1/ Introduction
La biologie de la conservation cherche à limiter la baisse de la biodiversité actuelle. Elle s’appuie sur des méthodes telles que la réintroduction d’espèces, la protection d’écosystèmes ou encore l’aide à la reproduction. L’amélioration des biotechnologies a permis le développement des techniques de clonage, qui pourraient trouver une application dans la biologie de la conservation. Le clonage permettrait de renforcer les populations animales réduites, de maintenir des génotypes intéressants dans une population, voire même de « ressusciter » une espèce disparue. Nous nous intéressons ici à une technique de clonage en particulier, le transfert de noyau de cellule somatique (SCNT, voir figure 1 [1] ), qui a été appliquée principalement dans le cas des grands mammifères. Cette méthode consiste à prélever le noyau d’une cellule somatique de l’individu à cloner, et de l’introduire dans un oocyte (préalablement énucléé) servant de cellule hôte au développement. L’embryon formé est ensuite mis en culture jusqu’à un certain stade développemental, à partir duquel il est implanté dans une mère porteuse (ayant en général fourni l’oocyte) où il pourra se développer. L’individu ainsi obtenu aura un patrimoine génétique nucléaire identique à celui ayant fourni le noyau. Il existe néanmoins d’autres techniques de clonage, comme la reproduction par androgenèse ou par parthénogenèse [2]).
Cette méthode est sujette à controverse dans le domaine de la conservation, car elle a un faible taux de succès, mais présente un intérêt en termes de conservation. L’objectif de cette synthèse est de discuter ces points dans le cadre de son application présente (et future) pour le sauvetage d’espèces en danger d’extinction et la réintroduction d’espèces actuellement éteintes.
2/ Utilisation du clonage pour les espèces en danger d'extinction
Dans le cas d’espèces en danger d’extinction, le clonage peut être vu comme une méthode permettant d’augmenter la taille d’une population pour éviter qu’elle ne s’éteigne [3] . Elle permet également d’éviter une perte de diversité génétique, un problème courant en conservation, en clonant les génomes présents dans la population pour augmenter les chances qu’ils se reproduisent. Cloner un génome « performant » pour créer une population plus résistante peut également être intéressant [4]. Elle présente donc un grand intérêt théorique pour la biologie de la conservation. Ces travaux permettent également d’améliorer la compréhension de mécanismes cellulaires et moléculaires [5] ; [6] , transposables à d’autres domaines (e.g. la thérapie génique [7] ).
Malgré ces avantages, l’utilisation de cette méthode est controversée dans la biologie de la conservation, car elle présente un certain nombre d’inconvénients. En plus des difficultés propres au lâcher d’individus dans la nature, le clonage vient seulement contrebalancer le déclin d’une espèce, et n’en résout pas les causes [7]. Le clonage ne doit donc pas prendre le pas sur les mesures plus efficaces et n’est pas une solution ultime. De plus, les individus clonés devront acquérir le comportement et le rôle écologique de leurs espèces pour s’intégrer dans la nature [5] [6] .
Cette méthode se heurte également à des problèmes techniques, qui limitent grandement le développement du « clonage conservatif ». La méthode SCNT présente un faible taux de succès, principalement dus à quatre facteurs [8] , dont l’effet est augmenté par la distance génétique entre les donneurs respectifs du noyau implanté et de l’oocyte [9] [10] :
-Lors des SCNT, le noyau implanté doit redevenir totipotent. Cela se fait via la réinitialisation des profils de méthylation de l’ADN nucléaire (reprogrammation). Cette étape est généralement peu efficace ce qui entraîne des problèmes développementaux.
-La méthode SCNT créée une hétéroplasmie lors de la fusion. Cette hétéroplasmie disparaît généralement lors du développement de l’embryon, la mitochondrie du donneur ou de l’oocyte prenant le dessus. Lorsque les mitochondries de l’oocyte prennent le dessus, cela entraîne des problèmes de compatibilité avec le noyau, induisant des troubles de multiplication mitochondriale et de respiration cellulaire.
