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Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 1990, 9 (3), 621-640 Utilisation et contrôle des méthodes biotechnologiques dans le domaine vétérinaire J. B L A N C O U * Résumé : L'auteur retrace l'historique et les étapes successives de l'application de la «biotechnologie» aux sciences vétérinaires. Il dresse ensuite l'inventaire des applications possibles en santé animale (diagnostic, prévention et traitement des maladies), en génétique, reproduction (contribution directe ou indirecte), et nutrition animales (que ce soit au niveau des plantes fourragères, de la fermentation ou pré-fermentation des aliments ou du métabolisme de l'animal lui-même). Il rappelle les principes du contrôle des méthodes biotechnologiques (différentes catégories et risques, et moyens de les prévenir) en décrivant les différentes instances de contrôle aux niveaux national et international. Il conclut à l'intérêt sans cesse croissant des biotechnologies dans le domaine de la reproduction animale et de la surveillance des maladies animales, mais souligne la grande lenteur de son application à la prévention de ces maladies, compte tenu des délais nécessaires pour en évaluer les risques. MOTS-CLÉS : Biotechnologie - Contrôle - Diagnostic - Génétique - Maladies animales - Nutrition - Reproduction - Vaccins. INTRODUCTION Les sciences biologiques ont connu, au cours des dernières décennies, des progrès techniques accélérés. Cette accélération était inhabituelle en biologie où les découvertes se faisaient, se développaient et s'appliquaient en général avec plus de lenteur que dans les autres disciplines scientifiques. Il en est résulté une certaine appréhension du fait que ce d o m a i n e des sciences concerne notre environnement direct, même si chacun admet que les nouvelles découvertes autorisent des progrès inespérés. Or, les sciences vétérinaires sont à nouveau au premier rang dans ce progrès, par le nombre et par la variété des découvertes qui lui sont applicables. Les responsabilités des vétérinaires sont d'autant plus lourdes que nombre de ces découvertes sont d'abord éprouvées sur l'animal, sur les produits qui lui sont administrés ou sur la nourriture qui lui est offerte. * Chef du Département Santé et Protection Animales, Centre National d'Etudes Vétérinaires et Alimentaires, B.P. 9, 54220 Malzévüle, France. 622 Le présent document se propose donc de faire le point sur la nature des méthodes biotechnologiques réellement utilisées ou étudiées dans le m o n d e et la façon dont cette utilisation et ces études sont contrôlées. Cet article a été rédigé d'après les sources bibliographiques citées et l'analyse des rapports reçus par l'Office International des Epizooties en provenance des pays suivants : Afrique du Sud, République fédérale d'Allemagne (six rapports), République Démocratique Allemande, Australie, Autriche, Brésil, C a n a d a , Chili, Chypre, République de Corée, Etats-Unis d'Amérique, France, Italie, Norvège, PaysBas, Royaume-Uni, Taïwan R . O . C . , Tchécoslovaquie, Turquie, URSS et Uruguay. LES MÉTHODES BIOTECHNOLOGIQUES Avant d'établir la liste de ces méthodes, et d'en donner une brève description, il convient de préciser la définition que nous retiendrons pour cet article des deux mots «méthodes biotechnologiques» en sciences vétérinaires. Cette définition large englobe tous les champs d'application possibles des biotechnologies. U n e définition plus restrictive, concernant uniquement les «biotechnologies modernes» (c'est-à-dire issues des découvertes de la seule biologie moléculaire), appelées aussi «génie génétique», sera donnée plus loin. P o u r notre part, les méthodes biotechnologiques sont toutes celles visant à: «L'application pratique de l'ensemble de nos connaissances en biologie, microbiologie ou biologie moléculaire à l'accroissement des potentialités des animaux ou à l'accroissement de leur résistance aux agressions du milieu où ils vivent». Car les biotechnologies sont rarement issues d ' u n e seule discipline ou d ' u n e seule découverte mais, au contraire, de l'application simultanée de ces découvertes en vue de résoudre u n problème précis. On peut distinguer trois grandes périodes dans le développement des méthodes biotechnologiques : Avant la naissance de la microbiologie et de la biologie cellulaire Les biotechnologies étaient alors appliquées de manière empirique (sans «savoir» leur mécanisme intime). Mais ces applications ont, comme les suivantes, changé le sort de l'humanité : sélection des espèces et des races animales (ou végétales d o n t ils se nourrissaient), fermentation des fruits, des grains, des herbages, du lait, voire production de vaccins à base de matières virulentes «brutes» ont constitué la clé des progrès et des succès de l'élevage au fil des siècles. Après les découvertes de la microbiologie et de la biologie cellulaire Les applications des biotechnologies se sont alors multipliées en matière de protection de la santé humaine et animale, notamment après la découverte des vaccins et sérums, des antibiotiques, des sulfamides, des vitamines, mais aussi en matière de sélection, d'hybridation ou d'insémination artificielle. Toutes ces applications ont été à la base de l'explosion démographique mondiale du X X siècle. e 623 Mais l ' h o m m e ne crée encore rien en biologie : il ne fait qu'exploiter le matériel existant déjà dans la nature, le sélectionner, l'améliorer. Il utilise notamment les erreurs de transcription du code génétique (dont il ne connaît pas encore le mécanisme intime). Et il fait de ces « m u t a n t s spontanés» des clones végétaux, animaux ou microbiens qu'il emploie à son service. Après les découvertes de la biologie moléculaire U n pas supplémentaire a été fait : on a pu n o n seulement déchiffrer le code génétique qui « p r o g r a m m e » les cellules, les microbes ou les virus, mais aussi extraire, modifier ou transférer ces messages codés d ' u n e cellule à l ' a u t r e . L ' h o m m e avait ainsi acquis la maîtrise des mécanismes intimes de la vie. De cette constatation naquit aussitôt une grande inquiétude : ayant créé ce qui n'existait pas «naturellement», n'allait-on pas r o m p r e l'équilibre de ce qui existait déjà? Nous allons voir que, replacée dans son contexte historique, cette question ne doit pas se poser en termes aussi dramatiques. Car l ' h o m m e fait a u j o u r d ' h u i sciemment ce qu'il a longtemps fait empiriquement. Les méthodes biotechnologiques qui figurent en Annexe I, actuellement employées en sciences vétérinaires, peuvent, en effet, être classées en trois grands groupes : Groupe 1 : les méthodes ne faisant qu'exploiter des patrimoines génétiques existant déjà Ces méthodes visent à choisir, dans la palette naturelle des différents gènes existant au sein des cellules reproductrices, ceux qui paraissent les plus appropriés p o u r : - Accroître directement le potentiel des êtres vivants dans u n sens favorable (ex. : résistance ou productivité). - A c c r o î t r e indirectement ce potentiel en utilisant p o u r cela les propriétés de cellules, microbes ou virus sélectionnés en laboratoire : ferments, vaccins, antibiotiques, etc. O n constate bien que les méthodes classées dans ce groupe ont été utilisées, directement ou n o n , à toutes les périodes de l'histoire