Les OGM

Un OGM est un Organisme Génétiquement Modifié. C'est à dire un organisme dans lequel a été inséré un gène absent à l'état sauvage, ou un organisme dont l'expression d'un gène a été volontairement modifiée. Ce gène peut provenir de n'importe qu'elle espèce vivante, à condition de lui avoir ajouté divers éléments nécessaires à son expression dans l'organisme receveur. Ce gène peut coder pour différentes protéines d'intérêt très général pour la santé ou l'agriculture. C'est le cas par exemple d'un facteur permettant la coagulation du sang (facteur absent chez les hémophiles), ou encore une protéine permettant à une plante de mieux résister aux maladies.

Lorsque l'on parle d'OGM, il est difficile d'éviter un débat passionné entre les défenseurs des OGM et leurs opposants. Débat véhiculant toutes sortes de fausses idées, de clichés et de craintes au près du public. Souvent le débat mélange OGM, malnutrition, risques alimentaires, et mondialisation. Il est donc du devoir des scientifiques de sortir de leurs laboratoires pour prendre la parole, expliquer, discuter, tordre le cou aux idées reçues et en finir avec cette image que les OGM seraient forcément une menace pour notre société.

Les OGM les plus médiatisés sont les plantes (maïs, colza, blé…), mais il est important de savoir que de nombreux autres OGM existent et sont utilisés. Ils sont indispensables à toute recherche scientifique dans le domaine des sciences du vivant.

Mais ils sont aussi très utilisés au niveau de la santé : en effet de nombreuses bactéries ont été génétiquement modifiées pour exprimer des protéines virales entrant dans la composition des vaccins. Cela évite l'utilisation de souches virales atténuées, élimant totalement le risque de contracter la maladie au cours de la vaccination. De manière théorique tout organisme vivant peut-être transformé en un OGM ; jusqu'à présent il a été possible de modifier génétiquement de nombreux mammifères (chèvres, souris…), des plantes, des bactéries et sans doute bien d'autres.

Comment fabrique-t-on un OGM ?

C'est un processus long et délicat dont un exemple est donné dans la figure ci-dessous. Pour l'expliquer nous allons prendre l'exemple d'une plante dans laquelle on cherche à introduire un gène d'intérêt (nous appellerons ce gène YFG).

La première étape consiste à cloner le gène YFG dans un plasmide. Un plasmide est une petite molécule d'ADN circulaire qui se multiplie en même temps que les chromosomes. Pour obtenir de grande quantité de ce plasmide celui-ci est tout d'abord introduit dans une bactérie -E. coli-(l'avantage d' E. coli est qu'elle se multiplie très rapidement). Généralement un antibiotique est utilisé pour ne permettre la croissance que des bactéries qui ont reçu le plasmide (le plasmide porte un gène de résistance à l'antibiotique). Ainsi après une nuit de culture on obtient assez de bactéries pour pouvoir extraire le plasmide pur en grande quantité.

Ensuite celui-ci est transféré dans les cellules qui nous intéressent (dans notre cas, des cellules végétales). Il existe plusieurs moyens de transférer un plasmide dans une cellule végétale. Soit on bombarde les cellules avec des petites billes recouvertes du plasmide, soit on utilise une autre bactérie, A. tumefaciens, qui possède naturellement la capacité de transférer une partie de son ADN dans les cellules de la plante qu'elle infecte. Quelque soit l'organisme, l'efficacité d'un transfert d'ADN n'est jamais de 100%; il est donc systématiquement nécessaire de sélectionner les cellules qui ont reçu l'ADN de celles qui ne l'ont pas. Si le plasmide possède un gène de résistance aux herbicides, ceux-ci peuvent être utilisés pour sélectionner uniquement les cellules porteuses du plasmide. Cependant cette stratégie de sélection est maintenant couramment remplacée par d'autres moyens de sélections n'utilisant ni les antibiotiques, ni les herbicides. Un critère essentiel, est la stabilité du gène YFG dans son nouvel hôte.

