Les biotechnologies - quelques notions de base

Les biotechnologies - quelques notions de base
Les biotechnologies en Chine
Les biotechnologies - quelques
notions de base
Date de mise en ligne : lundi 25 février 2013
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Les biotechnologies - quelques notions de base
Quelles sont les bases scientifiques des biotechnologies ?
Les biotechnologies modernes exploitent notre compréhension des mécanismes de fonctionnement des êtres
vivants.
L'unité élémentaire des êtres vivants est la cellule. Sa taille est de quelques centièmes de millimètre (un homme est
composé d'environ cent mille milliards de cellules). Elle comporte un noyau, entouré d'un cytoplasme.
Le génome est localisé dans le noyau. Il est composé de gènes. Les gènes contiennent l'information nécessaire pour
que la cellule fabrique toutes les substances nécessaires à la vie (ex : les enzymes et les hormones). Les enzymes
accélèrent les réactions chimiques nécessaires à la vie. Par exemple, elles découpent l'amidon des féculents en
sucre et transforment le sucre en énergie.
Les cellules contiennent aussi des produits de réserve (matière grasse, sucre, amidon, etc.).
Références :
L'industrie des biotechnologies : contraintes et opportunités. In Dossier Biotechnologies. IHEST. Octobre 2003. p. 8,
Inside the Cell. National Institute of General Medical Sciences. National Institutes of Health. 30 August 2011.
Que désigne-t-on sous le nom de biotechnologies ?
Aujourd'hui, le mot biotechnologie désigne des technologies de pointe exploitant des processus cellulaires ou
moléculaires, grâce au génie génétique (ex : la production d'hormones, la thérapie génique).
La production en masse de produits d'une qualité constante, qui est la caractéristique des processus industriels, est
possible en biotechnologie grâce à trois outils de base :
"La maîtrise des techniques de cultures de cellules (humaines, animales, végétales, micro-organismes), qui permet
de maintenir longtemps des cultures cellulaires de caractéristiques constantes. Elle a notamment permis la
production massive de réactifs pour le diagnostic médical (anticorps monoclonaux) et de molécules complexes pour
les industries chimiques et agroalimentaires (enzymes, arômes, etc.).
"Le génie génétique, qui rend possible la manipulation des gènes un à un, leur modification et leur introduction à
volonté dans n'importe quel organisme. En d'autres termes, il permet de modifier de façon contrôlée le génome d'un
organisme.
"L'informatique, sans laquelle il est impossible de traiter et d'exploiter l'information génétique.
Références :
L'industrie des biotechnologies : contraintes et opportunités. In Dossier Biotechnologies. IHEST. Octobre 2003. p. 5
Qu'appelle-t-on mutation, génie génétique et OGM ?
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Une mutation est une modification du génome. Les mutations se produisent spontanément. Elles peuvent aussi être
provoquées artificiellement par des radiations, des produits chimiques ou par génie génétique. La plupart des
mutations n'ont pas de conséquences visibles. Cependant, certaines changent le fonctionnement des êtres vivants.
C'est pour cela que les mutations constituent un des moteurs de l'évolution.
Un mutant est un individu qui se distingue des autres par une mutation.
Le génie génétique désigne l'ensemble des techniques permettant d'introduire dans un organisme vivant un ou
plusieurs gènes, même s'ils proviennent d'une autre espèce. Transférer un gène d'un organisme à un autre se dit «
cloner un gène » et les organismes ainsi obtenus sont appelés « organismes transgéniques » ou bien « organismes
génétiquement modifiés » (OGM). Le premier animal OGM (une souris) a été obtenu en 1981 et la première plante
OGM en 1983 (un tabac).
Références :
L'industrie des biotechnologies : contraintes et opportunités. In Dossier Biotechnologies. IHEST. Octobre 2003. p. 8,
Inside the Cell. National Institute of General Medical Sciences. National Institutes of Health. 30 August 2011.
Quels sont les domaines d'application des biotechnologies ?
Les biotechnologies interviennent dans les domaines de la santé, de l'agriculture, de l'agroalimentaire, de la chimie,
de l'énergie et de la protection de l'environnement.
Voici quelques exemples d'application :
"Santé. Les biotechnologies rendent possible la création de médicaments inédits, inconcevables sans leur
intervention : par exemple l'érythropoïétine (EPO) pour le traitement de certaines anémies. On appelle médicaments
biopharmaceutiques ou biomédicaments les médicaments produits par les biotechnologies.
"Agriculture. Les biotechnologies végétales permettent de lutter contre les ravageurs en créant des plantes qui
produisent elles-mêmes un insecticide (plantes OGM).
"Industrie chimique. Les enzymes introduites dans les lessives permettent de laver le linge à basse température,
sans ajouter de phosphates, diminuant ainsi la consommation d'énergie et limitant la pollution.
"Autres. Les biotechnologies sont aussi utilisées pour résoudre de nombreux problèmes de détection et de
traçabilité (ex : répression des fraudes, police scientifique, recherche de paternité).
Références :
L'industrie des biotechnologies : contraintes et opportunités. In Dossier Biotechnologies. IHEST. Octobre 2003. p. 6,
Les biomédicaments. Les entreprises du médicament - LEEM. 5 mai 2011.
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Quelles sont les caractéristiques de l'industrie des biotechnologies en Chine ?