des biotechnologies évoquées ci-dessus. D a n s ce groupe peuvent être classées les méthodes suivantes : - Sélection traditionnelle (génétique quantitative) de races animales améliorées par tous les types de croisement possibles, à partir de races existantes, par m o n t e naturelle ou insémination artificielle : plus productives, plus résistantes aux agressions du milieu ou des agents pathogènes, etc. Cette sélection se fait soit sur la base des caractères extérieurs (phénotype) des reproducteurs ou de leur descendance, soit sur la base des caractères héréditaires (génotype) repérés par des m a r q u e u r s . - D é v e l o p p e m e n t in vivo d'embryons récoltés chez des mères (sélectionnées) implantés chez d'autres mères «receveuses» (non sélectionnées). - Sélection de cellules à propriétés particulières (ex. : porteur du c h r o m o s o m e mâle ou femelle, sécrétant des anticorps), de microbes (ex. : produisant des antibiotiques, des enzymes fermentaires, des antigènes vaccinants), de virus (ex. : permettant de produire des vaccins, de transformer des cellules, de transférer des gènes). 624 - Identification, sélection e t / o u reproduction in vivo (biosynthèse) ou in vitro (synthèse chimique) de cellules ou de sous-unités cellulaires (ex. : protéines, peptides, acides aminés) ou de leurs produits (ex. : hormones, anticorps polyclonaux, enzymes, etc. ; voir en annexe la signification de tous les mots n o n usuels qui ne seraient pas expliqués ici ou dans la suite de cet article). Ainsi la séquence complète de la caséine du lait de vache a-t-elle été identifiée récemment en République fédérale d'Allemagne. Groupe 2 : les méthodes modifiant ou rapprochant artificiellement des patrimoines génétiques existants Ces méthodes franchissent u n pas de plus dans l'exploitation des potentialités biologiques, mais de manière artificielle, c'est-à-dire soit en forçant la variabilité cellulaire, soit en r a p p r o c h a n t des patrimoines génétiques qui n'auraient pas pu se rencontrer naturellement. Le b u t de ces «manipulations» est le même que précédemment : accroître directement ou indirectement les potentialités des êtres vivants. Mais il s'y ajoute u n autre objectif : créer des outils spécifiques (ex. : les anticorps monoclonaux) permettant de réaliser des manipulations encore plus fines. Dans ce groupe peuvent être classées les méthodes suivantes : - C r é a t i o n de races animales nouvelles sous l'effet de mutations induites ou favorisées artificiellement. - M o d i f i c a t i o n de cellules, microbes ou virus par des «mutagénèses» induites puis sélection de mutants aux propriétés recherchées (du fait de l'addition ou de la délétion de gènes, par exemple). - «Immortalisation» de lymphocytes infectés volontairement par des virus oncogènes. - Hybridation (fusion) de cellules tumorales (c'est-à-dire à reproduction indéfinie) avec un clone particulier de cellule (lymphocyte) du système immunitaire. Ceci permet de créer des «hybridomes» pouvant sécréter, in vitro ou in vivo, des quantités illimitées d'anticorps monoclonaux d'une spécificité restreinte à un seul déterminant antigénique (épitope). Ces «anticorps monoclonaux» peuvent, à leur tour, permettre de sélectionner par mutagénèse dirigée des microbes ou virus résistant à leur neutralisation par ces anticorps au niveau d ' u n site spécifique correspondant. - Hybridation d ' u n A D N connu avec u n A D N complémentaire permettant de reconnaître la présence de séquences spécifiques (gène ou agent pathogène), donc celles de la protéine pour laquelle il code : c'est le diagnostic par sonde moléculaire, appelée aussi sonde nucléique. Groupe 3 : les méthodes créant des patrimoines génétiques par manipulation dirigée de l'ADN C'est l'ultime étape de l'intervention de l ' h o m m e sur le patrimoine génétique. Appelée aussi «génie génétique», «génie biomoléculaire», «recombinaison de l ' A D N » , c'est à elle que l'on pense le plus souvent en parlant de biotechnologie. L ' h o m m e intervient alors de façon directe et précise sur le génome. Connaissant la séquence exacte des acides aminés de la protéine qu'il veut obtenir, il peut isoler les gènes qui p r o g r a m m e n t l'expression de ces acides aminés, c'est-à-dire les A D N codant, euxmêmes repérés par leurs A R N messagers complémentaires. Ces gènes intéressants sont généralement excisés du génome en utilisant des enzymes de restriction qui coupent 625 l ' A D N en u n point précis. D'autres enzymes permettent de réintroduire le gène ainsi excisé dans une molécule d ' A D N vecteur (plasmide ou virus) qui le transportera et l'exprimera dans la cellule-hôte : cellule ou micro-organisme. Il est possible de créer u n génome nouveau par délétion, ou addition d'autres gènes. Ce génome peut éventuellement être transféré ensuite dans celui d ' u n e autre cellule (eucaryote ou procaryote), ou virus, «vecteurs», en utilisant par exemple u n plasmide : ces vecteurs exprimeront les séquences d'acides aminés codés par l ' A D N qu'ils ont incorporé, en même temps que leurs propres constituants. D a n s ce groupe peuvent être classées les méthodes suivantes : - T r a n s f e r t de gènes étrangers à des animaux. Ces «chimères» sont réalisables, soit par micro-injection d ' A D N in vivo dans leurs oeufs fécondés, soit par transformation de leurs cellules embryonnaires cultivées in vitro, soit par incorporation du gène désiré dans le génome d ' u n rétrovirus porteur qui l'insérera dans la cellule en m ê m e temps que le sien. On peut ainsi ajouter des gènes, mais aussi transférer des gènes capables d'arrêter la traduction de gènes indésirables. - Introduction de gènes étrangers dans des végétaux destinés à l'alimentation des animaux, de gènes étrangers codant pour une propriété particulière (ex. : production d ' u n acide aminé limitant, fixation de l'azote de l'air, résistance aux herbicides, etc.). - I n t r o d u c t i o n dans les bactéries ou les virus de gènes étrangers : m é t h o d e actuellement la plus développée. C'est aussi la plus contestée, compte tenu des risques de dissémination ultérieure de ces microbes transformés : a) introduction dans les bactéries (ex. : colibacilles) ou les levures (ex. : saccharomyces) de gènes codant pour la production d ' h o r m o n e s (ex. : insuline), d'antibiotiques, d'enzymes (ex. : cellulases) ou de substances antivirales (interféron) ; b) introduction dans les virus (notamment poxvirus, baculovirus ou rétrovirus) de gènes codant pour la production de séquences peptidiques immunogènes spécifiques ou de toute autre séquence étrangère. Remarque générale : la subdivision en groupes 1, 2, ou 3 est pratique pour expliquer les principes des différentes méthodes biotechnologiques, distinguer celles qui sont réellement nouvelles de celles que l'on employait déjà depuis longtemps, et apprécier les risques correspondants. Mais elle reste artificielle dans la mesure où certaines biotechnologies peuvent très bien faire simultanément appel à des techniques de l'un ou l'autre groupe. A n s i , o n peut extraire l ' A D N d ' u n virus thermosensible (obtenu par les techniques du groupe 1), le transférer à un autre virus (techniques du groupe 3) que l'on reconnaîtra ensuite par une sonde moléculaire ou u n anticorps monoclonal (technique du groupe 2). UTILISATION DES MÉTHODES BIOTECHNOLOGIQUES Ayant décrit les étapes historiques de la naissance des biotechnologies, leurs grands principes et les diverses méthodes possibles, nous dirons, maintenant, comment elles sont utilisées ou étudiées, dans la science vétérinaire. Quatre grands champs d'application sont possibles : la santé, la génétique et la reproduction, la nutrition animales. 