les ogm végétaux

Pour commencer, un sujet qui s'inscrit véritablement dans les courants actuels, les OGM... Qu'est-ce que c'est ? Comment les obtient-on ? Menacent-ils la microfaune ? Sont-ils un danger pour notre santé ?

Je vais tenter de répondre du mieux à ces questions...

1. Quest-ce qu'un OGM végétal ?

D'un point de vu juridique, un OGM se défini comme suit : « Un organisme génétiquement modifié est un organisme (à l'exception des êtres humains) dont le matériel génétique a été modifié d'une manière qui ne peut s'effectuer naturellement par multiplication et/ou par recombinaison ».

Petit flash back...

18 janvier 1983 : Marc Van Montagu et ses collaborateurs annoncent avoir fait exprimer par des plantes un gène qui leur était étranger. Pour preuve, 2 tabacs et 1 pétunia ayant intégré un gêne de résistance à un antibiotique, la kanamycine. Dix ans après la première application d'un transfert de gène dans la bactérie Escherichia coli, en 1973, les OGM végétaux (ou PTM) sont nés.

Dès lors, la transgenèse, outil idéal pour étudier la fonction et la régulation des gènes, jouera un rôle essentiel en recherche fondamentale sur les végétaux.

C'est en 1996 que sont commercialisés les premiers maïs, soja et coton transgéniques. Ces OGM sont dit de "première génération" sont conçus pour résister au Roundup ou produire des protéines insecticides.

On parle aujourd'hui d'OGM de "seconde génération" pour évoquer les plantes qui, peut être, produiront des médicaments, présenteront des avantages nutritionnels ou gustatifs, ou seront capables de pousser en milieux hostiles (secs, richent en sel...).

2. Processus de création des OGM

2.1. Transfert indirect d'ADN ou transfert par vecteur

De l'acide désoxyribonucléique (ADN), étranger à l'organisme, est introduit dans l'organisme de l'hôte par l'intermédiaire d'un virus, d'un plasmide bactérien ou tout autre système vecteur biologique. Le vecteur et l'hôte doivent pouvoir se reconnaître mutuellement, d'où la spécificité des systèmes employés. Par le phénomène de recombinaison génétique, l'ADN introduit peut être intégré dans le génome et entraîner la formation d'une nouvelle combinaison du matériel génétique. Cette nouvelle information doit pouvoir se maintenir dans le génome sur les générations suivantes.

Les principales techniques employées sont les suivantes :

• Agrobacterium tumefaciens : cette bactérie possède un plasmide capable de s'intégrer dans le génome des plantes, ce qui en fait le vecteur le plus largement employé pour la création de végétaux transgéniques. Le transgène est intégré dans le plasmide de cette bactérie, qui le véhicule jusqu'à l'ADN chromosomique de l'hôte. Le gène d'intérêt ne se trouve pas dans toutes les cellules, et il a une expression variable. Pour ces deux raisons, une phase de tri est nécessaire.
  
• Rétrovirus : ces virus ayant la capacité d'intégrer leur matériel génétique dans les cellules hôtes pour développer l'infection, des vecteurs ont été élaborés en remplaçant les gènes permettant l'infection par un transgène. Toutefois, les rétrovirus sont très spécifiques à leur hôte, et ces vecteurs ne peuvent accepter de transgène de taille trop grande.
  
• Transposons : cette séquence d'ADN transposable est utilisée avec un transgène auquel ont été ajoutés à ses extrémités des sites de reconnaissance de l'ADN. La taille du transgène doit être limitée. Les techniques à base de transposons sont employées essentiellement sur la drosophile.

2.2 Transfert direct d'ADN

Des organismes dont les membranes sont fragilisées ou des cellules végétales dépourvues de parois (telles les protoplastes) sont mis en contact avec de l'ADN. Puis un traitement physique ou chimique permet l'introduction de l'ADN dans les cellules. D'autres techniques telles que la micro-injection, la macro-injection et d'autres techniques de biolistique se basent sur l'introduction mécanique de l'ADN dans les cellules.

2.3. Fusion cellulaire

La fusion cellulaire (y compris la fusion de protoplastes) ou d'hybridation dans lesquelles des cellules vivantes présentant de nouvelles combinaisons de matériel génétique héréditaire sont constituées par la fusion de deux cellules ou davantage au moyen de méthodes qui ne sont pas mises en œuvre de façon naturelle.