Une fois que la plante commence à pousser, il faut s'assurer de l'expression du gène YFG. En effet, lors du transfert dans la plante le gène s'est intégré au hasard dans un chromosome, or il est connu que le lieu d'intégration dans les chromosomes influence fortement la capacité d'un gène à s'exprimer. Comme le gène a été inséré dans la cellule qui a donné naissance à la plante, cela signifie que toutes les cellules de la plante posséderont le gène YFG, mais celui-ci peut ne pas être exprimé dans toutes les cellules (l'expression de nombreux gènes s'effectue de manière très spécifique à un tissu) cela dépendra de son lieu d'intégration dans le chromosome.

La mise au point des plasmides a été fortement améliorée ces dernières années. Maintenant il est possible d'éliminer du plasmide tous les gènes de sélection utilisés dans les bactéries. Ainsi la cellule nouvellement OGM, ne possède pas de gène de résistance aux antibiotiques qui risqueraient d'être disséminée dans la nature.

Par Robert Naquet, CNRS, Président du comité pour l'éthique en sciences de la vie

Le premier enjeu déclaré de la recherche sur les OGM concerne à la fois la santé et l'alimentation. Le thème de cette réflexion porte avant tout sur les «OGM » tels qu'ils sont perçus dans le grand public, leur innocuité ou leurs dangers pour le consommateur que nous sommes. Le médecin que je suis, ne peut ignorer leur utilité immédiate ou potentielle dans d'autres domaines de la santé. Je serai bref mais ne peux m'empêcher de citer brièvement quelques exemples montrant leur intérêt pour le diagnostic, le traitement et la création de produits vaccinaux :

  • Une première mondiale française en thérapie génique a été réalisée en avril 2000. Des enfants atteints d'un déficit immunitaire sévère ont pu sortir de la bulle protectrice dans laquelle ils vivaient, grâce à une thérapie génique. Un an après l'introduction d'un gène médicament dans les cellules de leur moelle osseuse, ces enfants ont retrouvé un système immunitaire complètement normal et fonctionnel. Depuis l'intervention ils ne reçoivent aucun traitement; pour autant, la durée de cet effet bénéfique reste incertaine. Selon les chercheurs français il serait possible, en cas de nouvelle défaillance du système immunitaire de renouveler un transfert de gène.
  •  Des médicaments sont déjà produits et commercialisés par des bactéries génétiquement modifiées. On peut citer l'hormone de croissance (extraite auparavant d'hypophyses prélevées sur des cadavres, avec le risque que l'on sait que l'un d'entre eux soit porteur de la maladie de Creutzfeld-Jacob), et l'insuline dont nul n'ignore l'importance dans le traitement du diabète.
  • Des travaux complexes sont entrepris pour synthétiser de des médicaments par introductions successives de gènes étrangers dans des organismes, comme la levure. Des modifications génétiques sur certains mammifères permettent d'obtenir des molécules à intérêt thérapeutique, par exemple, par la voie du lait. D'autres réalisées sur les végétaux, comme un tabac transgénique produisent de l'hémoglobine humaine.

Des recherches sont en cours pour l'expression de vaccins anti-caries dans les bananes.

Pour le consommateur:

  • L'ingestion d' OGM peut présenter des avantages sur la santé, comme par exemple celle de riz doré. Il existe dans le riz, localisée dans la coque de la graine, une provitamine A nécessaire pour la vision. Certaines populations (plusieurs millions), notamment en Asie, ingèrent, comme seul aliment, du riz émondé (sans la coque) avec pour conséquence une avitaminose A responsable chez plusieurs milliers d'individus, de troubles visuels importants et irréversibles. L'adjonction, par transgénèse, de provitamine A dans l'albumen du riz justifie les efforts actuels dans ce domaine.
  • Cependant l'ingestion de produits contenant des OGM ou issus des OGM a créé et crée toujours une incertitude sur la présence d'une substance indésirable qui pourrait présenter des dangers pour lui-même ou pour l'animal. Ce questionnement est normal du fait même que les recherches sur ce type d'OGM ont pour but de conférer aux plantes des résistances aux agents pathogènes et une tolérance à des herbicides spécifiques. Que produira sur notre organisme l'ingestion de tels produits ?