626 UTILISATION EN SANTÉ ANIMALE Les méthodes biotechnologiques peuvent trouver des applications intéressantes dans les trois domaines classiques du diagnostic des maladies, de leur prévention et de leur traitement. Le diagnostic des maladies Les améliorations apportées aux techniques conventionnelles Les biotechnologies autorisent des performances inégalées auparavant. Elles permettent, par exemple, de détecter l'infection des animaux par des quantités minimes de virus (une centaine) et la présence de quelques nucléotides (une douzaine) spécifiques, ou de distinguer les anticorps infectieux des anticorps post-vaccinaux, ou de repérer les porteurs de virus latents (maladie aléoutienne du vison, herpès ou pestiviroses), ou de construire des systèmes cellulaires nouveaux (hybrides) permettant n o t a m m e n t l'isolement des virus. Certains rapports (Afrique du Sud) prévoient que, bientôt, u n entomologiste de terrain p o u r r a capturer u n insecte, l'identifier immédiatement, dire sur quel vertébré il s'est nourri et quel microbe l'infecte. Les biotechnologies permettent donc des diagnostics b e a u c o u p plus spécifiques (moins d'erreurs par excès) que les méthodes traditionnelles, qu'il s'agisse de reconnaître les antigènes (des parasites, microbes, virus), ou les anticorps correspondants. - Pour repérer l'antigène, la technique utilisée est le plus souvent celle des anticorps monoclonaux. Ces derniers peuvent être appliqués directement sur les prélèvements : u n test positif est alors détecté par une réaction radioactive, fluorescente, etc. ; mais ils peuvent être aussi déposés dans les puits de «kits» en plastique ou sur des bandelettes, où ils servent de piège spécifique à l'antigène inconnu (immunocapture). Ce dernier peut être ensuite repéré par une réaction utilisant une enzyme couplée qui colore u n substrat : c'est la technique maintenant bien connue de «Enzyme-linked immunosorbent assay» (ELISA) rendue très spécifique par ces anticorps monoclonaux. Ces derniers peuvent aussi recouvrir des particules immunomagnétiques faciles à repérer ultérieurement. Qu'ils utilisent les anticorps polyclonaux (ELISA «classique») ou les anticorps monoclonaux, ces kits se vulgarisent très rapidement et ils sont accessibles n o n seulement aux vétérinaires mais, parfois, aux éleveurs eux-mêmes. Ceci n'ira pas sans poser le problème que l'on imagine, notamment lorsqu'il s'agit de maladies légalement réputées contagieuses. On peut déjà dépister ainsi des maladies des bovins (leucose enzootique, fièvre aphteuse), des équins (anémie infectieuse), des porcins (maladie d'Aujeszky), du chien (parvovirose, dirofilariose), du chat (leucémie) ou de toutes espèces (rage) : voir Annexe II. Mais ces anticorps monoclonaux peuvent aussi permettre de détecter ou de doser des hormones (progestérone) ou des résidus chimiques, tels qu'antibiotiques ou pesticides, de la même façon qu'ils peuvent permettre de distinguer les souches de bactéries ou de virus «sauvages» des souches vaccinales. - Pour repérer les anticorps naturels (polyclonaux) apparus dans le sang, ou même le lait des animaux après contact avec les antigènes correspondants, on fait également de plus en plus appel aux anticorps m o n o c l o n a u x . Ces derniers sont très utiles soit 627 en technique d ' « i m m u n o c a p t u r e » (qui, étant très spécifique, purifie in situ l'antigène qui permettra d'accrocher l'anticorps recherché), soit en technique de «compétition» entre l'anticorps recherché et l'anticorps monoclonal. Cette dernière a aussi l'avantage de reconnaître les animaux infectés des animaux ayant reçu des vaccins qui ne contenaient pas tous les antigènes viraux (ex. : porcs vaccinés avec un virus de la maladie d'Aujeszky dépourvu de glycoprotéine gX, g l ) . La création de nouvelles techniques Le transfert, sur une membrane de cellulose, des acides nucléiques ou des antigènes, puis leur digestion par diverses endonucléases bactériennes permettent de dresser des «cartes de restriction» spécifiques de chaque agent pathogène (voir en Annexe III, le terme «blot»). Mais c'est l'utilisation des sondes nucléiques qui est la plus prometteuse. Certaines de ces sondes à A D N total permettent déjà de reconnaître directement dans u n prélèvement des quantités autrefois indétectables d'une variété sérologique particulière («sérovar» de certains leptospires pathogènes). De telles sondes sont à l'étude dans le même b u t , pour des diagnostics interspécifiques autrefois longs et imprécis, n o t a m m e n t du genre Mycoplasma, Mycobacterium, Chlamydia ou Brucella. D'ores et déjà ces sondes sont disponibles pour les rotavirus, les Coronavirus, les virus de la peste porcine, de la peste bovine, de la rage, etc. : voir liste en Annexe II. Leurs performances peuvent être considérablement accrues p a r la technique de la «Polymerase Chain Reaction» (PCR) qui amplifie les gènes et permet une détection plus aisée, n o t a m m e n t par les sondes froides. La prévention des maladies C'est l'un des domaines les plus étudiés, et l'un de ceux qui posent les problèmes les plus importants de contrôle d'innocuité et d'efficacité (voir plus loin). Mais c'est aussi l'un des domaines où se fonde le plus d'espoir, n o t a m m e n t celui de produire des vaccins qui n ' o n t pu, jusqu'ici, être obtenus par des techniques conventionnelles : contre les helminthes, les protozoaires, les rickettsies, certaines bactéries ou certains virus. N o m b r e de ces agents pathogènes constituent des obstacles actuellement insurmontables à l'élevage en milieu tropical. C o m m e au paragraphe précédent, nous distinguerons: Les améliorations apportées aux techniques conventionnelles I n d é p e n d a m m e n t de l'aide apportée au diagnostic et à l'épidémio-surveillance, la biotechnologie peut contribuer à la prévention des maladies animales dans deux domaines : L'immunité naturelle (résistance aux maladies) : la sélection des individus reproducteurs les plus résistants à l'épreuve sur le terrain e t / o u en laboratoire est déjà appliquée dans certains pays vis-à-vis d'infections à protozoaires (ex. : trypanosomoses) ou à virus (ex. : tremblante des m o u t o n s ) . Cette sélection peut être favorisée par le repérage, par exemple à l'aide de sondes nucléiques, des facteurs de résistance à certaines infections du cheptel. Ainsi sont actuellement étudiées l'absence de récepteur cellulaire à l'antigène K88 chez les porcs, ou celle du facteur C5a du complément (favorisant la listériose) ou du gène de sensibilité aux salmonelloses chez les ovins. De même, le rôle des gènes du «complexe majeur d'histocompatibilité» (CMH) 628 est étudié chez les bovins « B o L A » quant à leur lien éventuel avec la theilériose ou la leucose bovine enzootique, ou chez les poules quant à leur lien avec la thyroïdite auto-immune, la maladie de M a r e k . Avec l'idée, dans ce dernier cas, d'introduire le(s) gène(s) de résistance dans le patrimoine héréditaire des