Clonage, obtention d’un clone — groupe d’organismes (unicellulaires ou pluricellulaires) ou embryons génétiquement identiques entre eux, c’est-à-dire possédant les mêmes gènes — par des techniques de manipulations cellulaires.

On peut distinguer deux grands types de clonages : le clonage « cellulaire », exposé ici, qui se fonde sur la manipulation de cellules, et le clonage moléculaire, qui concerne les gènes. Pour une présentation de cette technique de génie génétique, voir l’article clonage moléculaire.

Le clonage trouve ses origines dans les débuts de l’embryologie, avec des expériences visant à étudier les mécanismes du développement précoce de l’ovule fécondé (œuf ou zygote), et le rôle des différentes régions de l’œuf (ou zygote). Dès la fin du xix^e siècle (1891), le biologiste et philosophe allemand Hans Driesch, au cours de ses expériences sur l’oursin, découvre que si l’on sépare les deux cellules (blastomères) issues de la première division de l’œuf fécondé, on obtient deux embryons complets et viables, mais plus petits que la normale. Dans les années 1920, son compatriote Hans Spemann (1869-1941) montre que si l’on divise artificiellement en deux cellules, selon un certain plan, un œuf fécondé d’amphibien, on obtient deux embryons identiques et viables. De nombreux invertébrés ont ensuite été obtenus de cette manière, puis, plus récemment, des mammifères comme les souris et les moutons (chacune des cellules étant alors implantée dans un utérus porteur pour assurer son développement).

Dans les années 1950, Robert Briggs et Thomas King cherchent à savoir si, après les premières divisions de l’embryon, une partie du matériel génétique est perdu dans certaines cellules ou si, au contraire, le matériel génétique reste complet. Ils pratiquent alors, sur les grenouilles, les premières expériences de transfert de noyau. Après avoir aspiré le noyau d’un ovule de grenouille, ils injectent à sa place un noyau prélevé dans une cellule d’embryon au stade huit ou seize cellules de la même espèce de grenouille. Ils constatent que dans 80 p. 100 des cas, l’ovule ainsi manipulé se développe en un embryon complet et viable, ce qui démontre que la totalité du matériel génétique est conservée. En 1975, le biologiste John B. Gurdon réalise des expériences similaires, mais en utilisant comme cellules donneuses de noyau des cellules différenciées provenant d’embryons plus âgés, de têtards, ou même de grenouilles adultes. Il obtient également le développement d’embryons viables, montrant ainsi que dans une cellule différenciée, si seule une partie du patrimoine génétique s’exprime, celui-ci n’a pas disparu, mais est seulement inactivé.

Les différentes techniques de clonage explorées par les scientifiques sur les amphibiens sont ensuite expérimentées sur les mammifères. Le transfert de noyau embryonnaire dans un ovule est, tout d’abord, mené à bien chez la souris, puis chez d’autres espèces, et le premier clone de veau de ce type est obtenu en 1986. Sept ans plus tard, en 1993, les Américains Jerry Hall et Robert Stillman (université de Washington) appliquent à l’homme la technique de séparation des blastomères, provoquant la première polémique liée au clonage humain. Ils obtiennent, à partir d’œufs issus de fécondations in vitro, des embryons jumeaux et triplés, en tout, 48 embryons humains qui seront congelés, puis détruits.

Parallèlement, les recherches se poursuivent sur le transfert de noyau somatique de cellule adulte chez les mammifères, expériences qui se soldent pendant des années par des échecs. Les données changent avec la naissance, en février 1997, de la brebis Dolly, premier mammifère cloné à partir d’une cellule d’un individu adulte — un clonage réalisé par l’équipe écossaise de Ian Wilmut, à Édimbourg, durant l’été 1996, après 276 tentatives infructueuses. Ian Wilmut et son équipe fusionnent pour cela les noyaux de cellules de glandes mammaires d’une brebis adulte gestante (à savoir des cellules extrêmement différenciées), avec des ovocytes — auparavant privés de leur noyau — d’une autre race de brebis. Ils réimplantent ensuite ces œufs chez des brebis porteuses. La brebis issue de ce clonage, Dolly, est physiquement identique à la brebis adulte donneuse de cellules de glande mammaire. Ce faisant, les chercheurs ont démontré que l’on peut réactiver le génome complet de n’importe quelle cellule animale, même hautement différenciée.

Depuis Dolly, de nombreux autres mammifères ont été clonés, en particulier des vaches et des cochons, puis les premiers chat (fin 2001), lapin et rat domestiques (2002). En mai 2003, le premier membre cloné de la famille des équidés (la famille du cheval) a vu le jour ; il s’agit d’un mulet.

Le clonage cellulaire comprend d’une part les techniques de clonage reproductif, qui visent à l’obtention de nouveaux organismes, d’autre part le clonage thérapeutique, qui a pour but la production, à des fins médicales, d’embryons que l’on ne mène pas au terme de leur développement.

