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Les manipulations génétiques : comment améliorer la
croissance
L.M. Houdebine
To cite this version:
L.M. HOUDEBINE
INRA Unité de Différenciation Cellulaire
78352
Jouy-en-Josas
cedexLes
manipulations
génétiques :
comment
améliorer
la
croissance
L’injection
d’hormone de
croissance
accélère la
croissance
et
augmente
la
taille finale de
certains animaux
commela
souris
et
le
saumon.Chez
d’autres
espèces
commele
porc,
l’hormone
de
croissance
n’augmente
que
très
faiblement la
massecorporelle
totale.
En
revanche,
elle réduit la
proportion
de
lipides
et
elle
augmente
la
massemusculaire.
La
transgénèse
qui
permet
d’introduire
et
de faire
exprimer
le
gène
de l’hormone de
croissance
reproduit
les effets des
injections
d’hormones.
Toutefois,
cette
méthode
ne serasatisfaisante
que
lorsqu’une
bonne
maîtrise
de
l’expression
du
gène
transféré
permettant
de
serapprocher
des conditions
physiologiques
auraété
obtenue.
La modulation de l’activité d’une fonction
physiologique
chez unorganisme
pluricellu-laire pose
plusieurs
questions
d’ordrethéorique
et
technique.
Une fonctionphysiologique
telleque la croissance n’est en effet pas modulée par une seule
hormone,
mais par une série defac-teurs
agissant
encascade,
ensynergie
ou enantagonisme
avec des boucles derégulation
permettant
ausystème
hormonal des’autolimi-ter. Par
ailleurs,
l’évolution a faitqu’un
agentrégulateur
n’agit
pas engénéral
sur une seulefonction
biologique,
mais surplusieurs
simul-tanément ou
séquentiellement.
Une hormonedoit donc être sécrétée à certaines
périodes
dela
journée
ou de l’année et à des taux modéréspour stimuler au maximum un tissu cible donné sans
perturber plus
ou moins gravementles autres fonctions
biologiques
qui
sontégale-ment sous sa
dépendance.
Un animal sauvageet, le
plus
souventégalement
un animaldomes-tique,
ne sont pas au maximum de leurspossi-bilités et la
plupart
de leurs fonctionsbiologi-ques peuvent être
plus
ou moins surstimuléespar des
injections
d’hormones. Une telleméthode a
l’avantage
d’être trèssimple
puisque
l’on peut
théoriquement
injecter
desquantités
variables d’hormones à desfréquences
elles-mêmes variables. Ceci suppose évidemment que l’hormone soit
disponible
engrande
quan-tité et
implique
que des interventionsrépétées,
le
plus
souvent coûteuses, aient lieu sur les ani-maux.Un moyen de s’affranchir des interventions
répétées
sur les animaux consiste àprocéder
à une sélectiongénétique.
Les méthodestradi-tionnelles de sélection
génétique
sontrelative-ment lentes
puisque
strictement liées auxcaprices
de l’évolution et aux lenteurs ducycle
de
reproduction.
Ellesprocèdent
par ailleurs engrande
partie
enaveugle
dans la mesure où leRésumé
-Les récents
développements
de lagénétique
moléculaire offrent désormais lapos-sibilité d’isoler virtuellement
n’importe
quel gène,
de le muter in vitro, demodi-fier ses éléments
régulateurs,
de le réintroduire dans des cellules ou desorga-nismes entiers
(transgénèse)
etdonc,
de moduler à volonté une fonctionphysiolo-gique
donnée. Cespossibilités
ont été et sont encoreappliquées
à la fonction decroissance. Ainsi, les
gènes
du GRF(Growth Releasing
Factor),
de la GH(Growth
Hormone)
et de l’IGF1(Insulin-like
GrowthFactor)
ont été introduits dans desembryons
de divers animaux. Cestransgènes
se sontexprimés
et ont conduit àune accélération de la croissance et à une
augmentation
de la taille des animauxaccompagnée
d’un assezprofond
changement
de leur métabolisme.L’incapacité
de moduler finement
l’expression
destransgènes
chez les animauxtransgéniques
se traduit par une sécrétion exacerbée des hormones
qui,
elle-même,
induit unesérie de désordres
physiologiques
rendant les animauxtransgéniques
peuperfor-mants. La
transgénèse,
si elle est devenue une routine chez la souris dans uncer-tain nombre de
laboratoires,
reste difficilement réalisable àgrande
échelle chez laplupart
des animauxdomestiques.