-L’activité transcriptionnelle du génome est activée grâce à des facteurs maternels. Dans le cadre du SCNT, cette activation peut échouer s’ils sont incompatibles avec le noyau implanté.
-Des incompatibilités entre la mère porteuse et l’embryon lors de l’implantation ou de son développement, voir des interruptions de grossesse.
Si ces problèmes sont connus de longue date [2] et que des progrès ont été faits, ils ne sont toujours pas résolus [11] [1] . Il y a également dans la plupart des cas un manque de connaissances sur la biologie de la reproduction des espèces utilisées pour le clonage, qui ont chacune leurs spécificités. De plus, la collecte des cellules somatiques ne doit pas se faire au détriment de la santé des populations menacées [12] , ce qui la rend compliquée (utilisation de cellules post-mortem par exemple). Un grand nombre d’oocytes et de mères porteuses sont également nécessaires, qui sont phylogénétiquement proches de l’espèce à cloner, ce qui est rarement possible.
Le « clonage conservatif » présente également des intérêts sociétaux. Largement médiatisé, il est très suivi par le public. S’il était développé, il permettrait de remettre à la mode la conservation, et d’obtenir de nouveaux financements. En mettant en avant des espèces clé de voûte, cela permettrait de faire bénéficier toutes les espèces qui y sont liées des procédures de conservation [13] . Cependant, le risque existe que l’on oublie que le clonage n’apporte pas de solution définitive au problème, et que l’on obtienne finalement l’effet inverse de celui désiré en provoquant un désintérêt pour la conservation « classique » et pour l’extinction des espèces (le clonage permettant de “tout réparer”).
3/ utilisation du clonage pour les espèces disparues
L’avènement des techniques de biologie moléculaire précises a permis le développement de la dé-extinction, qui utilise des techniques d’ingénierie génétique pour « ressusciter » une espèce disparue. Pour les espèces récemment éteintes conservées en musée ou exceptionnellement bien conservées (e.g. les mammouths du permafrost), des cellules somatiques peuvent être disponibles, permettant l’utilisation des SCNT. Cependant, la légitimité de l’usage du clonage dans le cadre de la dé-extinction est encore plus controversée que celle de l’utilisation du clonage pour soutenir des populations en danger d’extinction.
La réintroduction d’espèces disparues pourrait être intéressante si ces espèces occupent une niche écologique inoccupée, ou avaient une fonction écosystémique qui n’a pas été remplacée [14] . Elle peut aussi être intéressante s’il s’agit d’une espèce charismatique, car elle peut permettre de dégager des bénéfices, via les structures telles que les zoos qui les accueilleraient, pour faire avancer la recherche dans ce domaine [7] [5] . De plus, cloner des organismes éteints permettrait de mieux les comprendre ainsi que l’histoire évolutive de leur clade, e.g. le clade des proboscidiens pour les mammouths, qui reste mal compris [10] [7] .
Les inconvénients de dé-éteindre des espèces sont également nombreux. Elles ne sont probablement plus adaptées aux environnements actuels [7] [5] [14] , ce qui a d’ailleurs pu causer en partie leur disparition [7] . Une espèce clonée ne doit être réintroduite que si l’habitat peut la supporter sans qu’elle ne menace les espèces indigènes [7] [6] . Par exemple, le mammouth, qui consomme environ 180 kg d’herbes par jour, pourrait poser des problèmes [7]. Il faut donc bien connaître l’écologie de l’espèce à cloner, afin de choisir un environnement adapté [15] . Certains proposent de résoudre ce problème en conservant les clones dans des zoos ou des laboratoires, mais ce n’est pas éthique, car la résurrection ne serait alors qu’un moyen de faire du profit et ne servirait pas à la conservation [5] .
