La technique CRISPR-Cas9 est une application de la découverte d’un système de défense contre les infections phagiques chez certaines espèces de bactéries. Le principe repose sur le fait que certaines bactéries ayant survécu à une attaque virale, ont conservé, inséré dans leur ADN, dans des régions appelées CRISPR, une portion de l’ADN du phage. En cas de nouvelle infection par un phage du même type, le fragment d’ADN phagique conservé est utilisé par la bactérie pour créer une molécule intermédiaire, un ARN, spécifique à l’ADN du phage. Cet ARN se lie avec une enzyme (endonucléase), Cas9, et l’ensemble se fixe sur l’ADN phagique nouvellement injecté. L’enzyme Cas9 effectue alors une coupure dans le matériel génétique du phage, ce qui l’empêche de se multiplier dans la bactérie.

La technique utilise le fait que lorsque l’enzyme Cas9 coupe la chaîne ADN, l’espace libre peut être comblé par n’importe quel nouveau fragment d’ADN.

C’est ainsi que parmi les objectifs de cette technique, il y a celui d’être capable de remplacer un gène défaillant cause de maladie, et le remplacer par une séquence saine et ceci chez n’importe quelle espèce. C’est ainsi que des chercheurs californiens ont réussi à améliorer la vision chez des rats atteints d’une forme de cécité d’origine héréditaire.

Cette technique est une des techniques visant à la modification du matériel génétique constituant le domaine de ce qui est appelé l’édition génomique.

Dès 2015, des chercheurs chinois avaient annoncé avoir conduit une expérience sur des embryons humains, afin d’en modifier le gène responsable d’une forme d’anémie. Ils avaient pris la précaution d’utiliser des cellules triploïdes (incapables de donner un individu viable), et d’arrêter rapidement le développement embryonnaire (stade huit cellules). Ils avaient conclu que Crispr-Cas9 n’était pas le bon outil.

D’autres expériences ont montré, en particulier, que la technique faisait apparaître des mutations non voulues. Beaucoup s’inquiètent, Crispr-Cas9 pourrait modifier des zones du génome autres que celles prévues.

Permettant potentiellement de modifier à volonté les génomes, cette technique fut surnommée le «couteau suisse de la génétique» !

À son propos on parle de «forçage génétique».

Cette technique porte en elle de nombreux espoirs thérapeutiques mais aussi des risques eugéniques, des équipes pouvant se mettre à vouloir faire des modifications du génome transmissibles aux futures générations.

Le premier médicament à utiliser la technologie CRISPR-Cas9, a été autorisé en 2023 au Royaume-Uni. Il devrait permettre de guérir deux maladies sanguines héréditaires, la drépanocytose et la bêta-thalassémie qui sont les résultats d’erreurs génétiques dans la production de l’hémoglobine.

Le médicament est particulier puisqu’il s’agit d’utiliser des cellules des malades. On corrige leurs anomalies génétiques et les cellules peuvent être réinjectées aux patients, une fois devenues capables de produire de l’hémoglobine normale.

Afin de comprendre les origines du langage humain, et aussi de certains problèmes de trouble de la parole, des équipes de chercheurs étudient un gène qui est associé au langage humain. La technologie CRISPR a permis d’introduire ce gène dans l’ADN de souris. Les chercheurs ont pu remplacer une protéine présente chez la souris par la variante génétique de cette protéine, mais exclusivement humaine (elle possède une modification unique d’un acide aminé). Leur constat fut que le gène (appelé NOVA1) pouvait modifier la manière dont les souris émettaient des sons.

C’est en 2002 que cette structure Crispr est découverte et c’est en 2007 que l’existence de ce système immunitaire adaptatif chez la bactérie est démontrée. La technique s’est ensuite rapidement développée. Aujourd’hui elle est maitrisée sur de nombreuses espèces. Plus simple et plus rapide que les techniques de biologie moléculaires disponibles jusque là, elle se développe rapidement.