Des étudesapprofondies
sur lesméca-nismes de contrôle de
l’expression
destransgènes
et sur les méthodes detransgé-nèse doivent donc être menées à bien pour que les
manipulations
génétiques
critère de sélection est
généralement
laperfor-mance
globale
de l’animalsélectionné,
sansréférence
particulière
ouobligatoire
à unefonc-tion
biologique
donnée. Un avantage certain decette
approche
traditionnelle estqu’elle
pro-cède à une élimination continue des animaux
qui pourraient
avoir lesperformances
recher-chées,
maisqui pourraient présenter
des taresvariées dues au hasard ou au processus de
sélection lui-même.
Un autre moyen radicalement
différent
de s’affranchir desinjections
répétées
d’unehor-mone peut consister à introduire dans l’animal
le
gène
del’hormone,
de manière à cequ’il
s’y
exprime
etqu’il
soit transmis à sa descendance.Cette
opération,
que l’onappelle
latransgénèse,
est désormais
possible
etapplicable
dans des butsexpérimentaux
à la fonction de croissance. Ceprésent
rapport se propose de faire lepoint
sur les travaux réalisés et en cours ainsi que surles
perspectives qui
s’ouvrent dans ce domaine.Quelle
hormone utiliser
pour
stimuler la
croissance
La croissance musculaire est sous la
dépen-dance de l’hormone de croissance dont la
sécrétion est elle-même stimulée par le GRF et
qui agit
engrande
partie
via une somatomédined’origine hépatique,
l’IGF1(figure 1).
Une rétroaction au niveauhypothalamo-hypophy-saire est exercée par la somatostatine et l’IGFI.
Des
injections
de GRF, de GH ou d’IGF1 et unabaissement du taux de somatostatine sont
donc
théoriquement capables
d’accélérer lacroissance musculaire. Le
clonage
desgènes
(et
lesprogrès
de lasynthèse chimique
despep-tides)
a rendu ces hormonesdisponibles
grâce
à leur
biosynthèse
en masse dans des bactériesrecombinantes. Ainsi, l’hormone de croissance
porcine
(ainsi
que d’autres GH de mammifèreet que le
GRF)
stimule la croissance musculaire duporcelet
en réduisant la consommationrela-tive de nourriture et l’accumulation de
lipides
(Campbell
et al 1989, revue dans GeneticTechnology
News1989).
De la même manière, des hormones de
mam-mifères,
d’oiseaux ou depoissons
stimulent lacroissance des saumons
(Down
et al1988).
Les ruminants semblentbeaucoup
moins sensiblesaux
injections
de GH pour la croissance alorsque leurs
performances
laitières sont par contrenettement améliorées par l’hormone. La
sélec-tion
génétique
pratiquée
depuis longtemps
chez les ruminants
peut
avoir réduit ladépen-dance vis-à-vis de l’hormone
exogène.
Chez lepoulet,
desinjections
de GH n’améliorent pasles
performances
de croissance, il semblemême que les oiseaux aient sur ce
point
uncontrôle hormonal de la croissance différent des autres
espèces
(Burke
et al1987).
Adminis-trées de manière
modérée,
les diverseshor-mones de croissance ont donc
plutôt
un effetfavorable sur la croissance des animaux en cours de
développement
sans que des effetsbiologiques
indésirablesn’apparaissent.