sujets reproducteurs. Tous ces progrès sont basés sur la reconnaissance des bases moléculaires de la résistance (ou de la sensibilité) aux maladies animales. Certaines déficiences génétiques (ex. : en uridine m o n o p h o s p h a t e synthétase : D U M P S ) peuvent même être détectées dès la naissance des veaux. Et l'espoir est entrevu de transférer des gènes de résistance d ' u n e espèce à l'autre (ex. : gène de résistance de la souris au virus influenza transmissible au porc), ou de «corriger» des gènes défaillants. L'immunité acquise (vaccination) : toutes les ressources de la biotechnologie ont été appliquées à l'amélioration de vaccins, p a r : - Utilisation des anticorps monoclonaux comme marqueurs spécifiques des vaccins atténués ou «mutants d ' h ô t e » obtenus par multiplication en milieu dysgénésique ou dans des organismes vivants hétérologues : virus lapinisé de la peste porcine, virus du dindon contre la maladie de Marek, virus adapté aux cellules de hamster contre la rage des renards, etc. - M a r q u a g e des souches vaccinales permettant de les distinguer entre elles (par délétion d ' u n antigène n o n essentiel, par exemple), ou des souches sauvages. - Sélection de souches vaccinales plus sûres obtenues par m u t a t i o n en des sites antigéniques précis en utilisant des anticorps monoclonaux. - Sélection possible des variants les plus immunogènes et les moins pathogènes dans u n contexte donné. Parmi les vaccins étudiés, une place importante doit être faite aux vaccins constitués de mutants thermosensibles, chauds ou froids, c'est-à-dire se multipliant mal à la température interne de l'animal à vacciner. Ces mutants sont donc sélectionnés empiriquement. Ainsi u n m u t a n t chaud est utilisé pour vacciner contre la septicémie hémorragique de la truite (rhabdovirus) ou des m u t a n t s froids p o u r vacciner contre la chlamydiose, la peste porcine, la maladie d'Aujeszky ou la rage. La création de nouvelles techniques Nombreuses sont les méthodes préventives entièrement nouvelles, basées sur les biotechnologies et appliquées dans les deux domaines précédemment cités : L'immunité «naturelle» : certains travaux permettent d'envisager le transfert direct, dans le patrimoine génétique d ' u n animal, du gène de résistance, par exemple à la maladie de Marek, ou des séquences complémentaires d ' u n antigène, par exemple de la leucose aviaire. Ceci permettrait, par la suite, à cet animal de résister «naturellement» à ce micro-organisme au cours des générations successives. L'immunité acquise : parmi les progrès les plus importants réalisés en matière de production de vaccins, on peut citer: - La production de nouveaux types de vaccins non réplicatifs, c'est-à-dire ne se répliquant pas eux-mêmes dans l'organisme. Plusieurs sont à l'étude qui n'utilisent par exemple q u ' u n fragment d ' u n virus (peptides synthétiques) m i m a n t la région immunogène de ce virus : rotavirus des 629 bovins, virus de la fièvre aphteuse ou de la rage, etc. Mais très souvent, ces fragments sont peu efficaces, sauf pour susciter une réponse immunitaire primaire : on doit alors les coupler, soit à la surface de vésicules lipidiques permettant de reconstituer la configuration spatiale immunogène (immunosomes), soit à d'autres microbes ou virus, (ex. : fragment de rotavirus associé au virus de l'hépatite B). Le fragment peut aussi avoir été inséré par recombinaison génétique (voir ci-dessous) dans u n vecteur qui sera lui-même, ensuite, inactivé. Enfin, o n peut transférer des fragments d ' A D N , codant la seule fraction immunogène d ' u n microbe pathogène, sur u n microbe n o n pathogène : c'est le cas des colibacilles apathogènes porteurs de l'antigène K88 et utilisés p o u r lutter contre l'entérite des porcelets. D'autres techniques utilisent des anticorps produits p a r u n animal immunisé à l'aide d ' u n anticorps monoclonal spécifique de l'antigène contre lequel o n souhaite vacciner. Ces anticorps (appelés «anti-idiotypes»), étant l'image interne de l'antigène primitif, se comportent donc c o m m e des vaccins. - La production de nouveaux types de vaccins réplicatifs, c'est-à-dire se multipliant eux-mêmes dans l'organisme. Plusieurs de ces vaccins sont également étudiés, selon deux principes: Modifier le génome d ' u n agent pathogène en vue de le rendre inoffensif pour l'animal à vacciner. Ceci se réalise généralement par élimination de certains gènes, par exemple ceux codant pour la thymidine kinase, des protéines ou des peptides supports de la virulence. Cette élimination se fait par manipulation génétique directe de l ' A D N ou sélection dirigée sous la pression d'anticorps monoclonaux (ex. : maladie d'Aujeszky, rage). Insérer dans le génome d'un «vecteur» étranger qui peut être une cellule, un microbe ou u n virus, le gène codant pour la fraction immunogène du parasite, du microbe ou du virus contre lequel o n souhaite vacciner. Les études sur ce type de vaccin sont actuellement les plus nombreuses. Elles utilisent le plus souvent comme vecteurs des cellules, des colibacilles, des levures, des poxvirus, des herpèsvirus ou des adénovirus. Elles permettent d'envisager de vacciner contre les maladies à helminthes (ex. : schistosomoses), à protozoaires (ex. : babésiose), virales (ex. : rage, peste bovine). Mais la majorité de ces vaccins en est toujours au stade de laboratoire. Le traitement des maladies La biotechnologie peut apporter une contribution importante au traitement des maladies animales dans trois domaines : antibiothérapie, immunisation passive et emploi des interférons ou des lymphokines. Antibiothérapie : l'application des biotechnologies à l'obtention de nouveaux antibiotiques (notamment par manipulation tendant à réduire leur inactivation bactérienne) restera d'abord réservée aux produits à usage humain. Par contre, la science vétérinaire bénéficie déjà d ' u n outil biotechnologique très performant : la surveillance de l'apparition des antibiorésistances chez l'animal par repérage des «marqueurs de résistance» apparus chez les bactéries. Car les plasmides (ces A D N extrachromosomiques, qui transportent les gènes de résistance d ' u n e bactérie à l'autre) peuvent être maintenant identifiés par extraction, clonage et transfert ou transconjugaison. 