Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier remportent le prix Nobel de chimie 2020

07/10/2020
03 - Good Health & Well Being

Emmanuelle Charpentier et Jennifer A. Doudna recevront le prix Nobel de chimie 2020 pour avoir découvert l'un des outils les plus pointus de la technologie génétique : les ciseaux génétiques CRISPR/Cas9. Les professeures Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna, Lauréates 2016 du prix L’Oréal-UNESCO Pour les Femmes et la Science pour les régions Europe et Amérique du Nord, ont fait progresser d’un bond la recherche génétique en participant au développement d’une nouvelle technologie révolutionnaire qui a suscité l’émoi de la communauté scientifique, permettant de modifier les gènes d’une plante, d’un animal et d’un être humain en opérant une véritable microchirurgie de l’ADN. Les deux chercheuses ont conjointement découvert un moyen simple de modifier l’ADN de n’importe quel organisme. Baptisée CRISPR-Cas9, cette technique d’édition du génome permet aux scientifiques d’éliminer et d’ajouter des fractions de matériel génétique avec une extrême précision. Elle peut être utilisée pour neutraliser des gènes, corriger des maladies génétiques ou introduire des gènes pour créer des modèles animaux mimant des pathologies humaines.

Nous commençons tout juste à mesurer le plein potentiel de cette extraordinaire technologie. Le complexe CRISPR-Cas9 est capable de cibler la séquence d’ADN défaillante avec une incroyable précision. Une petite révolution qui ouvre des perspectives inédites en matière de thérapie génique, de thérapie cellulaire et d’immunothérapie, ainsi que de nouveaux champs d’application dans les domaines de l’agriculture et des biotechnologies. C’est une porte ouverte au développement de nouveaux traitements. La possibilité offerte de supprimer des gènes défaillants à l’origine de pathologies, en intervenant sur les cellules pulmonaires des enfants atteints de mucoviscidose par exemple, ou sur les muscles de patients souffrant de certaines formes de dystrophie musculaire. La technique a d’ores et déjà été utilisée pour sauver un enfant atteint d’une forme de leucémie incurable et pour améliorer la vue d’un patient souffrant de rétinite pigmentaire, une maladie génétique de l’œil. Et bien d’autres applications sont à venir.

La science moderne se définit par la collaboration

Cette avancée scientifique majeure constitue un parfait exemple des prouesses accomplies par les scientifiques lorsqu’elles et ils unissent leurs talents. 

La professeure Emmanuelle Charpentier est une microbiologiste et généticienne très respectée. Amenée à travailler un temps sur la bactérie Streptococcus pyogenes, responsable de l’angine streptococcique, elle est, notamment, fascinée par le mécanisme de défense de cette bactérie contre les attaques des phages, ces virus traqueurs de bactéries. La professeure Doudna est une spécialiste de la biologie structurale et le décryptage de l’ARN, un proche cousin de l’ADN, a longtemps été son domaine de prédilection. En 2005, elle est sollicitée pour étudier de curieuses régions d’ADN répétitives dans le génome de bactéries, appelées séquences CRISPR. 

Pour les scientifiques d’aujourd’hui, la recherche transfrontalière et pluridisciplinaire est un préalable indispensable si l’on veut ouvrir des portes à de nouvelles questions et de nouvelles réponses.

Professeure Emmanuelle Charpentier

En 2011, la microbiologiste française Emmanuelle Charpentier lui propose une collaboration. À l’époque, la professeure Charpentier a déjà publié d’importants travaux démontrant que les bactéries sont effectivement capables de s’auto-immuniser contre certains types de virus qu’elles ont déjà rencontrés grâce au système CRISPR-Cas. C’est la conjugaison de la connaissance approfondie de l’ARN de l’une et de la compréhension du complexe CRISPR-Cas de l’autre qui permit de mettre en lumière ce mécanisme de neutralisation des virus agresseurs par les bactéries, comme outil génétique programmable de précision pour modifier le génome des cellules et des organismes.