Lepro-blème sur le
plan physiologique
etbiochimique
paraît
donc bienposé :
untransgène
de GRF, deGH et éventuellement d’IGF1
s’exprimant
demanière convenable doit donc
théoriquement
avoir les mêmes effets désirables que les
injec-tions
répétées
d’hormone sans en avoir lesinconvénients. De telles
expériences
onteffecti-vement été réalisées avec les
gènes
du GRF, de la GH et de l’IGF1. Il est bon de noter que, s’ilest
logique
de solliciter ces troisgènes
étantdonné les effets connus des hormones
corres-pondantes,
il reste concevable de faireappel
àdes
gènes
codant pour d’autres facteurs decroissance. L’IGF1 a un rôle déterminant dans
le
cycle
de divisioncellulaire,
mais d’autresfac-teurs tels que le
FGF,
lesTGF, l’EGF,
etc..., sontégalement
depuissants
agentsmitogènes
ayant
des actions
plus
ou moinsspécifiques
d’untype cellulaire donné. Il serait donc
logique
de s’attacher non seulement à l’axe somatotrope,mais
également
et,plus généralement,
auxgènes
des facteursqui
contrôlent la division cellulaire(Goddard 1988).
Les
techniques
de
transgénèse
Introduire un
gène
dans des cellules estdevenu une routine dans bon nombre de
labo-ratoires
(figure
2).
Diversprocédés
sont utiliséset aucun n’a un très haut rendement sauf la
microinjection
directe dugène
dans le noyau de la cellule. C’est donc ceprocédé
qui
a étéretenu pour introduire des
gènes
dans desembryons
qui
sont des cellules relativementrares et dont l’obtention est souvent coûteuse. Cette méthode reste elle-même d’une efficacité limitée
puisque
chez la souris, 10-20 % dessouriceaux dont 0-30 % sont
transgéniques.
Il faut doncmanipuler
de l’ordre de 100embryons
pourespérer
raisonnablement avoirun adulte
transgénique.
Ce taux descendnota-blement
lorsqu’on
s’adresse à d’autresmammi-fères comme le
lapin,
le porc, le mouton, lachèvre ou la vache
(Brinster
et al 1985,Ham-mer et al 1986, Fabricant et al 1987, Mc
Evoy
etal 1987, Brem et al 1988, Pursel et al
1989).
Ilest
préférable
d’utiliser lesgènes
entiers et nonleur
contrepartie
ADNc si l’on souhaite avoirune
expression
élevée destransgènes
(Brinster
et al
1988).
Lestransgènes
sontgénéralement
introduits dans les chromosomes de l’hôte et ils
sont transmis de manière stable à la descen-dance. Un certain nombre
d’embryons
n’intè-grent pas le
gène étranger
au stade une cellulemais un peu
plus
tard. Unepartie
seulement des cellules de l’adulte ont donc letransgène.
Ces animaux que l’on
qualifie
demosaïques
netransmettent le
transgène
qu’à
une fraction deleurs descendants inférieure à 50 %. Une cel-lule
germinale
d’un animalmosaïque ayant
ou non letransgène,
le mosaïcismedisparaît
évi-demment à la
génération
suivante(Wilkie
et al1986).
L’expression
destransgènes
a lieu leplus
souvent dans les tissus où ilss’expriment
normalement,
mais leur tauxd’expression
estlargement imprévisible.
Chez les
poissons
et,plus
généralement
sem-ble-t-il,
chez les vertébrés inférieurs et lesinvertébrés,
unemicroinjection
dugène
dans lecytoplasme
desembryons
conduit à l’obtention d’un taux élevé d’animauxtransgéniques
(Chourrout
et al1989).
D’autres
techniques,
comme l’utilisation devecteurs rétroviraux, font
l’objet
d’étudesintenses. Cette
technique
repose sur le fait queles rétrovirus doivent
s’incorporer
dans legénome
des cellules infectées pourpouvoir
semultiplier.