630 Immunisation passive : l'emploi d'anticorps monoclonaux (plus spécifiques que les immunsérums «polyclonaux» thérapeutiques classiques) est actuellement au b a n c d'essai de l'efficacité et du coût/bénéfice (ex. : traitement des entérites bovines, antihormones). Interférons et lymphokines : les interférons (protéines induisant une résistance antivirale de la cellule) et les diverses lymphokines (ou interleukines ou cytokines, qui sont les médiateurs de la réaction cellulaire du système immunitaire) ont surtout été étudiés chez les animaux de laboratoire, en vue de leur emploi chez l'homme. Mais les nouvelles biotechnologies, qui permettent de produire ces interférons et cytokines à b o n marché par recombinaison génétique, devraient faciliter leur introduction sur le marché vétérinaire. C'est déjà le cas des interférons alpha (produits dans u n colibacille) proposés pour traiter les porcs, chiens, bovins et chevaux, des interférons g a m m a (encore produits par les colibacilles) pour les porcs ou les bovins, de l'interleukine 2 (produite dans une levure) pour les bovins, etc. Mais, comme pour les autres thérapeutiques, c'est l'avenir qui dira si ces produits sont à la fois plus efficaces et moins chers que les produits conventionnels. UTILISATION EN GÉNÉTIQUE ET EN REPRODUCTION ANIMALES Les biotechnologies peuvent contribuer, directement ou indirectement, à la sélection des animaux plus performants : Contribution directe des biotechnologies à la sélection animale E n appliquant simultanément toutes les méthodes biotechnologiques, il est théoriquement possible d'identifier et de choisir les gènes transférables chez les animaux, de cloner ces gènes puis d'en trier les porteurs pour constituer avec eux une souche mutante (sujets transgéniques) qui pourrait être diffusée dans l'élevage. Mais ces travaux sont très longs, et peu ont abouti aux objectifs de transfert de gènes intéressants. P a r m i ceux-ci, citons le gène «culard» des bovins, le gène Boroola d'hyperprolificité des ovins, le gène de synthèse de la cystéine favorable à la production de laine, ou le gène de synthèse des protéines du lait favorables à la production fromagère. P a r contre, les gènes de résistance aux maladies seront peut-être plus aisés à transférer (voir ci-dessus). Contribution indirecte des biotechnologies à l'amélioration génétique et à la reproduction animales C'est peut être la plus importante, grâce à plusieurs techniques qui connaissent ou pourraient connaître u n développement très r a p i d e : - L ' i n s é m i n a t i o n artificielle: parce que c'est l'une des techniques les plus anciennement utilisées, o n oublie parfois de la considérer comme l'une des premières biotechnologies appliquées à l'amélioration génétique. Outil privilégié de la diffusion de cette amélioration génétique, dans l'espace et dans le temps, elle a déjà permis la naissance de dizaines de millions d ' a n i m a u x «améliorés» dans le m o n d e . 631 - L e transfert d'embryons : cette technique s'est développée de façon très importante et plusieurs dizaines de milliers d'embryons bovins sont transférés chaque année. Ces transferts représentent u n complément extrêmement utile de l'amélioration génétique, en favorisant le développement des différentes filières et en assurant leur sauvegarde sanitaire. Ils commencent donc à être appliqués chez les caprins et les ovins (doublant leur prolificité), et sont envisagés chez les porcins. - Le clonage : son principe est de conserver une b a n q u e d'embryons (en attendant que l'un d'entre eux se soit développé, puis ait démontré sa valeur), p o u r ensuite «activer» ces embryons et obtenir ainsi la copie conforme de l'embryon idéal. Mais pour éviter t o u t risque de consanguinité ultérieure, ceci suppose u n p r o g r a m m e rigoureux, au niveau national. L'application de cette technique n'est d o n c encore envisagée que dans quelques pays, et p o u r la décennie à venir. - Les techniques d'assistance à la gestion du troupeau : maîtrise des cycles sexuels, ovulation provoquée (multiple), détection de l'œstrus ou de la gestation, voire «castration immunologique» ou régulation de l'ovulation par vaccination contre les inhibiteurs de cette ovulation, ont déjà connu de nombreuses applications pratiques ou expérimentales. - L e sexage des embryons : par cytogénétique, utilisation des anticorps anti H . Y . , hybridation in situ à l'aide d ' u n e sonde moléculaire spécifique du c h r o m o s o m e Y ou amplification de l ' A D N . Si cette technique est déjà utilisée expérimentalement chez les bovins, elle reste limitée et rencontre encore de n o m b r e u x obstacles à une application pratique. - L e sexage de la semence: il présente au plan théorique de grands avantages, mais reste toujours au stade expérimental, car son rendement est extrêmement faible et soulève de multiples problèmes qui semblent loin d'être résolus. - La fécondation in vitro : elle est encore actuellement au stade de la recherche chez les bovins. Elle permettrait d'augmenter le n o m b r e moyen d'embryons obtenus de vaches et leur variabilité. Mais les diverses étapes nécessaires (ovulation contrôlée, maturation des ovules et spermatozoïdes, culture puis transfert de l'embryon) sont délicates et loin d'être vulgarisables. Le stade le plus difficile (celui de la culture in vitro de l'embryon au delà du stade «blastocyste») n ' a été franchi que p a r quelques équipes dans le m o n d e et le rendement des opérations reste encore très faible. UTILISATION EN NUTRITION ANIMALE Les biotechnologies peuvent être appliquées à trois niveaux pour améliorer les performances de la nutrition chez les animaux : au niveau des plantes d o n t ils se nourrissent, à celui des microflores qui digèrent ou pré-digèrent ces végétaux, à celui des régulations physiologiques du métabolisme de l'animal lui-même. A u niveau des plantes Bien qu'elles n'intéressent la nutrition animale que de façon indirecte, la plupart des applications agronomiques de la biotechnologie peuvent avoir un impact important en science vétérinaire. Car les essais en cours sur la sélection par manipulation 632 génétique de plantes résistantes (aux maladies, aux herbicides, etc.) ou améliorées (plus riches en acides aminés essentiels, plus digestibles, plus prolifiques) peuvent concerner la qualité des herbages ou des céréales consommés par les herbivores domestiques ou sauvages. Au niveau des microflores (bactéries) ou de la microfaune (protozoaires) qui digèrent ou prédigèrent les aliments consommés par les animaux Des études sont en cours sur l'amélioration possible des ensilages (fermentation anaérobie lactique du fourrage) par les biotechnologies. Ce sont les flores sélectionnées, les additifs chimiques ou les enzymes (cellulases) qui sont les plus étudiés ou utilisés. E n aval, les manipulations de l'écosystème digestif de l'animal lui-même (notamment celui de la panse des ruminants) sont déjà réalisées ou réalisables soit par addition d'acides gras, d'antibiotiques, d'agents protecteurs de la dégradation des protéines, d'inhibiteurs de la méthanogénèse, de t a m p o n s minéraux, etc., soit par élimination des protozoaires, soit par manipulation génétique des bactéries visant à introduire dans leur génome des enzymes spécifiques (ex. : cellulase). Seule cette dernière technique est réellement nouvelle, mais son application pratique se heurte encore à de grandes difficultés. E n revanche, la digestion ou la prédigestion de la cellulose ou des produits végétaux bruts, par des ferments issus de la biotechnologie, permettrait de valoriser des sousproduits agricoles, n o t a m m e n t en zone tropicale. A u niveau du métabolisme de la nutrition de l'animal lui-même La biotechnologie peut permettre d'améliorer encore les performances animales en agissant au niveau du métabolisme de la nutrition. Ce dernier est sous la dépendance de différents «stimulateurs de croissance», (tels qu'acides organiques, corps microbiens, «probiotiques», antibiotiques, additifs incorporés dans Escherichia coli) administrables par voie orale, ou de Stéroïdes, bêta-agonistes, somatropine et autres hormones (ex. : hypothalamiques) administrables par voie parentérale. Si certains de ces produits peuvent être fabriqués par des techniques du génie génétique et n o t a m m e n t de la biosynthèse (ce qui abaisse leur prix de revient), ils sont