant un gène d’alligator par la technique d’édition génétique CRISPR. Véritable avancée technique et alimentaire, ou simple prouesse scientifique ?

L’Europe s’apprête à durcir ces lois concernant les composés perfluorés, véritable fléau sanitaire, contaminant tous les écosystèmes de telle sorte que la consommation d’un seul poisson d’eau douce par an, aux États-Unis, équivaut à consommer de l’eau contaminée pendant un mois. Les risques de cette alimentation polluée sur le corps sont, entre autres, des lésions hépatiques, un taux de cholestérol élevé, des réponses immunitaires réduites et plusieurs types de cancer.

De plus, au niveau nutritionnel, le poisson semble le meilleur allié de notre santé, peu calorique, riche en protéines de qualité, en vitamines (A, B, D, E), en minéraux (phosphore…), en oligoéléments (iode, sélénium, cuivre…) et en oméga-3. Il est alors sur-sollicité à l’heure où l’opprobre est jeté sur la viande et ce qu’elle requiert comme ressources pour être produite.

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Malheureusement, la disponibilité des ressources piscicoles fait face à deux principaux écueils : la surpêche et le réchauffement climatique. Les conséquences de ce dernier rendent certaines régions marines totalement inhospitalières pour certaines espèces de poissons, les faisant disparaitre. Nombre d’espèces sont interdites à la vente, car menacées, comme le thon rouge ou le requin. La pisciculture semble être la réponse.

Mais alors que des millions de poissons sont élevés aux États-Unis chaque année, beaucoup d’entre eux meurent d’infections. Or, l’élevage de poissons résistants aux maladies nécessiterait moins de ressources et produirait moins de déchets dans l’ensemble, et répondrait facilement à la demande des consommateurs.

C’est pourquoi un groupe de chercheurs de l’Université d’Auburn (États-Unis) a modifié génétiquement un poisson-chat, poisson consommé par une grande partie de la population, au moyen de la technologie d’édition génétique CRISPR. Ils lui ont ainsi implanté un gène d’alligator afin qu’il résiste aux maladies couramment rencontrées en élevage. La technique est potentiellement reproductible pour d’autres poissons. Leur étude est publiée dans bioRxiv, mais non encore évaluée par les pairs.

Stopper des épidémies en manipulant les gènes

L’étude s’intéresse particulièrement au poisson-chat, car il est devenu un aliment de base du régime alimentaire aux États-Unis. Il est commun à l’état sauvage ou en élevage, mais c’est l’élevage qui est privilégié en ce moment.

Il faut savoir que l’élevage du poisson-chat, tout comme n’importe quelle pisciculture, est un excellent terrain pour les infections. Entre le moment où les poissons d’élevage éclosent et le moment où ils sont pêchés, environ 40% des animaux (moyenne dans le monde) meurent de diverses maladies.

Les auteurs se sont penchés sur un gène d’alligator qui code pour une protéine appelée cathélicidine. La protéine est antimicrobienne. Rex Dunham, qui travaille sur l’amélioration génétique du poisson-chat à l’Université Auburn en Alabama, déclare au MIT Technology Review : « On pense qu’elle aide à protéger les alligators contre le développement d’infections au niveau des blessures qu’ils subissent lors de leurs combats agressifs les uns avec les autres ». Il semble alors tout indiqué que des animaux auxquels est adjoint artificiellement le gène dans leurs génomes pourraient être plus résistants aux maladies.

De manière concrète, après avoir utilisé l’outil d’édition de gènes CRISPR pour insérer le gène d’alligator de la cathélicidine dans la partie du génome qui code pour une importante hormone de reproduction, les chercheurs ont mis deux types différents de bactéries pathogènes dans des réservoirs d’eau. Ils ont alors découvert que les poissons génétiquement modifiés avaient beaucoup plus de chances de survivre que ceux n’ayant subi aucune intervention. Rex Dunham explique : « Selon l’infection, le taux de survie des poissons transgéniques était entre deux et cinq fois plus élevé ».

taux survie poisson chat
Graphiques de Kaplan-Meier pour le poisson-chat génétiquement modifié contre deux pathogènes bactériens du poisson. En haut : Flavobacterium covae. En bas : Edwardsiella ictaluri. © R. Dunham et al., 2023

Résister aux maladies, mais sans descendance

Comme les chercheurs ont inséré le gène d’alligator dans une cible génétique importante pour la reproduction, les poissons étaient stériles, une précaution importante pour l’équipe. En effet, les animaux génétiquement modifiés ont le potentiel de faire des ravages dans la nature s’ils s’échappent des fermes, supplantant leurs homologues sauvages pour la nourriture et l’habitat.

C‘est pourquoi, contrairement aux études antérieures, orientées exclusivement vers l’amélioration des traits souhaités, la présente étude a pris en compte les moyens de réduire l’impact potentiel des poissons transgéniques sur les écosystèmes et la biodiversité génétique.

Les scientifiques d’Auburn espèrent fortement faire approuver leur poisson-chat transgénique afin qu’il puisse être vendu et consommé. Mais cela pourrait être un long processus, et encore faut-il que le consommateur accepte l’idée de ce poisson transgénique.

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Rex Dunham et Baofeng Su (également de l’Université d’Auburn et co-auteur), pensent que tel serait le cas. Une fois le poisson cuit, la protéine fabriquée par le gène d’alligator perd son activité biologique : il est donc peu probable qu’elle ait des conséquences pour la personne qui consomme le poisson, explique Su en ajoutant que beaucoup de gens mangent déjà de la viande d’alligator. Dunham s’en amuse : « Je le mangerais en un clin d’œil ».

Outre l’éthique liée à l’édition de gènes et l’impact environnemental contrôlé, cette étude semble démontrer que la technique basée sur CRISPR peut être une approche robuste pour produire des lignées de poissons stérilisées et respectueuses de l’environnement, montrant une résistance accrue aux maladies. De facto, elle pourrait être un moyen de lutte efficace face à la crise alimentaire qui se profile.

D’ailleurs, les auteurs concluent : « Nous soutenons que l’outil d’édition du génome devrait être utilisé en complément des techniques de sélection existantes, et non en remplacement de celles-ci ». Rex Dunham ajoute que des méthodes similaires pourraient être utilisées chez d’autres espèces de poissons.

Source : bioRxiv

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