Ungène
étranger
introduit dans legénome
viral se trouve ainsi véhiculéjusqu’au
génome
de la cellule hôte par le virus. Cetteméthode délicate a fait des
progrès
notableschez le
poulet (Bosselman
et al1989).
Chezcette
espèce,
cetteapproche
est rendueplus
nécessaire dans le mesure où on ne sait pas
manipuler
lesembryons précoces.
Chez lesmammifères,
il ne semble pas que de telsvec-teurs aient une
supériorité
franche sur lamicro-injection,
à moinsqu’on
ne cherche à lesutili-ser pour transférer des
gènes
dans des cellulessouches
embryonnaires (Frohman
et Martin1989)
ou dans des cellules d’unorganisme
entier dans le but de faire de la
thérapie
généti-que
(Anderson 1984).
Une méthode
qui
vient d’êtreproposée
sou-lève de
grands
espoirs,
enparticulier
en cequi
concerne les gros animaux. Elle consiste à fairepénétrer
lesgènes
dans lesspermatozoïdes
avant la
fécondation,
lesspermatozoïdes
deve-nant alors eux-mêmes les vecteurs des
gènes
(Lavitrano
et al1989).
Les
problèmes techniques
restent donc d’uneimportance
essentielle pour ledéveloppement
des animaux
domestiques transgéniques.
Les succès encore très limités n’ont en effetpermis
l’examen que d’un nombre relativement faible d’animaux
portant
une informationgénétique
étrangère.
Les
effets du
transgène
GRF
Des souris et des porcs
transgéniques
expri-mant le
gène
du GRF humain ont été obtenuspar différents laboratoires. Chez les souris, ce
gène
a conduit à un accroissementsignificatif
de la croissance
pondérale
des animauxqui,
elle-même,
estaccompagnée
d’uneaugmenta-tion très
marquée
de la sécrétion de GRF et deGH
(respectivement jusqu’à
200ng/ml
et 1000ng/ml) (tableau 1).
Letransgène
GRFs’exprime
dans toute une séried’organes
autres quel’hy-pothalamus,
dontl’hypophyse.
Le GRFagit
donc alors en
partie
directement surl’hypo-physe
sans passer par la circulationgénérale
(sécrétion autocrine).
Leprécurseur
du GRFqui
doit être clivé en
plusieurs
régions
pour donner le GRF mature peut donc être maturé dans des cellules autres que celles del’hypothalamus.
Letransgène
GRF est moinspuissant
que lestransgènes
GH eux-mêmes pour augmenter letaux de GH
circulante,
l’hypophyse
constituantl’élément limitant effectif pour la sécrétion de
GH. C’est sans doute pour cette raison que les
animaux
transgéniques exprimant
legène
du GRF n’ont pas deproblème
de santéparticulier
et que leur fécondité ne
paraît
pas altéréeLa
transgénèse
resteun exercice difficile
chez les animaux
Les
transgènes
GRF,
GH et IGF1
modifient
le
métabolisme des animaux.
(Hammer
et al1985).
Leurhypophyse
est parcontre considérablement
hypertrophiée.
Cesont essentiellement les cellules sécrétant la
GH
qui
se sontmultipliées.
Le GRFapparaît
donc non seulement comme un agentprovo-quant
la sécrétion de GH, mais aussi comme unfacteur de croissance
spécifique
des cellules à GH(Mavo
etal 1988).
Des porcs
transgéniques
exprimant
le mêmegène
du GRF ontégalement
été obtenus. De manière surprenante et contrairement à cequi
a été observé chez la souris, chez les porcsqui
expriment
très fortement legène
du GRF(jus-qu’à
500 fois le tauxnormal),
la sécrétion deGH ne s’est pas trouvée
augmentée
(Brem
etal,
Pursel et al
1989).