Les projets d'avenir portent sur l'amélioration de la qualité des plantes sur les plans agronomique et nutritionnel. Des éléments nutritifs manquent à certaines plantes qui sont à la base de la nourriture de certaines populations. Le but final sera d'améliorer la qualité nutritionnelle de ces plantes ce qui permettrait d'agir sur la santé humaine (comme on l'a vu pour le riz doré ). Est-ce dans chaque cas une réalité ou une fiction entretenue par des multinationales?

Questions auxquelles il n'est pas toujours possible aujourd'hui de répondre de façon précise, mais auxquelles les chercheurs s'emploient en attaquant les problèmes sous divers angles:

  • L'évaluation des effets possibles des aliments génétiquement modifiés sur la nutrition humaine ;
  • La dégradation des OGM au cours de la digestion ;
  • Quels sont les dangers potentiels ?
  • Les risques d'allergie ;
  • Les effets potentiels de l'utilisation d'ADN viral végétal sur la santé humaine ;
  • L'évaluation de la sécurité alimentaire des produits génétiquement modifiés (GM).

L'évaluation des effets possibles des aliments génétiquement modifiés (GM) sur la nutrition humaine

Aujourd'hui, il n'y a aucun aliment génétiquement modifié destiné à l'amélioration nutritionnelle sur le marché. Des recherches sont en cours pour l'évaluation optimale des effets que pourraient avoir de tels types d'aliments.

Ces recherches devraient tenir compte :

  • des effets de petits changements qui seraient dus à la consommation d'aliments GM, dans un régime alimentaire équilibré ;
  • des effets potentiels sur la santé de sous-groupes de la population, comme le sous­groupe qui aurait une consommation particulièrement importante de ce type d'aliment ;
  • de la composition de ce nouveau type d'aliment, de sa préparation et de son rôle attendu dans le régime alimentaire. Le nouvel aliment GM est ainsi comparé à l'aliment traditionnel, et toute différence entre les deux est évaluée ;
  • des implications nutritionnelles qui sont évaluées aux niveaux de consommations 'normale' et 'maximale' ;
  • des effets du stockage, de traitements, de la cuisson sur la composition en nutriments de ces produits GM ;
  • des caractéristiques physiologiques et morphologiques des nourrissons, des enfants, des personnes âgées, des femmes enceintes ou allaitant, et des personnes souffrant de maladies chroniques.

Les recherches doivent s'effectuer d'abord sur des animaux (observation de changements aux niveaux du foie, des reins, des poumons, du cerveau et des organes cardiovasculaires), avant d'étudier leurs effets chez l'Homme (mesures de l'état de santé générale, du développement et du bien-être des personnes). Des réglementations sur l'étiquetage de ces aliments GM destinés à l'amélioration nutritionnelle, sont en cours de négociation.

La dégradation des OGM au cours de la digestion

Dans l'alimentation, les OGM se présentent sous deux formes principales :

  • Les produits frais (fruits et légumes): les gènes modifiés sont directement soumis aux enzymes digestives ;
  • Les produits transformés ou dérivés (concentré de tomates, farine, sucre...): le procédé de fabrication peut dénaturer les molécules (transgéniques ou non).

La dégradation des OGM comme de tous les aliments, se fait de deux manières dans le tube digestif :

  • de facon mécanique par la mastication, le brassage dans l'estomac ;
  • de facon chimique sous l'effet des enzymes digestives qui dégradent les aliments et les transforment en composés simples (acides aminés, acides nucléiques, sucres...).

Après ces traitements chimiques et mécaniques, il est très peu probable qu'une molécule reste fonctionnelle dans l'organisme après digestion. Pour savoir si toutes ces dégradations suffisent à détruire une molécule transgénique, des tests de survie gastrique et intestinale, ont été proposés. Ceux-ci posent des problèmes pratiques majeurs :

  • Il faut disposer d'une grande quantité de molécules pour faire ces tests. Or il est difficile d'en extraire assez à partir de la plante ;
  • Par ailleurs, les modifications des protéines, que l'on pourrait observer, dépendent de l'hôte ce qui peut modifier leur toxicité ;
  • Enfin, dans la réalisation de ces tests, on ne prend pas toujours en compte les personnes à capacité digestive réduite (personnes âgées, enfants) qui sont pourtant plus sensibles aux intoxications.