La collaboration a été un vecteur de succès important tout au long de ma carrière de chercheuse. Il faut des équipes de recherche pluridisciplinaires pour faire progresser la science fondamentalement dans tous les domaines. La collaboration est la clé de voûte de la recherche scientifique contemporaine.

Professeure Jennifer A. Doudna

En 2016, elles reçoivent toutes deux le Prix L’Oréal-UNESCO Pour les femmes et la science, décerné chaque année à cinq chercheuses émérites en reconnaissance de leurs contributions à la science. C’est la première fois que le prix distingue un duo de chercheuses, une décision inédite qui démontre que la collaboration dans le domaine scientifique est cruciale pour l’innovation. La spécialisation croissante des disciplines scientifiques et la complexité de plus en plus grande de la recherche encouragent les scientifiques à collaborer et à travailler en réseau.

Emmanuelle Charpentier a consacré beaucoup de temps à apprendre à d’autres scientifiques à se servir de la technologie CRISPR-Cas9 dans leur travail. Conséquence : son exploitation s’est répandue comme une trainée de poudre au sein de la communauté scientifique. La technique a tout bonnement révolutionné la recherche génétique.

Elles ont toutes deux rapidement pris conscience des nombreuses questions éthiques que pourrait soulever l’édition génétique. Jennifer A. Doudna a été à l'avant-garde pour s'assurer que ces questions sont correctement débattues et comprises. La chercheuse a notamment mis en lumière les problèmes posés par ce que l’on appelle l’ ‘édition de lignée germinale’, qui risque d’affecter les générations futures en modifiant des séquences de leur sperme ou de leurs ovules.

Professor Emmanuelle Charpentier

Professor Jennifer A. Doudna

CRISPR – une arme séduisante mais mortelle

Certains types de virus attaquent les bactéries qu’ils infectent et utilisent pour se multiplier. Mais les bactéries sont, elles aussi, dotées d’un système de défense. À l’aide de ciseaux moléculaires, elles coupent une partie de l’ADN du virus qui les a pénétrées, puis archivent ce « souvenir » du passage viral dans la région CRISPR (acronyme anglais pour courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées) de leur propre ADN, sorte de bibliothèque où sont stockés d’autres souvenirs des agressions virales passées. Un peu comme un carnet de vaccination qui recenserait les virus contre lesquels la bactérie est désormais immunisée.

En cas de nouvelle intrusion virale, la bactérie a automatiquement recours au bon « souvenir » qu’elle utilise comme une matrice pour produire des copies d’ARN (cousin chimique de l’ADN). Ces dernières constituent la base de cette arme bactérienne capable de cibler les virus avec une redoutable précision. L’arme est ensuite activée en liant une autre petite fraction d’ARN essentielle avec une enzyme de la classe des protéines Cas baptisée Cas9. Tel un missile guidé, ce complexe va balayer le génome viral en cherchant à localiser la portion de l’ADN du virus qui lui correspond et va s’y fixer. La protéine Cas9 va alors agir tels des ciseaux moléculaires, coupant net à travers la double hélice de l’ADN du virus, le désactivant ainsi.

Le Prix L’Oréal-UNESCO Pour les femmes et la science est décerné chaque année à cinq chercheuses émérites en reconnaissance de leurs contributions à la science.
L'UNESCO et la Fondation d’entreprise L’Oréal font le pari de reconnaitre celles qui, par la portée de leurs travaux, contribuent à relever les grands enjeux planétaires. Aujourd'hui, seuls 30% des chercheurs sont des femmes. Les stéréotypes cachent une part importante de l'histoire scientifique et perpétuent l'inégalité entre les sexes dans l'accès à ces domaines d'études et de carrières. Nous ne pouvons nous permettre de nous priver des talents de la moitié de l'humanité : les femmes font avancer la science et la science fait avancer le monde.

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