Un autre problème est que les espèces seront clonées sans leur microbiome et confrontées aux pathogènes actuels auxquels elles ne sont pas adaptées [5] [6] . De plus, la divergence évolutive entre l’espèce à cloner et l’espèce parente hôte de l’embryon complique le clonage. Elle augmente les problèmes de compatibilité entre la mitochondrie et l’ADN nucléaire de l’embryon, d’activation et de réinitialisation du génome [10] [6] . L’ADN ancien, de mauvaise qualité, complique encore le clonage en augmentant les risques de malformations [10] [6] . Enfin, si l’on parvient à cloner une espèce éteinte, l’individu sera le seul de son espèce, et donc catégorisé comme « en voie d’extinction ». Il devra donc être protégé, et il semble peu moral que cela empiète sur le budget alloué à protection des espèces actuelles en danger [7] . Il faudrait donc dé-éteindre assez d’individus en même temps pour que la population ait une taille de population et une diversité génétique suffisante pour être viable, ce qui augmente les coûts financiers et le nombre d’oocytes nécessaires pour sa réalisation [7] . Il semble donc nécessaire d’établir un protocole pour définir quelles sont les espèces aptes à la dé-extinction. Un exemple de protocole est détaillé dans la figure 1 (ref [15] ) . Actuellement, seule la tentative pour dé-éteindre le bouquetin des Pyrénées, Capra pyrenaica pyrenaica, a abouti, mais le juvénile est mort quelques minutes après sa naissance [16]. Cette méthode doit donc encore être améliorée.
Au-delà des problèmes écologiques viennent également se greffer des problèmes sociétaux. Il est plus difficile de réintroduire une espèce éteinte sur une longue période de temps, car son absence est acceptée dans l’imaginaire collectif, et sa disparition est perçue comme “naturelle” [17] .
4/ Conclusion
Le clonage semble donc être un outil utile pour la biologie de la conservation, en théorie du moins. Cependant, les limitations actuelles des méthodes de clonage, et les lacunes importantes dans la connaissance de la reproduction de nombreuses espèces empêchent de les appliquer avec efficacité sur des espèces en voie d’extinction ou disparues.
Toutefois, le clonage conservatif, surtout quand il est appliqué aux espèces éteintes, est souvent sujet à débat pour des causes plutôt socio-économiques ou éthiques. En plus du débat qui entoure l’éthique du clonage en général, la dé-extinction ne semble pas adaptée aux enjeux de la conservation, notamment à cause du nombre très limité d’espèces candidates possibles. Les recherches sur la dé-extinction semblent plutôt répondre à un défi scientifique, pouvant également être portées par un fort engouement social (e.g. le thylacine en Australie). Enfin les méthodes de clonage actuelles bien que trop peu performantes mettent en avant la nécessité de créer des banques de données génétiques, notamment par cryo-conservation, afin de pouvoir prévoir et endiguer les extinctions futures et de pouvoir fournir les outils pour les méthodes qui se développeront à l’avenir [2] .
La dé-extinction ne répond donc pas à un problème urgent. De plus, la complexité de la méthode rend sa mise en place actuellement improbable pour la dé-extinction [18] .La conclusion des bioéthiciens est que cette méthode n’est ni prohibée, tant qu’elle ne prive pas de ressources les mesures de conservation plus efficaces, ni encouragée, les potentiels points positifs étant contrebalancés par les inconvénients.
Le clonage d'espèces disparues ou en danger d'extinction a-t-il une place dans la biologie de la conservation ?
A titre d'exemple, voici une structure de cadre qui s'efforce d'être complète en incorporant les principales informations nécessaires pour replacer les questions dans leurs contextes.
Introduction
Contexte général – Enjeux contemporains – Définitions des termes employés – Sous questions initiales
Cadre concret
Échelle à laquelle se place la question et/ou délimitation spatiale – Délimitation temporelle
Cadre conceptuel
Publiée il y a plus de 9 ans par L. Rancilhac.Hypothèses éventuelles – Méthodologies – Théories et concepts clés
Dernière modification il y a plus de 9 ans.