3. A quoi servent les essais en champs ?

L'expérimentation en champs n'est envisagée qu'après les expérimentations in vitro, in vivo, en enceinte climatisée, puis en serre. C'est une obligation légale lorsque l'OGM est destiné à être commercialisé. Le passage en champ permet d'évaluer l'impact environnemental et le comportement des plantes dans des environnements divers (climats, infestation par des agents responsables de maladies...).

En France, il est conditionné à une demande dautorisation au ministère de l'Agriculture qui saisit la commission du génie biomoléculaire (CGB) pour effectuer l'évaluation des risques pour la santé en l'environnement. La CGB examine les modalité de l'essai proposé par le laboratoire de recherche demandeur pour prévenir les risques, notamment l'évaluation des distance à respecter entre le parcelle OGM concernée et les champs environnants cultivés par la même espèce non OGM.. Les estimations sont effectuées en s'appuyant sur ce que l'on connait déjà des flux de gènes chez les espèces concernées. Il ne s'agit toutefois que de distances moyennes, le pollen étant toujours capable de voyager au-delà dans une faible proportion.

4. Les échanges de gènes dans la natures

La dénomination d'organisme génétiquement modifié fait référence à une modification artificielle du patrimoine génétique d'un organisme. Mais des systèmes de transfert naturel d'ADN existent, et ils conduisent à l'apparition d'organismes dont le matériel génétique est transformé. Les principaux dispositifs d'échanges naturels de gènes, dont certains sont exploités par les techniques du génie génétique, sont les suivants :

• Les rétrovirus sont des virus capables de faire intégrer leur information génétique dans le génome de leur hôte. Grâce à des séquences présentes de part et d’autre de l’ADN viral, qui sont reconnues par le génome hôte, ce dernier accepte sa césure et l’intégration de l'ADN viral.
• Le plasmide, qui est une petite molécule circulaire d’ADN, est mobile et peut passer d’une cellule à une autre. Certains plasmides peuvent alors s’intégrer au génome de la cellule hôte. Cette forme de transfert d'ADN est observée pour les bactéries, notamment pour des gènes de résistance aux antibiotiques. L’intégration de plasmide bactérien au génome d'un organisme supérieur est limité à des bactéries spécifiques, et pour des couples d'espèces déterminés. Ainsi, Agrobacterium tumefaciens est une bactérie dont le plasmide est capable d’entrer dans une cellule végétale et de s’intégrer à son génome.
• La reproduction avec des individus interféconds permet l'échange d'ADN, entre deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents. L'hybride ainsi produit présente un mélange des caractéristiques génétiques des deux parents.
• Les mutations, par changement d'un nucléotide par un autre, insertion ou délétion de séquences de nucléotides, peuvent induire l'apparition de maladies génétiques ou de cancers. Mais les mutations constituent aussi l'un des moteurs de l'évolution des espèces.
• Dans le cadre de l'endosymbiose, un ensemble de processus évolutifs ont conduit à la formation d'organites (mitochondrie et chloroplaste) dans les cellules eucaryotes, à la suite de l'intégration de bactéries et de cyanobactéries. La majorité du génome de l'endosymbiote a été transféré dans le noyau de l'hôte.

5. Risques des OGM végétaux

L'existence de risques liés aux OGM ne fait pas l'unanimité auprès de tous les acteurs du débat. Sous la pression des écologistes la durée des tests effectués sur des animaux (rats, ...) a été portée à trois mois au minimum. Or en matière de santé publique, il est bien évidemment impossible de conclure de manière formelle sans une étude épidémiologique de plusieurs années.