Il semblequ’une partie
decet échec soit attribuable au fait que chez cette
espèce
letransgène
GRF nes’exprime
majori-tairement que dans des
types
cellulairesinca-pables
de transformer leprécurseur
du GRF enhormone
biologiquement
active.Les
effets du
transgène
GH
Les
premiers
animauxtransgéniques
expri-mant
des gènes
de GH
ont été dessouris.
mant des
gènes
de CH ont été des souris. Divers promoteurspuissants
fonctionnant dansla
plupart
des types cellulaires ont été utilisés dans le but d’obtenir uneexpression
très élevée destransgènes.
Dans cesconditions,
laplupart
des tissus de
l’organisme synthétise
de la GH. C’est cequi
explique
les taux très élevés de GHcirculante
(souvent
de l’ordre du!g/ml
etjus-qu’à
150qg/ml).
Ces souris ontégalement
unehypersécrétion
d’IGF1,
une diminution dunombre des cellules GH de
l’hypophyse
et unecroissance très nettement
augmentée
(tableau
2).
Leur santé est par ailleurs assez gravementperturbée.
Leurreproduction
estaltérée,
enpartie
par effethyperprolactinémique
dans lecas de l’hormone de croissance humaine
(hGH)
qui
est douée d’une activitéprolactine
élevée.Les souris
exprimant
legène
hGH ont un tauxde
prolactine
anormalementbas,
un taux de LH(luteinizing hormone)
anormalementélevé,
uneréponse
atténuée de la LH au GnRH(Gonado-tropin
Releasing Hormone)
et une rétro-actionfaible de la testostérone sur la FSH
(Follicule
Stimulating Hormone)
(Bartke
1988).
Denom-breuses autres
perturbations
ont été observéesqui
sont d’ailleurs variables selon que letrans-gène
est le GRF, la GH ou l’IGFl(Brem
et al 1989,Quaife
et al1989).
De manièreinatten-due,
letransgène
GH ovine ne provoquequ’un
nombre
plus
limité de désordres(Orian
et al1989).
Il n’est pas aiséd’expliquer
ces diffé-rences. Il estprobable
que leshormones
hété-rologues synthétisées
par destransgènes
issusd’une autre
espèce,
si elles sont toutes devéri-tables
somatotropines, peuvent
avoir des effets secondaires que n’auraitpeut-être
pasl’hor-mone
homologue
même à très forteconcentra-tion. Les constructions de
gène
doivent êtreelles-mêmes
prises
en considération. Eneffet,
ilest admis que le promoteur d’un
gène
n’est pasle seul facteur
qui
contrôlel’expression
généti-que. Des
signaux
sontégalement
présents
àl’intérieur même des
régions
transcrites. L’as-sociation d’un promoteur donné avec un autregène
que le sienpeut,
parailleurs,
créer dessignaux
actifs de manière tout à faitimprévisi-ble. C’est ainsi que l’on voit certaines
construc-tions
s’exprimer
plus
intensément danscer-tains tissus sans que la nature du
promoteur
nele laisse
présager.
Cecipeut
se traduire par uneproduction
locale de GH très élevée dans tel outel tissu. Cette
hyperproduction
localequi
ne setraduit pas nécessairement par un taux
particu-lièrement élevé de GH
sanguine peut
grave-ment
perturber
le tissuproducteur
par uneaction de type autocrine.
Les porcs
transgéniques
exprimant
desgènes
de GH ont en gros lescaractéristiques
desani-maux traités par des
injections
d’hormone :croissance accélérée
(à
condition que lerégime
alimentaire soit riche en
lysine),
pertepartielle
d’appétit,
meilleure utilisation de la rationali-mentaire,
dépôt
limité degraisse.
Ces avantagesont une
contrepartie négative
sur la santé desanimaux. Les
transgènes
GH induisent en effetchez le porc une réduction des
capacités
dereproduction,
del’arthrite,
une tendance à l’ul-cération del’estomac,
un étatdiabétique,
etc...(tableau 2).