encore, pour la plupart, produits selon les techniques conventionnelles : culture directe des micro-organismes sélectionnés ou extraction de produits actifs à partir d'organes animaux recueillis à l'abattoir. C'est généralement chez les jeunes bovins et les porcs que sont employés la majorité des produits stimulateurs de croissance. CONTRÔLE DES MÉTHODES BIOTECHNOLOGIQUES L'inquiétude née du développement extrêmement rapide des biotechnologies, et de leur variété, est u n phénomène général dans tous les pays, qu'ils les mettent en œuvre eux-mêmes ou qu'ils en utilisent les produits. Les raisons en ont été maintes fois analysées ou commentées. Elles tiennent, tantôt au m a n q u e d'information (tout ce qui est secret inquiète), tantôt à la surabondance de ces informations (qui parle 633 trop veut cacher quelque chose : c'est le «stress cognitif»), t a n t ô t à la confusion des termes («biotechnologie» couvre t r o p de risques techniques totalement différents, «manipulation» est suspect, «recombinaison» est louche et «génie» effraie). Un moratoire international de quelques années avait d'ailleurs été décidé, en 1974, pour permettre aux responsables de mettre en place des «garde-fous» au génie génétique. La nécessité de rassurer les utilisateurs des produits de la biotechnologie s'est, en effet, rapidement imposée aux niveaux national et international. Le contrôle des méthodes biotechnologiques repose sur u n certain n o m b r e de principes généraux à partir desquels les organismes officiels prennent leurs décisions. Les principes du contrôle Ils sont d ' a b o r d d'évaluer les différents risques possibles et puis de définir les moyens possibles p o u r les prévenir. Les différents risques Les risques de la biotechnologie sont, principalement: Pathogènes, oncogènes ou toxiques : u n micro-organisme modifié, a u p a r a v a n t inoffensif, pourrait ainsi acquérir u n caractère dangereux p o u r une espèce animale ou végétale donnée, p a r une voie déterminée, etc. Ce danger pourrait venir du microorganisme lui-même, ou de sa recombinaison avec u n autre micro-organisme, ou des produits de son métabolisme. Ecologiques : une espèce animale, végétale ou microbienne créée par sélection ou manipulation génétique, pourrait se multiplier de façon incontrôlée et bouleverser l'équilibre naturel actuel. Les moyens de les prévenir Deux types de «garde-fous» peuvent être mis en place : techniques et humains. Techniques A u niveau du laboratoire de recherches : il consistera à assurer u n confinement physique (classification des locaux de P1 à P4) et biologique (classification des risques de «fuite» de I à IV, p o u r les organismes vivants manipulés au laboratoire). A u niveau de l'industrie : il consiste à interdire, au-delà du stade «pilote», le développement d'organismes qui auraient démontré u n risque incontrôlable lors des études de laboratoire, puis à assurer ce développement avec les mesures de confinement appropriées. A u niveau du terrain : il consiste à isoler le plus possible le terrain où est effectué le «lâcher» de l'organisme à étudier (barrières naturelles ou artificielles : île, c h a m p clos, etc.), à surveiller ensuite rigoureusement les résultats du lâcher, et à prévoir les moyens de détruire éventuellement l'organisme lâché et d'en débarrasser totalement la zone d'étude. Humains Les mesures sont essentiellement d'informer (le personnel appelé à travailler avec les produits de la biotechnologie, les utilisateurs, le public) et de former (les personnes qui a u r o n t à produire, utiliser, surveiller, alerter). 634 Hiérarchie des risques : les catégories usuelles de classification Les Etats-Unis, et plusieurs autres pays ayant institué une procédure spéciale de contrôle p o u r les produits issus de la biotechnologie, ont adopté pour les classer le schéma suivant : - Catégorie 1 : vaccins A D N recombinant inactivés, extraits bactériens, anatoxines bactériennes, sous-unités virales ou bactériennes, anticorps monoclonaux. - Catégorie 2 : micro-organismes vivants modifiés par addition ou délétion d ' u n ou de plusieurs gènes (marqueurs). - Catégorie 3 : vaccins utilisant des vecteurs vivants porteurs de gènes étrangers codant p o u r des antigènes immunisants ou adjuvants de l'immunité. Les catégories 1 et 2 sont parfois confondues. La plupart des textes prévoient plusieurs étapes de contrôle : au laboratoire, puis en station clôturée, puis en essai pilote sur le terrain avant le «lâcher définitif». De nombreux produits de la catégorie 1 sont actuellement autorisés dans le m o n d e , moins d'une dizaine pour la catégorie 2, et u n seul p o u r la catégorie 3 (vaccin recombinant «vaccine-rage» en Belgique). Les organismes de contrôle Organismes nationaux Les organismes de contrôle nationaux sont, bien entendu, très divers selon les pays, où ils peuvent dépendre de différents ministères (Agriculture, Environnement, Santé...). Ce sont le plus souvent, des organismes de contrôle déjà existants mais conseillés par des commissions spécialisées (ex. : le «Genetic Manipulations Advisory Committee» en Australie, l'«Advisory Committee on Genetic Manipulation» en Grande-Bretagne, le «National Biotechnology Advisory Committee» au C a n a d a , la «Commission de Génie Biomoléculaire» en France ou la «Zentral Kommission für biologische Sicherheit» en République fédérale d'Allemagne). Ces commissions ont le plus souvent adapté, complété ou édité des textes réglementaires appropriés aux nouveaux produits (ex. : «Guidelines for work with r D N A » et «Procedures for planned release of r D N A » en Australie, «Ordres» particuliers pris en application de l'«Animal Health Act» - «Protection of Animal Act» en Grande-Bretagne, «Animal Disease and Protection A c t » puis «Environmental Protection Act» au C a n a d a , ou «Considérations sur la préparation et le contrôle des médicaments vétérinaires issus de la biotechnologie» en France). Mais certains pays n ' o n t pas jugé utile de modifier sensiblement les textes déjà applicables aux produits biologiques (ex. : les Etats-Unis se fondent sur l'«Act of 1903» et le «Virus-Serum-Toxin A c t » de 1913...) et l'Australie a simplement rendu obligatoires des «Institutional Biosafety Committees» locaux, totalement responsables de la sécurité de leurs produits. Organismes internationaux Les r é g l e m e n t a t i o n s n a t i o n a l e s t i e n n e n t le plus s o u v e n t c o m p t e des recommandations ou règles édictées par les organismes de surveillance, de coordination ou de contrôle internationaux : Commission des C o m m u n a u t é s Européennes, 635 P h a r m a c o p é e E u r o p é e n n e , Organisation des Nations Unies p o u r l'Alimentation et l'Agriculture, Office International des Epizooties, Organisation de Coopération et de Développement E c o n o m i q u e , Organisation Mondiale de la Santé, etc. Ces organisations interviennent par leurs Comités d'experts, leurs Commissions spécialisées, la publication de résolutions internationales, de Codes, etc. La cohérence entre les positions nationales et internationale n'est pas toujours aisée, mais grandement facilitée par le fait que les experts nationaux sont très souvent, eux-mêmes, appelés en consultation par les organisations internationales compétentes. CONCLUSION O n constatera que peu de biotechnologies