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Numéro
Med Sci (Paris)
Volume 18, Numéro 5, Mai 2002
Page(s) 526 - 527
Section Le Magazine : Nouvelles
DOI http://dx.doi.org/10.1051/medsci/2002185526
Publié en ligne 15 mai 2002

La xénotransplantation, transplantation entre espèces différentes, représente une solution alternative potentielle au problème actuel du déficit d’organes. Outre le risque de transmission de virus porcins à l’homme et le problème du fonctionnement chez l’homme d’un organe d’une espèce différente, et qu’il faudra clarifier, l’obstacle majeur au succès d’une telle stratégie reste la barrière d’espèce entre l’homme et le porc, ce dernier étant retenu de façon unanime comme l’animal donneur. En effet, le sérum des humainscontient des anticorps dits naturels, encore appelés préformés, qui reconnaissentun antigène disaccharidique xénogénique majoritaire : le galactose α1,3 galactose, porté par les cellules de tous les mammifères à l’exception des humains et des primates de l’ancien monde. Ainsi la disparition ou, à défaut, la réduction de l’expression decet antigène de la surface des cellules porcines était-elle devenue un enjeu essentiel pour l’avenir de la xénotransplantation et une voie de recherche prioritaire depuis quelques années. Jusqu’à présent, l’impossibilité d’isoler chez le porc les cellules ES (embryonic stem cells) qui sont absolument nécessaires à la technique de knock-out rendait totalement impossible l’obtention de porcs dont le gène codant pour ce sucre aurait été invalidé. On se contentait donc de diminuer l’expression des disaccharides galactose α1,3 galactose par différentes stratégies astucieuses de compétition avec d’autres sucres, ou encore de neutralisation intracellulaire de l’enzyme galactosyl-transférase responsable du « branchement » des résidus Gal à la surface des cellules par des chaînes uniques de fragments variables d’immunoglobulines dirigées contre l’enzyme. Depuis l’avènement de la technique de clonage par transfert nucléaire appliquée d’abord à la brebis (Dolly)(→) puis à d’autres espèces comme le porc [1], il devenait envisageable d’invalider un gène par recombinaison homologue in vitro dans des cellules en culture puis de transférer le noyau de ces dernières dans un œuf porcin vide afin de recréer un embryon. La publication du travail de l’équipe de Randall Prather, en collaboration avec Immerge BioTherapeutics, annonce l’obtention, par cette technique de transfert nucléaire, de porcelets dont le gène codant pour la galactosyl transférase a été invalidé [2]. Brièvement, la technique a consisté à insérer au sein du gène codant pour cette enzyme, par l’intermédiaire d’un vecteur, un fragment d’ADN contenant notamment une séquence de résistance à un antibiotique. Lorsqu’elles sont exposées en culture à la présence de cet antibiotique, seules les cellules porteuses du nouveau fragment d’ADN survivent. On contrôle alors que l’intégration du nouvel ADN s’est faite à la position voulue dans ces cellules. Le gène ainsi recombiné exprime alors une version tronquée et donc inopérante de la galactosyl-transférase. Mais cette technique conduit à la recombinaison d’un seul allèle, et donc à des animaux hétérozygotes pour le gène recombiné. Les cellules fœtales ainsi manipulées sont ensuite fusionnées avec des ovocytes dont les chromosomes ont été retirés, permettant le démarrage de cycles de divisions cellulaires et la production de blastocystes qui sont ensuite implantés dans l’utérus de femelles pré-traitées pour que la muqueuse utérine soit propice à l’implantation. Cette stratégie complexe a dû être répétée un nombre considérable de fois (3 000 implantations sur 28 femelles) pour arriver à la naissance de 7 porcelets hétérozygotes pour le gène galactosyl-transférase, soit 0,2 % de succès. Ainsi que nous le mentionnons cidessus, les premiers animaux sont hétérozygotes et expriment donc toujours des résidus Gal. Pour obtenir des animaux homozygotes pour le gène tronqué, les hétérozygotes seront croisés entre eux, ce qui représente plusieurs mois supplémentaires de travail. Cette recherche n’est pas l’apanage d’un seul laboratoire car, simultanément à cette publication, la firme écossaise PPL Therapeutics (à l’origine de la naissance de Dolly) annonçait lors d’une conférence de presse, puis dans une publication [3] la naissance, le jour de Noël (!), de 5 porcelets dépourvus de galactosyl-transférase. En outre, il semble que la firme Advanced Cell Technology (Worcester, USA) soit proche du même résultat.

(→) m/s 1997, n°3, p. 426 et 428

L’arrivée prochaine dans le monde de la recherche en xénotransplantation de porcs homozygotes pour une délétion du gène galactosyl transférase est une information de première importance, que l’on attendait depuis bien longtemps. Des progrès considérables ont été obtenus avec les porcs transgéniques pour les molécules capables de bloquer l’activation du complément humain qui est un des facteurs essentiels du rejet hyperaigu dans les xénogreffes. Si la compréhension des mécanismes des rejets xénogéniques est de plus en plus précise, il n’en demeure pas moins que le rejetretardé de tissus xénogéniques ne peut toujours pas être prévenu et reste l’obstacle immunologique majeur au succès de la xénotransplantation. L’utilisation d’organes issus de tels animaux devrait vraisemblablement faire progresser considérablement les travaux cherchant à améliorer la survie des xénogreffes chez les primates. Ce n’est sûrement pas la fin de l’histoire ! De nombreux résultats expérimentaux laissent en effet penser que des réponses tant humorales que cellulaires induites contre d’autres antigènes porcins devront aussi être prévenues. Enfin, le mieux étant l’ennemi du bien, l’absence de résidus Gal peut accroître, en théorie, le risque de transmission, à partir des organes de ces porcs dépourvus de galactosyl-transférase, de rétrovirus endogènes porcins (PERV) : en effet, les virus n’exprimeront pas non plus de résidus Gal ; or, les anticorps anti-Gal jouent vraisemblablement un rôle essentiel de défense contre les zoonoses. Dans ce sens, les animaux décrits dans la publication de Science[2] pourraient être avantagés parce que la souche de porcs dont ils dérivent manifestement ne transmet pas de PERV aux cellules humaines en culture.

Références

  1. Onishi A, Iwamoto M, Akita T, et al. Pig cloning by microinjection of fetal fibroblast nuclei. Science 2000; 289 : 1188–90. (Dans le texte)
  2. Lai L, Kolber-Simonds D, Park KW, et al. Production of alpha-1,3-galactosyl transferase knockout pigs by nuclear transfer cloning. Science 2002; 295 : 1089–92. (Dans le texte)
  3. Dai Y, Vaught TD, Boone J, et al. Targeted disruption of the alpha1,3-galactosyl transferase gene in cloned pigs. Nat Biotechnol 2002; 20 : 251–5. (Dans le texte)

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