Les moutons
transgéniques
qui expriment
leur
santé,
enparticulier
au niveau desarticula-tions, non
accompagnées
d’une accélération deleur croissance
(tableau 2).
’l’rop
peu delapins
transgéniques exprimant
les
gènes
GH ont été obtenus pour que desconclusions claires
puissent
être tirées sur leurseffets
(tableau
2).
Chez les
poissons,
lestransgènes
GH sontsupposés
accélérer la croissance. Les résultatssont encore contreversés
(Chourrout
et al1989).
Les
effets du
transgène
IGF1
Des
liguées
de sourisexprimant
legène
del’IGF1,
placé
sous ladépendance
dupromoteur
dugène
de la métallothionéinequi
est actif dans laplupart
descellules,
ont une croissancepondérale
augmentée qui
résulte d’uneorgano-mégalie
sélective et non d’un accroissement de la taille dusquelette
(Mathews
et al1988a).
Chez ces animaux,l’expression
de la GHendo-gène
estsignificativement
atténuée par l’effetde rétroaction de l’IGF1. Les effets de
crois-sance sont moins
spectaculaires
que ceux obte-nus avec lesgènes
du GRF ou de la GH. Cecipeut
être dû à la réduction du taux de GHcir-culante
qui
doitagir
ensynergie
avec l’IGF1pour assurer une croissance élevée. Plus
sim-plement,
la relative inefficacité dutransgène
IGF1 peut être due à son
expression
plutôt
modeste dans les
lignées
de souris étudiées.La
transgénèse
commemodèle
d’étude de la
croissance
L’expression
souvent débridée destrans-gènes
GH induit des étatsphysiologiques
qui
ne seraient que difficilement obtenus par de
simples
injections
d’hormone. Un examen de ces animauxtransgéniques
adéjà apporté
desinformations
précieuses.
Une
lignée
de souris nainesqui
n’aplus
degène
GH fonctionnel a pu retrouver enpartie
sataille normale en recevant un
transgène
GH(Hammer
et al1984).
Al’inverse,
l’ablationgénétique qui
consiste à détruirespécifique-ment les cellules
qui expriment
ungène
donné au cours dudéveloppement,
apermis
de géné-rer deslignées
de souris naines en éliminant del’hypophyse
les cellules à GH(Behringer
et al1988, Borelli et al
1989).
Chez les souris
géantes
exprimant
untrans-gène
GH,l’hypercroissance
des tissus ne se faitpas de manière
allométrique
avec les animauxtémoins.
Ainsi,
le foie et la rate sontparticuliè-rement stimulés alors que le cerveau reste
insensible à la GH provenant du
transgène
(Shea
et al1987).
De manièreinattendue,
l’ac-célération de la croissance chez les souriceauxtransgéniques
ne commence pas avant la troi-sième semaine de leur vie extra-utérine alorsque le taux d’IGF1
sanguin
estsupérieur
auxanimaux témoins dès la deuxième semaine et
La
transgénèse
serautilisable
lorsqu’elle
sera mieux
maîtrisée.
les animaux
transgéniques.
L’accélération de lacroissance
paraît
donc à peuprès
corrélée avecl’augmentation
du tauxd’IGF1,
mais l’effecteurhépatique
neparaît
pas immédiatementsensi-ble à la GH
(Mathews
et al1988b).
).
Chez les porcs
exprimant
untransgène
hGH oubGH,
la GHendogène
estréduite,
l’IGF1 estaugmenté
et la sensibilité au GRF est atténuée(Miller
et al1989).
Le
transgène
GH induit chez les souris uneféminisation du foie
qui exprime
chez les mâlestransgéniques
plus
d’IGFl,
moins de MUP(murine
urinary
protein)
etplus
derécepteur
prolactine
que chez les animaux témoins. Cette situation ressemble à celle des femellesnor-males chez
qui
une sécrétion de GHrelative-ment élevée est
permanente.