Cette technique, la plus ancienne, consiste à produire de vrais jumeaux par séparation des cellules d’un embryon à un stade précoce de son développement (quatre cellules, par exemple). Chacune des cellules ainsi séparées se développe alors en autant d’individus viables et identiques. Cette technique met en application la capacité qu’ont les cellules embryonnaires, en deçà d’un certain âge, à se développer en un individu complet : cette propriété est appelée totipotence. Au-delà d’un certain stade de développement, en revanche, les cellules constitutives d’un embryon se sont spécialisées (on parle de cellules différenciées) et ne sont plus capables, si elles sont séparées à ce moment-là, de donner un individu viable.

Cette technique consiste à prélever le noyau d’une cellule d’un embryon à un stade précoce de son développement (huit ou seize cellules) et à l’injecter dans un ovocyte (ovule) dont le propre noyau a été enlevé. La cellule œuf ainsi obtenue, qui possède le patrimoine génétique de l’embryon donneur, se développe en un organisme génétiquement identique à celui qui a fourni le noyau. Cette technique de clonage est, en théorie, capable de produire de grandes quantités d’individus génétiquement identiques.

On utilise dans ce cas, comme cellule donneuse de noyau, non une cellule embryonnaire totipotente, mais une cellule adulte, somatique (non sexuelle) et différenciée (c’est-à-dire n’exprimant qu’une petite partie des gènes de son patrimoine). La technique est identique à la précédente : le noyau de cette cellule somatique est prélevé, puis injecté à l’intérieur d’un ovule dont le propre noyau a été ôté. L’organisme issu du développement de cet ovule est génétiquement identique à l’organisme qui a fourni le noyau somatique. C’est en quelque sorte un jumeau de cet organisme, mais produit à l’âge adulte.

Si cette technique fait depuis 1996 l’objet de nombreuses expériences sur des mammifères variés, elle est cependant loin d’être au point. Tout d’abord, seule une infime partie (quelques pour cent à peine) des embryons clonés se développent normalement et arrivent à terme. De surcroît, parmi ces derniers, une forte proportion développe, au cours de sa croissance ultérieure, diverses pathologies et malformations des organes vitaux (cœur, foie, poumons…). Il semblerait que leur système immunitaire soit également soumis à des dysfonctionnements. Enfin, il existe chez un certain nombre d’entre eux un phénomène de vieillissement précoce, constaté pour la première fois chez Dolly — celle-ci est apparue vieillir plus tôt et plus vite qu’une brebis « normale », comme si elle cumulait son âge et celui de sa « mère » au moment de l’expérience. Au total, on constate des pathologies chez environ 30 p. 100 des veaux clonés et chez 60 p. 100 des souris. Une moyenne de 40 p. 100 des mammifères ainsi clonés meurent prématurément.

Le clonage thérapeutique se fonde sur les mêmes techniques que le clonage reproductif, mais n’est pas destiné à créer un nouvel individu. Il se pratique en transférant un noyau cellulaire dans un ovule, afin de récupérer des cellules embryonnaires (cellules souches) destinées au remplacement de fonctions ou d’organes défectueux. C’est un mode de clonage à partir d’un patrimoine génétique entier capable de générer un embryon. Le développement de cet embryon est stoppé vers le cinquième jour (date antérieure au moment où, in vivo, l’embryon s’implanterait dans la paroi de l’utérus). Il représente un réservoir de cellules souches, capables, dans certaines conditions, de former des tissus différenciés — raison pour laquelle ce clonage est également qualifié de « clonage pour la dérivation ».

Le but du clonage thérapeutique est la thérapie cellulaire. L’utilisation de cellules humaines dans un but médical existe déjà : ce sont, par exemple, les greffes de peau ou de moelle osseuse. Dans le cas du clonage thérapeutique, les cellules utilisées seraient des cellules souches prélevées sur un embryon. Les applications thérapeutiques potentielles sont multiples. Ces cellules embryonnaires, après avoir été engagées dans une voie de spécialisation, pourraient permettre le traitement de maladies comme la maladie de Parkinson, d’Alzheimer, de désordres métaboliques comme ceux entraînés par le diabète insulino-indépendant (diabète sucré), voire des cancers. Elles pourraient également être précieuses pour régénérer la peau des grands brûlés. Ces applications impliquent une parfaite maîtrise de tous les aspects de la différenciation cellulaire, car une greffe de cellules embryonnaires non différenciées constitue un risque majeur de formation de tumeurs. Les progrès restant à réaliser demeurent donc importants, mais de grands besoins existent pour une nouvelle médecine dite « régénératrice » — le clonage thérapeutique est à cet égard une piste essentielle.