5.1.Risques alimentaires

Il faut distinguer les risques liés au gène lui-même des risques liés à la protéine qu'il fait produire à l'organisme. Il n'y a pas d'effet nocif connu des acides nucléiques (support matériel des gènes), en revanche, les protéines produites pourraient présenter des risques de toxicité ou d'allergénicité.
Dans l'exemple de la transplantation d'un gène de la noix du Brésil (améliorant la teneur en acides aminés soufrés dont la méthionine) dans le génome d'un soja destiné au fourrage, il s'est révélé que la protéine codée par le gène inséré était responsable de l'allergie à la noix du Brésil chez l'homme. Même si la consommation de fourrage n’est pas une habitude de l’alimentation humaine, cette PGM s'est arrêtée au stade du laboratoire et ne sera donc jamais commercialisée (le principe de précaution prévalant). Un cas similaire s'est produit avec un pois GM surexprimant un inhibiteur d'alpha-amylase. Lors des tests, l'obtenteur s'est rendu compte que cette protéine provoquait des lésions de type allergénique chez le rat. Le programme a donc été arrêté.
Expérimentalement, une étude récente a prouvé l'absence d'allergénicité spécifique aux lignées de maïs et soja transgéniques testées. Les chercheurs portugais signataires de l'article préconisent cependant la mise en place en routine de tests d'allergénicité et de sensibilisation des aliments après leur mise sur le marché. Mais il n'existe pas encore de tests permettant de faire ce type d'évaluation. On a donc recours, actuellement, à la comparaison de la structure primaire de la nouvelle protéine à celles de toutes les protéines allergéniques actuellement connues et se trouvant dans les bases de données correspondantes.
Ces risques propres à tout nouveau produit, et bien connus de l'industrie pharmaceutique, font l'objet de suivis plus ou moins stricts par les organismes officiels, les entreprises concernées, les utilisateurs et le milieu scientifique.
A propos des risques alimentaires des OGM, un haut fonctionnaire de la Food and Drug Administration, Lester Crawford, a déclaré en 2003 « qu'il n'y a pas eu une seule réaction négative à la nourriture biotechnologique » et ajoutait « qu'entre-temps il y a eu des dizaines de milliers de réactions à l'alimentation traditionnelle ».

5.2. Menaces sur l'Agriculture biologique

Du fait des possibilités de dissémination non maîtrisée des gènes et des mélanges de semences dans les circuits d’approvisionnement-distribution, la culture de plantes OGM peut conduire à détecter la présence de transgènes dans des denrées où leur présence n'a pas été voulue par les producteurs. Dans l'Union européenne, des seuils de présence fortuite d'OGM sont prévus, mais, pour les opposants aux OGM, le développement des surfaces cultivées (même à but d'expérimentation) avec des OGM apparaît incompatible avec la coexistence de l'agriculture biologique. En effet, les champs ne sont pas des milieux confinés et les grains de pollen peuvent circuler à très grandes distances mais il faut prendre en compte simultanément deux paramètres extrêmement importants :

• La durée de vie (ou faculté germinative) du grain de pollen qui est en général très courte (deux heures pour le pollen de maïs),
  
• Le pollen ainsi transporté doit retomber sur un champ dont les fleurs femelles sont au bon stade de maturité

En raison de ces 2 données, il est possible de considérer que cette dissémination est un événement de faible probabilité. De plus, dans le cas du maïs qui est rarement ressemé d'une année sur l'autre, une dissémination éventuelle (certainement au champ de maïs immédiatement voisin) s'arrête donc le plus souvent à la récolte.
Deux cas semblent démontrer que des organismes OGM disséminés dans la Nature ne le sont pas forcément de manière irréversible (pour le colza et le mais) :

• Le cas de variétés locales de maïs de la province Oaxaca au Mexique chez lesquelles une signature de maïs transgénique a été retrouvée. Ces résultats avaient fait alors une publication dans la revue Nature (affaire Quist et Chapela). Mais, l'année dernière, et toujours dans la revue Nature est paru un nouvel article qui relate une étude sur deux années portant sur les maïs de la région incriminée et qui a donc analysé 153000 grains de maïs. Les résultats sont tous négatifs signifiant qu'il n'a pas été possible de retrouver cette signature de maïs transgénique.
  
• Le cas du colza. On sait que le colza peut facilement se croiser avec des plantes très apparentées telle la ravenelle. Une étude de l'INRA a montré que le nouveau gène d'un colza transgénique, qui avait été transmis à la ravenelle, avait disparu de ces populations de ravenelle au bout de 4 années.

En outre, cette "menace" découle principalement de l'objectif 0% OGM poursuivi en bio. L'apparente incompatibilité entre cultures OGM et cultures certifiées bio découle principalement de l'objectif 0% OGM poursuivi, objectif incompatible avec toute procédure de certification. Cette intransigeance est particulièrement dirigé contre les OGM ; 5% de produits traités chimiquements sont autorisés en bio, 0% de produits OGM.

5.3. Risques éthiques

Les manipulations génétiques posent le problème de la bioéthique. Pouvant être perçues comme moralement acceptable chez les organismes végétaux, bactéries et virus, le recours aux techniques de transgenèse est parfois considéré comme illégitime d'un point de vue philosophique lorsque la transgenèse heurte les conceptions que l'on peut avoir à l'égard de la nature ou religieux lorsque la transgenèse est perçue comme un blasphème.
Les partisans comme les adversaires des OGM empruntent chacun des concepts philosophiques et religieux pour défendre leur point de vue, des opposants aux OGM critiquent leur application à la modification génétique des animaux et a fortiori de l'homme. Ils s'inquiètent d'une dérive de ce type de pratique vers le mythe de l’« homme parfait » et d'eugénisme. Tandis que des partisans des OGM estiment qu'une conception de la nature fondée sur la notion de « pureté génétique » est suspecte.
La plupart des créationnistes sont fortement opposés aux OGM, car Dieu ayant tout créé de façon parfaite, c'est, pour eux un sacrilège grave de tenter de modifier un génome.
Il importe cependant de préciser que la communauté scientifique ne croit pas à la présence d'un risque d'ordre éthique.