Ilapparaît
doncque la sécrétion discontinue de GH caractérise
l’état mâle et que la féminisation
hépatique
estinduite par une sécrétion continue de
l’hor-mone
(Norstedt
et Palmiter1984).
).
Le
transgène
hGH peut être induit par desinjections
deglucocorticoïdes
qui
stabilisentlARNm
(Selden
et al1989).
Le mêmetransgène
hGH est
régulé
par leglucose
au niveau de latraduction comme le
gène
insulineendogène
(Welsh
et al1986).
Letransgène
a donc alorsgardé
une bonnepartie
de sescapacités
à êtrerégulé.
De manière un peu
inattendue,
des souristransgéniques qui expriment
letransgène
de lasomatostatine n’ont pas de retard dans la
crois-sance bien que le taux de somatostatiné
san-guin
soit élevé. La somatostatine estproduite
chez ces animaux par différents organes dont
les cellules
gonadotropes
del’hypophyse
(Low
et al
1986).
Les celluleshypophysaires
à GHdoivent donc être au contact de la
somatosta-tine
produite
par letransgène.
Il n’est pascer-tain toutefois que la somatostatine
produite
parles cellules
gonadotropes
migre
aisémentjus-qu’aux
cellules à GH. Uneexplication plus
sim-ple
pourexpliquer
la non interférence de lasomatostatine sur la croissance est que
l’hyper-sécrétion de cette hormone a induit une
désen-sibilisation de son
récepteur
qui
se traduit par une sécrétion normale de GH chez les animauxexprimant
letransgène
somatostatine.Conclusions
____________
Après
maintenantplusieurs
annéesd’expéri-mentation, il est
possible
de faire un bilan destentatives
qui
ont été faites pour améliorer lacroissance via le transfert de
gène.
Force est deconstater que l’on se trouve dans une situation
de demi-échec
malgré
lesimportants
investis-sements consentis. Si l’on veut être
objectif,
ilconvient tout d’abord de ne pas omettre de
prendre
en considération le faitqu’une
partie
essentielle des efforts a
porté
sur la mise aupoint
destechniques
detransgénèse,
indépen-damment de la nature desgènes
transférés. Ilest désormais clair
qu’une
simple
transposition
de latechnique
demicroinjection
de la sourisau gros mammifère n’est que
partiellement
satisfaisante. Un certain succès a pu être atteint
toutefois de cette manière et on sait désormais
le
prix
à payer avec latechnique
demicroinjec-tion pour obtenir de gros mammifères
transgé-niques.
De touteévidence,
un effortimportant
doit être et sera maintenu dans cette direction. L’utilisation des cellules souches
embryon-naires
(cellules ES)
et lapossibilité
d’introduireles
gènes
directement dans lesspermatozoïdes
soulèvent un peupartout
degrands
espoirs.
Ces limites
techniques
ont sévèrement réduit le nombre d’essaispermettant
d’évaluer le fonctionnement destransgènes.
Uneconclu-sion
s’impose
désormais à tous. L’utilisation detransgènes
GH(ou
GRF ouIGFI)
reste unepos-sibilité intéressante
puisque
les animaux sonteffectivement
physiologiquement
modifiés par les hormones dérivant de cestransgènes.
De manière non moinsévidente,
ilapparaît
assezclairement
qu’un
succès véritable ne pourraintervenir que
lorsque
l’on se sera trèssensible-ment
rapproché
de la situation danslaquelle
on se trouvelorsque
l’oninjecte
de la GH. End’au-tres termes, il
paraît probable
que les animauxexprimant
untransgène
GH n’auront pas deréel intérêt
zootechnique
tant quel’expression
des
transgènes
ne sera pas contrôlée. Seulecette situation permettra à la GH de n’être
pré-sente à un taux élevé
qu’à
certains moments de la vie de l’animal. Des tentatives ont été faites dans ce senspuisque
legène
GH a étéplacé
sous ladépendance
du promoteur de laphos-.phoenolcarboxykinase
(PECK)
que l’on saitsen-sible aux
régimes
riches englucides
et auglu-cagon
(Pinckert
et al1989).