L’une des premières applications du clonage animal reproductif est la recherche fondamentale : de telles expériences permettent en effet d’explorer les mécanismes fins du développement, et de déterminer le rôle des gènes et celui de l’environnement. On sait que la personnalité ou l’intelligence sont en grande partie conditionnées par l’environnement et le vécu, mais dans quelle mesure exactement ? Le modèle animal a également montré qu’un clone, s’il est génétiquement identique à son « parent », ne l’est pas complètement sur le plan physique (chez le chat, par exemple, la couleur du pelage diffère légèrement) — ce phénomène vient du fait que le noyau cellulaire est transféré dans un environnement (le cytoplasme d’un ovule) différent de son environnement d’origine.

Par ailleurs, la production de clones pour remplacer les actuels animaux de laboratoires permettrait aux scientifiques de s’affranchir des différences génétiques qui compliquent la lecture des résultats des expériences. L’obtention, depuis novembre 2002, de plusieurs rats clonés viables et en bonne santé ouvre dans ce cadre des perspectives prometteuses dans l’étude de pathologies du système vasculaire (telle l’athérosclérose et l’hypertension…) et de l’obésité — le rat, plus encore que la souris, est en effet un très bon modèle expérimental pour les maladies humaines.

Le clonage d’animaux adultes ouvre des perspectives en matière de sélection des animaux d’élevage : sous réserve que le rendement en soit considérablement amélioré (et donc la technique rendue moins coûteuse), les éleveurs pourraient envisager de cloner ainsi leurs meilleurs producteurs de lait, de viande ou de laine. La méthode de clonage d’adulte pourrait également être appliquée aux organismes génétiquement modifiés (OGM). En effet, actuellement, la descendance obtenue par voie sexuée d’un animal transgénique n’est pas forcément elle-même transgénique. Ce problème serait résolu avec le clonage d’individus adultes.

La production industrielle généralisée de clones d’animaux d’élevage aurait cependant pour conséquence, et non des moindres, une diminution importante de la diversité des cheptels (disparition des races les moins productives) et, au sein de chaque cheptel cloné, une perte totale de la diversité génétique, avec pour conséquence une fragilisation considérable de cette population face aux micro-organismes pathogènes ou aux changements environnementaux.

                       

 

Le clonage pourrait permettre de produire des animaux appartenant à des espèces menacées. Une cellule d’un animal en voie de disparition peut en effet être fusionnée avec l’ovule d’une femelle d’une espèce voisine. Ce type de clonage a été réussi en 2001 pour le gaur, un gros bovin du Sud-Est asiatique, à partir de cellules de peau d’un gaur mort en 1993 et en utilisant un ovule de vache comme support de clonage. Toutefois, l’utilisation du clonage pour renouveler les populations d’animaux menacés ne résoudrait pas la perte de diversité génétique liée à la diminution des populations de l’espèce.

Dès les premières manipulations génétiques connues sous le nom de génie génétique, la communauté scientifique connaît une grande agitation. Elle se réunit en 1974 au sein d'une conférence internationale, au cours de laquelle les opinions sont partagées entre la nécessité de poursuivre ou celle d'arrêter ce genre de travaux. Il règne alors un climat de doute et d'autorestriction, qui aboutit à un moratoire d'un an. L'année suivante, à Asilomar aux États-Unis, ce moratoire est levé, mais un certain nombre de règles de prudence sont édictées. Cette conférence a cependant surtout pour effet d’être à l'origine d'une prise de conscience communautaire. C'est probablement à cette occasion que sont jetés les fondements de l’éthique moderne liée aux nouvelles technologies — même si le domaine de la bioéthique ne cesse d’évoluer au fur et à mesure des progrès des sciences biologiques et du génie génétique.

Supercherie médiatique ou réalité, l’annonce fin décembre 2002 par la société Clonaid, entreprise de clonage dépendant de la secte des Raëliens, de la naissance du premier bébé cloné, pose l’urgence de déterminer ce qui, en terme d’expériences sur l’humain, est éthiquement acceptable, et de définir les cadres législatifs pour le clonage. Les débats, qui relèvent à la fois de la science, de l’éthique, de la philosophie et de la religion, portent sur deux points en partie liés : d’une part le clonage thérapeutique, d’autre part le clonage reproductif. Alors que la France et l’Allemagne ont déposé en février 2002 devant les Nations unies une demande d’interdiction totale, à l’échelle internationale, du clonage humain reproductif, d’autres pays, tels les États-Unis et le Vatican, entre autres, réclament également l’interdiction du clonage thérapeutique. La communauté internationale doit aujourd’hui répondre à la question de savoir s’il faut ou non autoriser le clonage thérapeutique ou bien interdire tout type de clonage humain. En d’autres termes, peut-on renoncer à des espoirs thérapeutiques considérables pour se prémunir des dérapages ?

Le clonage thérapeutique soulève des questions éthiques qui dépassent le cadre des seuls spécialistes : il s'agit là d'un véritable problème de société, lié d'une part au statut de l'embryon, d’autre part à la d