6. Avantages des OGM végétaux

6.1. Avantages économiques

L'ISAAA estime à 5,6 milliards de dollars en 2005 la richesse créé par les OGM pour les agriculteurs. 55% des gains apportés l'ont été au bénéfice des agriculteurs des pays en voie de développement.
En outre, les OGM représenteraient une technologie d'avenir pour l'agriculture, la médecine et l'industrie pharmaceutique du fait de l'énorme potentiel d'amélioration variétale qu'ils offrent. En se privant des OGM, c'est donc également d'emplois que se privent les pays. Entre 1997 et 2002, les OGM ont créés 200.000 emplois en Argentine selon l'étude de Trigo et alii.
Par ailleurs, autoriser les OGM permet d'éviter la fuite des cerveaux, qui, pour continuer leurs recherches, n'iront pas dans d'autres pays plus permissifs.

6.2. Lutte contre le sous-développement et la famine

Les partisans des OGM rappellent l'intérêt que peuvent avoir les OGM pour lutter contre les conditions climatiques difficiles et donc contre la famine et la sous-nutrition. En outre, selon le rapport 2006 de l'ISAAA, les petits propriétaires des pays en développement sont les principaux bénéficiaires de l'introduction des OGM.

6.3. Avantages pour la santé

Les plantes OGM permettent théoriquement de faire produire une très large panoplie de produits pouvant servir à soigner : alicaments (aliments-médicaments) en plus grande quantité, donc à moindre coût, produits biologiques avec de nouvelles fonctions curatives. Les OGM peuvent permettre de lutter contre certaines maladies et/ou allergies (plantes déplétées en molécules allergènes et/ou toxiques) ; Les aliments peuvent enfin être supplémentées en une molécule vitale, luttant ainsi contre la malnutrition ;
Par ailleurs, l'utilisation réduite d'engrais ou d'insecticides en réduit la nocivité pour la santé humaine.
Répondant aux critiques, les partisans des OGM mettent par ailleurs en avant l'absence de nocivité constatée; Ainsi, Clive James, directeur de l'Isaa déclarait en janvier 2006: « Trois cent millions de personnes en mangent aux Etats-Unis et au Canada depuis 10 ans, et il n’y a jamais eu l’ombre d’un problème ». En outre, ils rappellent que cette absence de nocivité prouvée pour la santé des OGM doit s'évaluer en comparaison aux risques avérés d'autres méthodes: colorants, conservateurs ou pesticides.
Enfin, le risque, même s'il existait, serait faible, étant donné que les OGM ne sont que des cellules auxquelles on a inséré un gène (une protéine) dans leur ADN, alors que le mélange des caractèristiques génétiques de deux produits pour en obtenir un troisième existe depuis plus d'un millénaire (greffes de branches sur des plantes, par exemple).

7. Du riz transgénique comme vaccin anti-choléra ?

Une étude récente révèle que la toxine B de la bactérie responsable du choléra a été produite dans du riz génétiquement modifié. Des souris ayant reçu par voie orale des grains de riz en poudre se sont avérées protégées contre le choléra. Ceci ne signifie pas que le riz en question sera mis en vente libre car la vaccination est un processus complexe qui doit être médicalement contrôlé. Ce succès très encourageant tient en partie au fait que la toxine se trouve protégée dans le riz contre les sucs gastriques, mais aussi au fait que la toxine est particulièrement immunogène. Elle peut donc atteindre les cellules immunitaires de l’intestin qui induisent une protection de l’ensemble des muqueuses de l’animal. Le riz peut être conservé longtemps à température ambiante sans que la toxine soit dégradée. Le coût de production est faible et sans risque majeur de dissémination dans la mesure où le riz est une plante autogame. Cette méthode doit pouvoir s’appliquer à la production d’autres vaccins mais il faudra probablement encore une décennie pour la valider.

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Des sites sur le sujets :

• Grand dossier sur le serveur de l'INRA ici.
• Site de l'ISAAA ici.