modernes («génie génétique») ont à ce j o u r abouti à la production d ' a n i m a u x , cellules ou micro-organismes utilisables dans la pratique en dehors des laboratoires. L a majorité de ces produits sont en fait toujours au stade de l'étude scientifique, technique o u . . . financière, à l'exception de ceux destinés aux diagnostics. Les raisons de cet hiatus entre les applications pratiques de la biotechnologie et la publicité (faite autour de leur découverte) sont essentiellement : - les délais de mise au point : ils ont été souvent sous-estimés par r a p p o r t à ceux connus p o u r les produits conventionnels, et cela a nui à leur compétitivité. - l e s exigences de contrôle : ces contrôles sont multiples, longs et coûteux tant au niveau des producteurs que des organismes officiels nationaux ou internationaux responsables de leur autorisation. - l a méfiance des consommateurs qui peut faire hésiter le producteur, lorsqu'il a le choix entre les techniques conventionnelles et les techniques modernes de production. Les risques réels de la biotechnologie sont, en fait, mal connus et difficiles à connaître. L a multiplication des avis, recommandations, instructions, commissions cache souvent notre incapacité à cerner tous les risques potentiels de la biotechnologie ou notre désir de diluer la responsabilité de leur autorisation. Ces contrôles sont-ils t r o p sévères ? O n sait que l'aspirine ou le BCG, qui ont tant soulagé l'humanité, de nos j o u r s n'auraient jamais trouvé grâce devant une Commission d'autorisation de mise sur le marché. Sont-ils t r o p laxistes? L'histoire r a p p o r t e n o m b r e de déséquilibres biologiques imprévisibles survenus après l'introduction incontrôlée d'agents pathogènes nouveaux pour l'environnement local. E n fait, plus que sur la multiplication d'analyses difficilement exhaustives, la décision finale d'autoriser u n produit biotechnologique repose souvent sur le b o n sens (primum non nocere), des essais bien conduits et surveillés et... u n peu de fatalisme («nous sommes tous des recombinants»). Mais l'avenir et le succès des produits autorisés dépendent ensuite de deux facteurs limitants importants : la capacité d'accueil du milieu naturel qui décide du succès 636 de leur adaptation à l'environnement et de leur activité biologique, et la loi du marché qui décide de leur succès commercial, donc de leur diffusion et application dans la pratique quotidienne des sciences vétérinaires. REMERCIEMENTS L'auteur remercie P h . Desmettre, H . Laude et M . Thibier pour leurs conseils dans la rédaction de ce r a p p o r t . * Annexe I LES DIFFÉRENTES MÉTHODES BIOTECHNOLOGIQUES ET LEURS APPLICATIONS POSSIBLES A U X SCIENCES VÉTÉRINAIRES Techniques Principales applications possibles 1. Méthodes exploitant un patrimoine génétique existant déjà • Croisement de races Sélection dans les diverses espèces animales • Transfert d'embryons Multiplication de races sélectionnées • Sélection de cellules, Sexage des animaux — Production d'enzymes microbes, virus, etc. (pour la nutrition animale), d'antibiotiques, sur la base de leurs d'antisérums, de vaccins vivants (pour le diagnostic, propriétés particulières la prévention ou le traitement des maladies) • Sélection de cellules, de Biosynthèse ou synthèse chimique d'hormones, sous-unités cellulaires d'anticorps polyclonaux, de peptides vaccinants ou de leurs produits 2. Méthodes modifiant ou rapprochant artificiellement des patrimoines génétiques existants Sélection de races ou de lignées particulières Création de races par (animaux de laboratoire surtout) mutations induites Modification de cellules, Production de vaccins «vivants» (prévention de microbes, de virus par de maladies) mutagénèse dirigée Production d'anticorps monoclonaux (diagnostic des Fusion cellulaire maladies, traitement éventuel) Production de sondes nucléiques (diagnostic de maladies) Hybridation des ADN 3. Méthodes créant des patrimoines génétiques par manipulation de l'ADN • Transfert de gènes Création de races «chimères» dans le but étrangers à des animaux d'accroître les productions animales • Introduction de gènes Création de végétaux plus productifs ou plus étrangers dans les végétaux résistants destinés à la consommation animale • Délétion de gènes ou Production in vitro d'enzymes, d'hormones, introduction de gènes étrangers d'interférons, de lymphokines, de vaccins dans les microbes ou virus (prévention des maladies) 637 Annexe II LISTE DES M A L A D I E S A N I M A L E S BÉNÉFICIANT D E M É T H O D E S D E DIAGNOSTIC OU D'IMMUNISATION ISSUES D E LA BIOTECHNOLOGEE (signalées dans les r a p p o r t s adressés p a r les 21 pays mentionnés en introduction ; liste n o n exhaustive) Diagnostic par — anticorps monoclonaux : sarcosporidiose, toxoplasmose, nécrobacillose, brucellose, pasteurellose et mycoplasmose, mycobactérioses, fièvre aphteuse, encéphalite japonaise, gastro-entérite transmissible, herpèsvirose (dont maladie d'Aujeszky), laryngotrachéite infectieuse, maladies de Marek et de Newcastle, pestivirose (dont peste porcine classique, maladie de la frontière ou border disease, maladie des muqueuses), rhinotrachéite bovine infectieuse, rage - immunoglobulines de type M (contre les pasteurelles et certains virus) ou de type A (contre les Coronavirus). — sondes moléculaires : filariose, anaplasmose, babésiose, trypanosomose, cowdriose, chlamydiose, colibacillose et corynébactériose, mycobactériose et mycoplasmose, alphaviroses (Sindbis, Semliki), fièvre catarrhale du m o u t o n , Coronavirus, gastro-entérite transmissible, maladie aléoutienne du vison, maladie de G u m b o r o , maladie de Marek, maladie des muqueuses, peste bovine, peste porcine classique, rotavirus. — «ELISA» utilisant des anticorps monoclonaux ou polyclonaux et détectant soit l ' a n t i g è n e , soit l ' a n t i c o r p s : d i r o f i l a r i o s e , s a r c o s p o r i d i o s e , a n a p l a s m o s e , corynébacteriose à C. rathayi, chlamydiose, fièvre aphteuse, bronchite infectieuse aviaire, arthro-encéphalite caprine, Coronavirus, parvovirus, maladie d'Aujeszky, peste porcine classique, maladie des muqueuses, laryngotrachéite infectieuse, leucose bovine, nécrose pancréatique infectieuse, rage, rhinotrachéite bovine infectieuse, rotavirus, venin de serpent (australien). Immunisation par — sous-unités antigéniques ou fractions et peptides synthétiques : tarda, alphaviroses (Sindbis et Semliki), fièvre aphteuse. Edwardsiella — virus délété : maladie d'Aujeszky (thymidine kinase négatif e t / o u délété en protéine gX ou g l ) . —ADN recombinants disponibles : Taenia ovis, Boophilus microplus, Babesia ovis, colibacille (Ag K88, K99), p n e u m o c o q u e , Coronavirus, virus de la maladie de Gumboro et de la maladie des muqueuses, virus de la rhinotrachéite bovine infectieuse, de la rage, rotavirus ; en cours ou en projet, tels que coccidies, Echinococcus granulosus, Toxocara ou salmonelles. 