Clonage : que se passe-t-il quand on clone un clone… encore et encore ?

C’est en 2005 que Teruhiko Wakayama, pionnier du clonage de l’université de Yamanashi au Japon, a cloné une souris femelle, avec un résultat correspondant aux attentes : le clone était génétiquement identique à la femelle clonée. Le chercheur a alors décidé de faire quelque chose d’extraordinaire. Avec son équipe, il a commencé à créer une chaîne de reclonage en série (du moins, en théorie). Le clone a été cloné, et ainsi de suite.

L’année dernière, la souris originelle avait été reclonée 1 200 fois.

« Lorsque vous photocopiez une image, sa qualité diminue légèrement. Et si vous photocopiez cette photocopie, elle perd encore plus en qualité », explique Teruhiko Wakayama. « Nous souhaitions voir ce qu’il se passerait si nous appliquions ce principe à une souris clonée ».

Les résultats de l’étude, parue dans la revue Nature Communications, aident les scientifiques à comprendre les limites de cette technologie (laquelle est en passe de devenir un outil essentiel dans les domaines de la conservation et de l’agriculture) et ses implications pour la sauvegarde des espèces menacées. Et il s’avère en effet que le clone du clone d’un clone est une copie de mauvaise qualité.

CLONER UN CLONE

Pendant 20 ans, Teruhiko Wakayama et son équipe ont réalisé plus de 30 000 clonages, donnant ainsi naissance à environ 1 200 souris (soit jusqu’à quatre générations par an). Au total, ils ont donné naissance à 58 générations en utilisant une technique de clonage connue sous le nom de « transfert nucléaire de cellules somatiques ». Celle-ci consiste à extraire le noyau d’une cellule donneuse et à l’injecter dans une cellule sans noyau, l’ovocyte énucléé, produisant ainsi plusieurs embryons clonés.

Au début, le taux de réussite (mesuré par le nombre de souris nées par rapport au nombre d’embryons clonés implantés dans les mères porteuses) a semblé augmenter d’une génération sur l’autre, passant de 7 % à 15,5 % entre la 1^re et la 26^e génération. Puis, quelque chose d’inattendu s’est produit, indique Teruhiko Wakayama. À partir de la 27^e génération, le taux de réussite a commencé à décliner : il n’était plus que de 0,6 % chez les 57^e et 58^e générations.

Pour savoir pourquoi le taux de réussite diminuait, les chercheurs ont séquencé le génome de souris issues de différentes générations. Ils ont alors découvert que chaque reclonage donnait lieu à une accumulation de mutations génétiques délétères. (Comme le souligne Teruhiko Wakayama, de précédentes études avaient suggéré que la plupart des clones ne présenteraient aucune mutation.) Dès la 27^e génération, le processus a atteint un tournant, entraînant une diminution constante du taux de réussite.

Les résultats démontrent que lorsqu’ils clonent un mammifère, les scientifiques ne créent pas forcément une copie parfaite de l’original. « Nous étions très surpris, car nous pensions que le clone serait identique en tous points au donneur originel », confie Teruhiko Wakayama. En réalité, les souris clonées développaient trois fois plus de mutations que les souris ordinaires, précise-t-il.

Ces mutations pouvaient être causées par l’absence de reproduction sexuelle, qui limite naturellement l’accumulation de mutations délétères. Mais elles pourraient aussi avoir pour origine le processus de clonage lui-même.

« Le fait que des animaux issus d’un reclonage présentent davantage de mutations que ceux issus d’une reproduction naturelle n’est absolument pas étonnant », remarque Ben Novak, spécialiste des biotechnologies employées à des fins de conservation de la faune sauvage chez Revive & Restore, une organisation qui finance les recherches sur l’utilisation des biotechnologies pour répondre aux défis de conservation. « Les clones font l’objet d’un reclonage à partir de tissus somatiques. Et nous savons que les tissus somatiques accumulent les mutations au cours de la vie d’un organisme… En revanche, ce qui est très intéressant, c’est de voir une étude qui a analysé ce genre de données, et ce sur de nombreuses générations ».

LE CLONAGE, UN COUP DE POUCE BIENVENU ?

De nombreux mammifères ont été clonés depuis la naissance de Dolly la brebis, en 1996, notamment des chats, des chiens, des chevaux et des cochons. Certains spécialistes estiment d’ailleurs que le clonage de mammifères pourrait être la clé pour résoudre quelques-uns des problèmes de la vie.

Par exemple, en clonant des animaux d’élevage en particulier, les éleveurs peuvent « copier » les membres les plus fertiles de leur troupeau ou ceux qui résistent le mieux aux maladies. Des amateurs de polo ont ainsi cloné les meilleurs chevaux. Quant aux animaux de compagnie, ils ne sont pas en reste. Ces pratiques suscitent toutefois la controverse. Certaines critiques affirment ainsi que le clonage des animaux de compagnie est contraire à l’éthique, au vu du nombre d’animaux euthanasiés chaque année dans les refuges.

D’un autre côté, le clonage pourrait être un atout pour la conservation des espèces, en boostant la diversité génétique. Celle-ci peut en effet être faible chez les populations menacées ne comptant plus que quelques individus et est souvent considérée comme un problème majeur à leur survie. Les biobanques du monde entier stockent du matériel génétique, véritable filet de sécurité qui peut être utilisé pour aider à rétablir ou à faire renaître des espèces.

À titre d’exemple, des chercheurs clonent des putois à pieds noirs en utilisant le matériel génétique d’un putois mort il y a environ 30 ans. Ils espèrent ainsi que les descendants du clone, une fois réintroduits dans la nature, stimuleront la diversité génétique de cette espèce, qui est menacée.

Enfin, si les humains migraient un jour vers d’autres planètes, le clonage pourrait s’avérer pratique, puisqu’il évitera de transporter de gros animaux dans l’espace en permettant de cloner leur génome à la place, indique Teruhiko Wakayama.

« Le clonage est déjà une véritable industrie », observe Katarzyna Malin, endocrinologue du développement au VetART Lab de l’UC Davis, qui n’a pas pris part à l’étude de Teruhiko Wakayama. « Les préoccupations éthiques sont nuancées et l’utilisation de cette technologie doit être responsable et encadrée ».

Selon elle, la nouvelle étude devrait inciter à des efforts de conservation basée sur la prévention plutôt que de faire appel immédiatement au clonage. « Le clonage en série pourrait un jour servir de passerelle au maintien de la reproduction d’un animal spécifique pendant des périodes ou quelques générations », explique-t-elle. « Cette étude souligne cependant que contrairement aux attentes des chercheurs, il n’est pas possible de cloner en série à l’infini ».

Bien que le reclonage ne soit pas une pratique courante, Ben Novak estime que l’étude récemment publiée aide les scientifiques à mieux comprendre une technologie qui n’en est qu’à ses balbutiements.

« Je pense que le fait d’étudier des clones de cette manière est vraiment fort et important pour le futur, pour comprendre le fonctionnement des génomes et identifier la tolérance aux mutations avant que les choses ne tournent mal », ajoute-t-il. « Les études comme celle-ci permettent d’avoir de vraies conversations fondées sur des données, plutôt que de s’adonner aux spéculations ».