Les animauxtrans-géniques qui
abritent cegène
recombinant ontun taux de GH
qui
varie effectivement enfonc-tion du
régime
alimentaire. Une autre tentative intéressante a consisté àplacer
legène
GH sousla
dépendance
dupromoteur
dugène
de la pro-lactine que l’on sait sensible à toute une sériede
composés
chimiques
comme laperphena-zine. Des
injections
de cesdrogues
suffisent àinduire une
augmentation
transitoire du tauxde GH
(Polge
et al1989).
L’intérêt réel de cesanimaux reste encore à démontrer.
En attendant que des
progrès
aient étéréali-sés,
il est certainement d’ores etdéjà
possible
d’utiliser les animaux
transgéniques
exprimant
des
gènes
GH parexemple
pour des étudesmétaboliques
fondamentales,
ces animauxreprésentant
des situationsphysiologiques
extrêmes.Plus
généralement,
on doit se poser laques-tion de savoir si la
transgénèse
est toutsimple-ment un bon moyen d’utiliser la GH
quand
ondispose
de l’hormonepurifiée
en abondance.Ces deux
méthodes, injections
d’hormone ettransgénèse,
risquent
depâtir
de manière à peuprès équivalente
d’unrejet
dupublic
(Dickman
1989 ; GeneticTechnology
News1987).
L’inter-ventionunique
et définitivequi
est latransgé-nèse reste séduisante et il serait déraisonnable de ne pas
poursuivre
dans cette direction et ced’autant
plus
que lesprix
de revientcomparés
des deux méthodes ne sont pas
prêts
d’êtrecor-rectement évalués. Les
enjeux
sont de taillepuisque,
faut-il lerappeler,
la GH stimule nonseulement la croissance chez certaines
espèces,
mais aussi la sécrétionlaitière,
même chez leporc et le rat
(Bauman
et al 1989, Madon et alCe texte a été
présenté
auxJournées
scientifi-ques « Croissance des bovins et
qualité
de la viande » à Rennes les 8-10 novembre 1989. Ilest extrait du recueil
complet
des communica-tions édité par l’ENSA de Rennes et l’INRA.Remerciements
Ce travail a été réalisé avec l’aide financière du pro-gramme «
Biotechnology
Action Programme » de laCommunauté Economique Européenne.
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Summary
Genetic
engineering :
How toimprove
growth
Recent
development
in molecularbiology
makes the isolation ofvirtually
any genepossible.
The isolated gene can bemutated,
invitro, to
modify
itsgenetic
message or itsregulatory
elements. It can then bereintro-duced into cells or into the whole
organism
(transgenesis)
and aphysiological
function canthus
potentially
be modified. Thesepossi-bilities have been and still are
being
applied
toanimal
growth.
Genescoding
for GRF(Growth Releasing
Factor),
GH(Growth
Hor-mone),
and IGF1(Insulin-like
GrowthFactor)
have been introduced into
embryos
of variousanimal
species.
These transgenes wereexpressed
and this led to an acceleration ofgrowth
and to an increase in animal size. Thisphenomenon
wasaccompanied
by significant
changes
in the metabolism of the animals. The fact that theexpression
of the transgenes used could not be modulated led to an oversecre-tion of
GH,
which isresponsible
for variousphysiological
disorders,
rendering
most of thetransgenic
animalsexpressing
a GH transgeneof low interest for
production. Although
trans-genesis
has become a routineexperiment
in acertain number of
laboratories,
it remainsrelatively
difficult on alarge
scaleusing
mostdomestic animals. Further studies on the
mechanisms which control
transgene
express-ion and on methods
leading
totransgenesis
must be conducted beforegenetic
engineering
can
really
contribute to animprovement
inanimal
breeding.
HOUDEBINE L.M., 1990. Les