Quels sont les dangers potentiels ?

Beaucoup de gènes de résistance aux insectes agissent en perturbant les fonctions digestives du parasite. Or certains d'entre eux, comme les inhibiteurs enzymatiques sont résistants à l'hydrolyse dans le tube digestif de l'insecte. On peut imaginer que par le même mécanisme ils pourraient induire des effets similaires chez les mammifères :

  • Une perturbation du système digestif ;
  • Une modification de la toxicité de la plante: Il se peut que le gène, introduit, ne produise pas de substance toxique, mais qu'il perturbe le fonctionnement de la plante, ce qui pourrait entraîner la production d'une nouvelle substance toxique ou l'augmentation de la production de certaines protéines toxiques déjà existantes (tomatine de la tomate, solanine de la pomme de terre) ;
  • Une augmentation de la résistance des microorganismes aux antibiotiques serait un autre danger potentiel pour l'homme

Les risques d'allergie

Actuellement, on considère que 1 à 2% des adultes et 6 à 8% des enfants sont allergiques à un des huit groupes d'aliments allergéniques (crustacés, noix, œufs, poissons, lait, arachide, soja, blé). Les OGM risquent-ils d'augmenter ces chiffres ?

On ne peut pas prévoir combien d'individus seront allergiques à des nouvelles molécules.

On peut cependant prendre certaines précautions :

  • comparer les nouvelles molécules aux substances allergisantes déjà connues ;
  • ne pas utiliser de plantes connues pour être allergènes comme source de nouveaux gènes ;
  • garantir des normes rigoureuses, tout en sachant que le risque zéro n'existe pas ;
  • faire des tests d'allergie sur les animaux.

Les effets potantiels de l'utilisation d'ADN vital végétal sur la santé humaine

Il existe deux types de séquences d'ADN viral végétal utilisées communément pour la construction des gènes à insérer dans les plantes GM :

  • le promoteur, qui est nécessaire pour amorcer l'expression du gène inséré et qui est habituellement le promoteur dérivé du virus de la mosaïque du chou-fleur ;
  • la séquence incluant les gènes qui codent pour la création de l'enveloppe externe protéique des virus, et qui une fois exprimée dans la plante hôte, va donner des protéines qui gêneront les autres virus infectant la plante.

Ceci confère ainsi une résistance à la plante hôte. Aujourd'hui, aucune plante GM avec le deuxième type de séquence n'est commercialisée. Cette introduction d'ADN viral dans une plante ne s'est pas faite sans questionnement: il a été suggéré, que l'introduction de séquences d'ADN viral dans les plantes GM pourrait produire de nouveaux virus par recombinaison, ou « échange génétique », avec :

  • soit des résidus de séquences d'ADN viral qui sont présents dans les génomes de toutes les espèces,
  • soit des virus naturels animaux ou végétaux infectieux.

Il existe, cependant, des barrières naturelles aux recombinaisons et surtout des barrières génétiques entre les mondes végétal et animal. Il est pratiquement impossible qu'un virus végétal infecte un animal et donc l'homme. Il est dit que la modification génétique pourrait activer des éléments transposables qui sont déjà présents dans le génome humain.

Les éléments transposables étant mobiles, ils sont capables de s'insérer dans les gènes hôtes et ainsi de les endommager, ce qui pourrait induire des effets pathologiques comme des tumeurs. Il existe des preuves que ces éléments transposables ( ils représentent jusqu'à 40% de l'ADN total des animaux et végétaux supérieurs) ont été répétitivement transférés entre différentes espèces pendant l'évolution. Ainsi, il semble improbable que la mobilisation accidentelle d'éléments transposables pendant la construction et l'utilisation de plantes GM pourrait avoir un impact important sur la biologie humaine, animale ou végétale, si l'on compare avec ce qui se passe normalement dans les conditions naturelles. La conclusion de cette étude est que les risques des plantes GM sur la santé humaine sont négligeables.