L'industrie des biotechnologies chinoise couvre tous les domaines d'application. Elle est localisée principalement
dans les provinces côtières et dans les zones spéciales de développement économique au sud et à l'est de la Chine.
Répartition géographique de l'industrie des biotechnologies en Chine
Market Report on China Biotechnology and Nanotechnology Industries. Italian Trade Commission, Shanghai Office.
18 June 2009. p. 20).
Qu'est-ce que la thérapie génique ?
La thérapie génique consiste à traiter une maladie en injectant un gène qui apporte des fonctionnalités qui font
défaut au malade. Pour cela, on passe par l'intermédiaire d'un virus dans lequel on a introduit le gène par génie
génétique.
Le traitement peut être temporaire. C'est par exemple le cas lorsque la thérapie génique est utilisée pour lutter contre
un cancer. Dans ce cas le gène est introduit via un virus qui se développe pendant quelques jours avant d'être
éliminé par l'organisme. On utilise généralement un adénovirus rendu inoffensif par génie génétique (de toute façon
la plupart des infections à adénovirus passent inaperçues).
Le traitement peut être permanent. C'est le cas lorsque la thérapie génique vise à introduire un gène « normal » chez
un malade souffrant d'une maladie génétique. On utilise alors un virus qui va s'incorporer au matériel héréditaire de
cellules qui se multiplient constamment chez le malade. Un exemple est le traitement d'une dizaine de «
bébés-bulles » en France en 1999. Les bébés-bulles souffrent d'une déficience du système immunitaire due au
dysfonctionnement d'un gène précisément identifié. Le traitement à consister à introduire le gène « normal » dans les
cellules souches des globules blancs. Les enfants ont guéri, mais la moitié d'entre eux ont malheureusement eu une
leucémie (un en est mort).
Références :
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Regenerative Medicine. Department of Health and Human Services. National Institutes of Health. August 2006. p. 50,
Michael L. EDELSTEIN, Mohammad R. ABEDI, Jo WIXON. Gene therapy clinical trials worldwide to 2007 - an
update. The Journal of Gene Medicine 2007 ; 9 : 833-842. DOI : 10.1002/jgm.1100 pp. 834-835,
Jean-Marie HURAUX. Virologie. Université Pierre et Marie Curie. 5 février 2008. p 217,
Salima HACEIN-BEY-ABINA, Julia HAUER, Annick LIM, Capucine PICARD, Gary P. WANG, Charles C. BERRY,
Chantal MARTINACHE, Frédéric RIEUX-LAUCAT, Sylvain LATOUR, Bernd H. BELOHRADSKY, Lily LEIVA, Ricardo
SORENSEN, Marianne DEBRÉ, Jean Laurent CASANOVA, Stephane BLANCHE, Anne DURANDY, Frederic D.
BUSHMAN, Alain FISCHER, Marina CAVAZZANA-CALVO. Efficacy of Gene Therapy for X-Linked Severe Combined
Immunodeficiency. The New England Journal of Medicine 363:355-364 July 22, 2010. p. 363)
Que désigne-t-on sous les termes « thérapie cellulaire et « médecine régénérative » ?
Les deux termes sont synonymes. Il s'agit dans les deux cas d'utiliser des cellules souches pour remplacer des
tissus lésés.
Le plus ancien traitement de ce type est la transplantation de moelle osseuse. Il est utilisé de façon routinière depuis
les années 1970 pour les maladies du sang et du système immunitaire. L'autre traitement existant est la greffe de
peau, pour les grands brûlés par exemple. Dans les deux cas, le traitement exploite la présence de cellules souches
dans le tissu utilisé pour la greffe.
Cependant, les transplantations d'organes ou les greffes de tissu ne permettent de traiter que certains cas alors que
la thérapie cellulaire est potentiellement utilisable pour un grand nombre de maladies.
Cellules souches et clonage : l'humain, un cas à part ? In Dossier Biotechnologies. IHEST. Juin 2006. pp. 13-14)
Qu'est-ce qu'une cellule souche ?
Une cellule souche est une cellule qui reste capable de se diviser tout au long de la vie, assurant le renouvellement
des cellules d'un individu. La division d'une cellule souche produit une nouvelle cellule souche (cellule de « réserve
») et une cellule s'engageant dans un processus de différenciation qui la conduira à remplir une fonction précise.
Tous les êtres vivants pluricellulaires possèdent des cellules souches. Elles sont à l'origine de tous les tissus et en
assurent le renouvellement (remplacement des cellules disparaissant par vieillissement ou par lésion). Les cellules
souches sont à l'origine de la régénération des membres chez certains animaux (lézards, tritons, etc.).
La cellule est l'unité élémentaire des êtres vivants. Sa taille est de quelques centièmes de millimètre. Elle comporte
un noyau, entouré d'un cytoplasme. Le noyau rassemble la majorité de l'information génétique. Dans le cytoplasme
se déroulent la plupart des réactions biochimiques nécessaires à la vie de la cellule (synthèse de molécules et
production d'énergie).
Un être humain est composé d'environ cent mille milliards de cellules, appartenant à environ deux cent types
différents.
Cellules souches et clonage : l'humain, un cas à part ? In Dossier Biotechnologies. IHEST. Juin 2006. pp. 6-7,
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