Chimère (génétique)

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Un exemple de chimère botanique, le genre + Crataemespilus, hybride de Crataegus et de Mespilus.

En génétique, une chimère est un organisme, animal en général, formé de deux (ou plus) populations de cellules génétiquement distinctes. La chimère est issue, en reproduction sexuée, d'une double (ou multiple) fécondation créant plusieurs zygotes. Chaque population de cellules conserve son propre caractère génétique, si bien que l'organisme résultant est une combinaison de tissus ou organes de différents types, mais néanmoins compatibles.

Le terme de chimère est utilisé en références aux créatures chimériques de la mythologie.

Occurrences humaines

Chimérisme complet

Le phénomène de chimérisme complet est extrêmement rare chez l'être humain mais pas totalement impossible. Moins d'une centaine de cas sont décrits dans la littérature médicale^[1]. Les chimères n'apparaissent donc qu'à l'occasion de grossesses gémellaires, beaucoup plus fréquentes suite à l'utilisation de médicaments pour améliorer la fertilité et à la procréation médicalement assistée.

Peu après une double fécondation, qui aurait dû entraîner la naissance de deux jumeaux dizygotes, il arrive que les deux œufs se retrouvent au même endroit et fusionnent. Le développement d'un seul embryon continue normalement. Le fœtus possèdera ainsi certaines parties du corps avec un génotype donné et le reste caractérisé par un autre génotype, proche mais similaire à celui d'un proche parent.

Une femme possédait par exemple un génotype spécifique pour sa tête alors que son tronc était génétiquement différent. Elle devait subir une transplantation du rein et les analyses effectuées sur un de ses fils montraient qu'elle ne pouvait être sa mère. Une étude plus poussée permit de découvrir qu'elle possédait des ovaires avec deux génomes^[2].

Les chimères humaines peuvent présenter des lignes de Blaschko^[3].

Chimérisme hématopoïétique

Le chimérisme n'est pas forcément aussi intriqué et peut ne porter que sur certaines lignées cellulaires, en particulier hématopoïétiques, les deux jumeaux étant parfaitement distincts, par opposition aux frères siamois. S'il y a contact et connexion circulatoire au niveau des placentas, nous pouvons observer une greffe de cellules souches chez les jumeaux, ou plus fréquemment, chez l'un d'eux seulement. Ce chimérisme est constaté fortuitement lors d'une détermination de groupe sanguin (ABO, RH, KEL) qui met en évidence la présence d'une double population cellulaire, les deux populations ayant des groupes différents. Il y a tolérance immunitaire parfaite, sans aucune conséquence clinique. Ces cas, qui sont moins exceptionnels et dont les premiers ont été décrits il y a plus de cinquante ans^[4], peuvent faire conclure à de fausses exclusions de maternité ou de paternité lorsque l'expertise est effectuée sur prélèvements sanguins, le génome déterminé sur le sang circulant étant différent du génome des gonades. Dans ce cas, l'expertise effectuée en biologie moléculaire sur frottis jugal évite ou rectifie l'erreur.

Microchimérisme

Le microchimérisme consiste en la présence de cellules étrangères chez un hôte. Il est décrit essentiellement comme transfert de cellules fœtales dans l'organisme maternel ou de cellules maternelles dans l'organisme fœtal. Les raisons de la tolérance de ces cellules dans un organisme étranger ne sont pas claires. Ce microchimérisme pourrait être responsable de certaines maladies^[5].

Occurrences animales

Les ouistitis sont très souvent chimériques entre fratries.

On rencontre aussi des chimères interspécifiques (entre espèces). Le plus souvent ces espèces sont proches, avec en particulier les chimères souris-rat et mouton-chèvre. Les mouton-chèvre sont stériles, les souris-rat aboutissent à la disparition des cellules de rat. Des chimères d'espèces très proches peuvent être fertiles (espèces de souris Mus musculus et M. caroli).

Les hybrides mouton chèvre sont des chabins ou ovicapres. Les produits issus de la fécondation artificielle sont des chimères, voir la page anglaise sheep-goat chimera (en) Sheep-goat chimera.

Génie génétique et génomique

• La « chimèraplastie » (« chiméraplastie » ou génoplastie), dans le domaine de la génomique est la réparation ou le changement, via une «chimère ADN-ARN» d'un court segment d'ADN ou d'un gène ciblé, au niveau d'un seul nucléotide, ou de quelques nucléotides d'un gène, sans affecter physiquement le reste du génome ni modifier le fonctionnement normal des protéines et des cellules. Elle vise à « assurer la guérison sans nécessité d’un traitement prolongé puisqu’elle a pour objet de corriger définitivement la mutation »^[6].

Trois domaines utilisent ces techniques

- la thérapie génique (réparation d'« erreurs » génétiques impliquées dans certaines maladies) ; En hybridant à une zone mutée, un oligonucléotide chimérique, ce dernier peut activer des systèmes de réparation spécifique, via des enzymes naturellement produits au sein de la cellule, qui corrigent la mutation (méthode est en cours d’évaluation en expérimentation pré-clinique^[7]).

- l'agro-industrie, pour des produits agroindustriels basés sur des caractères ciblés de certaines plantes;

- La recherche génomique par l'emploi de modèles animaux.

Le Protocole de Carthagène sur la Biosécurité ce considère pas ce type de modifications génétique comme produisant des OGM.

• En biologie développementale, l'utilisation de chimères a permis des avancées majeures pour la compréhension de la formation de la crête neurale, avec le développement en 1969 par Nicole Le Douarin, d'une technique originale de visualisation de la différenciation et de la migration des cellules embryonnaires, la fusion d'embryons chimériques caille-poulet. Cette approche a permis des avancées cruciales dans la connaissance des systèmes nerveux et immunologique.

• En mai 2007, le gouvernement britannique a donné son autorisation à la création de chimères d'humain et d'animal, in vitro, dans le cadre de recherches scientifiques. Ce sont des équipes impliquées dans les recherches sur les cellules souches qui souhaitent travailler sur de tels organismes. En pratique, des noyaux de cellules humaines sont placés au sein d'ovocytes animaux, lapins ou bovins, par exemple^[8].

Références

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