L'évaluation de la sécurité alimentaire des produits génétiquement modifiés (GM)

En 1993, la « Organisation for Economic Co-operation and Development » (OECD) a publié les découvertes d'un groupe de recherche qui ont introduit la notion d'équivalence en substance afin de développer les moyens d'évaluer la sécurité des aliments GM. Cette notion dit que les aliments GM peuvent être prouvés équivalents à des aliments naturels. Les plantes GM pourraient ainsi être évaluées «saines» pour la santé humaine en les comparant avec leur analogue conventionnel. La plante naturelle est ainsi considérée comme le contrôle. La FAO/WHO identifie trois résultats d'une telle comparaison entre aliment GM et aliment traditionnel, qui sont ainsi utilisés pour l'évaluation sanitaire d'un produit GM :

  • L'aliment GM peut être considéré toxicologiquement et nutritionnellement comme équivalent en substance à l'aliment conventionnel. Par exemple, l'huile issue d'une plante GM est équivalente en substance à l'huile de la même plante naturelle, car dans l'huile il n'y aucune trace d'ADN ni de protéines détectables. Si on parvient à montrer une telle équivalence pour des aliments GM, aucune autre évaluation sanitaire n'est nécessaire.
  • Il est possible qu'il y ait équivalence en substance à part pour quelques différences. Parfois, les aliments GM comprennent des composés délibérément introduits par modification génétique. Dans ce cas, on limite l'évaluation sanitaire à l'examen des effets possibles de ces différences sur les plantes ou l'homme.
  • Le produit GM peut être considéré comme non équivalent en substance. Ce produit GM devra être soumis à une évaluation sanitaire précise.Pour le moment, les évaluations sanitaires des produits GM prennent en compte la procédure de modification génétique (séquence d'ADN et site d'intégration dans la plante hôte), les paramètres nutritionnels (information phénotypique et composition chimique), les risques d'allergie et des évaluations toxicologiques.
  • Par Marc Fellous INRA, UMR d'Agronomie, Président de la Commission du Génie Biomoléculaire - Texte datant de 2002 mais dont les principes généraux restent vrais.

    I. Expérimentations de plantes génétiquement modifiées en France: Objectifs et modalités

    Les objectifs : les étapes préalables et leurs limites

    La construction ou création d'un organisme génétiquement modifié (OGM) puis son développement est un processus long qui se déroule en plusieurs étapes. Ce processus débute tout d'abord dans un laboratoire et comprend des expérimentations en milieu confiné in vitro, puis in vivo en enceinte climatisée, ensuite en serre pour déboucher éventuellement sur des expérimentations en milieu ouvert. Certains OGM, conçus comme outils scientifiques et destinés à améliorer la connaissance et la compréhension de la biologie des plantes, sont utilisés exclusivement en milieu confiné. L'expérimentation au champ est en revanche envisagée lorsqu'elle est nécessaire pour acquérir certaines données scientifiques ou qu'un développement de l'OGM à des fins commerciales est envisageable et techniquement possible. La succession des étapes et des expérimentations conduit à la construction de connaissances tant sur les caractéristiques intrinsèques de l'OGM que sur ses intérêts potentiels et sur les risques qu'il est susceptible de présenter pour la santé et l'environnement.

    C'est notamment sur la base de ces données que le développement de l'OGM en vue d'une valorisation dans le domaine agricole, industriel ou pharmaceutique peut être jugé intéressant. Le développement de l'OGM peut en revanche être abandonné, notamment par le pétitionnaire, si les données acquises montrent qu'il ne répond pas aux objectifs recherchés ou qu'il ne répond pas de manière satisfaisante aux exigences d'innocuité.

     L'expérimentation au champ s'inscrit dans la logique d'un programme de recherche. Elle constitue une étape nécessaire pour compléter les résultats obtenus à partir des expérimentations en laboratoire, puis en serre. Elle apparaît également nécessaire pour valider les hypothèses de recherche initialement formulées et acquérir de nouvelles connaissances, notamment sur les inter

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