638 Annexe III SIGNIFICATION DES ABRÉVIATIONS OU DES TERMES N O N USUELS UTILISÉS D A N S LE TEXTE ADN Acide désoxyribonucléique, support du code génétique universel par les bases nucléiques : A (adénine), C (cytosine), G (guanine) et T (thymine). Leur combinaison trois par trois (codon, ou triplet), code p o u r les divers acides aminés. Anticorps monoclonaux Immunoglobulines sécrétées par u n seul clone de lymphocytes (B) du système immunitaire, isolé, et dirigé contre u n site antigénique précis (épitope) d ' u n parasite, microbe, etc. P o u r obtenir une production stable et a b o n d a n t e de ces anticorps, ce lymphocyte est fusionné (hybride) avec une cellule myélomateuse (tumorale). Cet «hybridome» peut alors produire en quantité illimitée les anticorps m o n o c l o n a u x choisis, soit in vitro, soit in vivo chez l'animal auquel o n injecte l'hybridome. Anticorps polyclonaux Mélange d'anticorps sécrétés naturellement et simultanément par plusieurs clones de lymphocytes d ' u n organisme en réponse à l'intrusion d'antigènes étrangers, n o t a m m e n t ceux des agents pathogènes. Anti-idiotypes U n idiotype est u n anticorps spécifique produit par u n individu donné en réponse à l'intrusion d ' u n antigène étranger (ex. : virus). En injectant cet anticorps à u n autre individu (ex. : souris), il produit des anticorps anti-idiotypes qui sont l'image interne de l'idiotype, donc semblables au virus : ils peuvent servir de vaccin. ARN Acide ribonucléique utilisant les mêmes bases A , G et C (mais pas T, remplacé par U = uracile). Les A R N «messagers» copiés sur l ' A D N par une enzyme (ARN polymérase) transportent la formule (complémentaire) du message génétique dans la cellule : A = T, C = G, etc. Blot (dot blot ou Southern blot) U n échantillon biologique est «buvardé» (blot) ou déposé sur u n support solide (ex. : m e m b r a n e de nitrocellulose). E n faisant ensuite agir une sonde nucléique spécifique, o n peut ainsi reconnaître la n a t u r e du génome (ADN-ARN) des microbes qui composent l'échantillon, donc les identifier. O n peut aussi travailler sur des A D N prédigérés par des enzymes de restriction (endonucléases) qui clivent cet A D N en des points précis, et apportent encore plus d'informations. C'est le «Southern blot» (du n o m de l'auteur de la technique) à ne pas confondre avec le Western blot (voir ci-dessous). Chromosomes X ou Y Le chromosome X code pour le développement d'une femelle, Y pour celui d ' u n mâle. Clone Série d'organismes (animaux, cellules, microbes, virus) issus d'un même organisme parental unique, de génotype d o n n é . 639 Code génétique Code universel, basé sur un message de 4 lettres (bases) dérivées de l'acidedésoxyribonucléique (ADN) et regroupées, par trois, en «triplet» ou « c o d o n » . Leurs multiples combinaisons possibles c o m m a n d e n t la synthèse des 20 acides aminés qui forment à leur t o u r les protéines. Ce sont ces dernières qui constituent la base de toute cellule. Les acides ribonucléiques (ARN) complémentaires des A D N sont les simples transporteurs (ARN messagers) des messages des A D N . Complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) Région de génomes codant pour des antigènes généralement responsables du rejet des greffes. Cette région est impliquée dans de n o m b r e u x aspects de la réponse immunitaire, donc de la résistance aux maladies. Epitope Motif antigénique très précis porté par une cellule, u n microbe, un virus ou tout autre agent pathogène. Eucaryote Cellule dont le patrimoine génétique est isolé du reste de la cellule dans u n noyau (ex. : cellules des vertébrés). Hybridome Lignée cellulaire généralement créée par la fusion d ' u n e cellule tumorale (ex. : myélome) avec u n lymphocyte choisi p o u r sa propriété de sécréter u n anticorps spécifique «monoclonal». Interférons Protéines produites par l'organisme et capables d'induire dans la cellule une résistance antivirale transitoire. Plusieurs familles d'interférons existent : alpha (produit par les globules blancs), bêta (produit p a r les fibroblastes), g a m m a (produit par les lymphocytes immuns). Interleukine Famille des lymphokines ou cytokines : produits biologiques médiateurs de l'information entre les cellules du système immunitaire. L'interleukine 1 est produite par les macrophages et l'interleukine 2 par les lymphocytes «activés» : elle active les différentes fonctions du système immunitaire. Plasmide Fragment d ' A D N transférable d ' u n e cellule ou d ' u n microbe à l'autre, donc capable de servir de vecteur, de messager génétique pour d'autres A D N «collés» sur son propre A D N . «Polymerase Chain Reaction» (PCR) C'est une technique de réaction de «polymérisation en chaîne» d ' u n gène sous l'effet d ' u n e A D N polymérase bactérienne thermorésistante (Taq). Plusieurs cycles de réplication de ce gène, puis sa dissociation à chaud (qui respecte l ' A D N polymérase) permettent de l'amplifier au point qu'il devient très facile à détecter par la sonde nucléique (voir ci-dessous). Procaryote Cellule dont le patrimoine génétique n'est pas isolé dans u n noyau (ex. : bactéries). 640 Sonde nucléique (sonde moléculaire) Fragment d ' A D N connu complémentaire d ' u n A D N qu'il va être capable de retrouver par «sondage» au milieu des autres pour se réapparier avec lui (et permettre de le repérer). O n peut aussi travailler avec des sondes A R N (ribosondes). L'accrochage de la sonde à sa cible est détecté par sa radioactivité ou u n m a r q u e u r n o n radioactif (sonde froide). Western blot Technique symétrique du Southern blot ( d ' o ù son n o m ) . L a sonde nucléique est remplacée dans ce cas par u n anticorps (spécifique d ' u n e protéine inconnue) ou une protéine (spécifique d ' u n anticorps inconnu), munis d ' u n m a r q u e u r . Ces sondes détectent leurs cibles au sein de l'échantillon biologique transféré sur un support et soumis au préalable à une électrophorèse. * * * RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES Le texte de cet article est, essentiellement, celui du Rapport technique présenté par l'auteur lors de la 57 Session Générale de l'OIE. Il s'est donc référé en grande partie aux informations contenues dans les rapports que les Pays membres lui ont adressés (voir liste en introduction). e Le reste des informations utilisées est contenu dans de nombreux articles ou rapports qu'il est impossible de citer de manière exhaustive mais qui sont pour la plupart celles rapportées dans les bibliographies des autres articles de ce numéro spécial. Toutefois, ces quelques synthèses ou rapports récents ci-dessous peuvent compléter l'information des lecteurs. 1. ANON. (1985). - Therapeutic agents produced by genetic engineering: quo vadis? Symposium satellite des 28 Journées Internationales, 29-30 mai. H.P. Klotz, Toulouse. 2. ANON. (1986). - Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 5 (2). 3. ANON. (1988). - Biofutur (mensuel européen de biotechnologie), 69. 4. BECHTEL M. & CAYLA A. (1987). - Etude internationale comparative des réglementations concernant les biotechnologies. AFNOR - Organibio - CNIC, Paris, 117 p. 5. FAO (1986). — Report of the FAO expert consultation on biotechnology for livestock production and health. Rome, 6-10 octobre. 6. GORHAM J. (1987). - Biotechnology and veterinary medicine. Proceedings of the 91st Annual Meeting of the United States Animal Health Association, Salt Lake City, Utah. 7. IICA/PAHO/OAS/OIE (1988). - Guidelines for the use and safety of genetic engineering techniques or recombinant DNA technology. 134 p. 8. OMS (1984). — Contrôle de la qualité des substances biologiques produites par les techniques de recombinaison de l'ADN. Bull. OMS, 62 (2), 183-199. e
