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Les animaux knock-out permettent non seulement d'étudier une maladie concrète mais également de répondre à la question fondamentale suivante: à quoi sert le gène dans l'organisme? L'idée est simple: si un gène est déficient à l'intérieur d'un organisme (entraînant ainsi la protéine correspondante), cela signifie qu'il y a un certain dysfonctionnement. Lorsque par exemple le gène de l’insuline est défectueux, le métabolisme du glucose n'est plus correctement contrôlable dans l'organisme. Lorsque le gène de croissance est inactivé dans une mouche, il y aura alors formation de mini-mouches. En d'autres termes: en inactivant des gènes de façon ciblée, on peut conclure à la fonction normale du gène. L'avantage des souris knock-out réside dans le fait que l'incidence du gène peut être observée sur un animal vivant.
Contrairement aux animaux knock-out, le but est différent lors de la production d'animaux à séquence héréditaire étrangère additionnelle (animaux knock-in). L'animal a reçu des aptitudes supplémentaires. La première souris qui fut connue mondialement est celle dans laquelle fut introduit un gène humain du cancer dans les laboratoires de la «Harvard Medical School» (institution de recherche réputée de Boston) et elle a ainsi permis d'analyser l'évolution du cancer ainsi que les traitements éventuels sur des animaux modèles. Depuis, de nouvelles générations de souris atteintes de cancer sont à la disposition de la recherche en tant que modèle de maladie.
Selon la loi sur la protection des animaux en vigueur en Suisse, une autorisation est nécessaire lors de modification sur les vertébrés par génie génétique ou de leur utilisation dans l'expérimentation animale. Une autorisation est donc nécessaire pour les poissons et les souris, animaux modèles mentionnés plus haut. Par contre, elle n'est pas nécessaire pour le nématode et la drosophile puisqu'ils n'appartiennent pas aux vertébrés. Le nombre d'expérimentation animale sur des animaux transgéniques ne cesse de croître depuis 1992. En 2004, on a compté 466 expériences de ce genre. Parallèlement, le nombre d'animaux utilisés dans de tels projets a augmenté durant ces dernières années. En 2004, on a compté 81'000 animaux, des souris pour la plupart mais également des rats. Entre 1997 et 2004, on détenait 4'200 lignées différentes de souris génétiquement modifiées ainsi que quelques lignées de rats, de lapins et de poissons. Les expérimentations animales effectuées sur des animaux transgéniques sont en augmentation ces dernières années et cette évolution souligne leur importance pour la recherche.
Animaux génétiquement modifiés pour une utilisation médicale
Les animaux génétiquement modifiés ne sont pas élevés uniquement pour la recherche fondamentale. Il y a toute une série d'applications qui sont actuellement en cours de développement ou qui ont déjà été testées, la plupart du temps du reste avec des résultats mitigés. Voici quelques exemples éminents:
Xéno-transplantation
De nombreux individus doivent attendre très longtemps le nouvel organe dont ils ont besoin, d'autres meurent parce que l'on n'a pas pu trouver à temps l'organe approprié. La recherche est en quête d'alternatives. L'utilisation d'organes animaux, également appelée xéno-transplantation, en est une parmi d'autres. Normalement, les organes animaux sont immédiatement rejetés par l'organisme humain et de ce fait ne peuvent pas être transplantés. Si l'on réussissait à modifier la génétique des animaux de telle sorte que l’organisme humain ne considère plus ces organes comme étrangers, on pourrait éviter ces réactions de rejet ou du moins les contrôler. Au centre de ce projet se trouve le porc car le rein de cet animal est, de par sa grandeur et sa structure, idéal pour une transplantation sur l'individu. Jusqu'à présent, l’élevage de tels animaux n'a pas réussi. Mais les recherches actuelles vont permettre d'expérimenter des organes de porcs génétiquement modifiés sur des singes. La possibilité de produire un jour des organes pour l'être humain à l'aide de la xéno-transplantation paraît actuellement incertaine.
Gene Pharming
Le fait que l'on puisse traire des souris n'est pas une plaisanterie pour bien des chercheurs. En effet, pour la première fois en 1987, des souris produisirent le facteur de croissance humain t-PA contenu en concentrations élevées dans leur lait. Ce processus a pu être engagé par le fait qu'une sorte d'interrupteur (promoteur) de la protéine lactosérique a été placé devant le gène correspondant. Ce promoteur va permettre au gène de n'être actif que dans les glandes lactiques et non dans tout autre endroit de l'organisme. Ce mode de production de médicaments est appelé gene pharming. En été 2006, une substance active provenant d'une chèvre transgénique a été admise pour la première fois en Europe. Il s'agit de l'antithrombine humaine qui est appliquée lors de déficience héréditaire en antithrombine. La substance active empêche la formation de caillots.