Académie royale de Médecine de Belgique

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Présentation du Pr Emmanuelle Charpentier, membre étranger, par le Pr Pierre Coulie, Président

Altesse Royale,

Madame Charpentier,

Monsieur le Président du Sénat,

Mesdames et Messieurs les académiciens,

Mesdames et Messieurs, en vos titres et qualités,

Tous les jours nous nous défendons contre des agents infectieux fort divers: très complexes comme des parasites, plus simples comme des bactéries ou encore plus simples comme des virus. Pour ce faire nous disposons, comme tous les mammifères et pas mal d'autres vertébrés, d'un système immunitaire extrêmement performant, dont les caractéristiques les plus élaborées sont de pouvoir reconnaître spécifiquement et détruire les agresseurs, et de garder une mémoire de ces contacts. Après une varicelle nous sommes protégés à vie, spécifiquement contre cette maladie virale mais pas contre une autre. En immunologie, cette association de spécificité et mémoire est une prouesse qui était considérée comme l'apanage des vertébrés parfois qualifiés de supérieurs, disons récents. C'était une grosse erreur.

Les bactéries sont capables de cette prouesse. Certes, elles ne doivent se défendre que contre plus petits qu'elles, c'est à dire des virus. Mais comment font-elles? En 1987 et les années qui suivront, plusieurs groupes observent la présence dans le génome de bactéries de répétitions de courtes séquences d'ADN, appelées CRISPR, qui s'avèreront être des petites séquences provenant de virus qui sont capables d'infecter ces bactéries. Plus tard, d'autres montreront que des bactéries qui contiennent de telles séquences résistent mieux aux infections par ces mêmes virus, mais pas par d'autres. A proximité de ces séquences CRISPR se trouvent systématiquement des gènes qui codent pour des protéines appelées Cas, qui sont impliquées dans la protection. A ce moment donc, vers 2005, le système CRISPR-Cas semble se composer d'unités de reconnaissance de virus, les séquences CRISPR qu'à l'évidence les bactéries ont extraites ou copiées des virus qui les infectent, et de protéines effectrices, les Cas. Mais on ignore comment ensuite fonctionne le système de protection. Différentes souches de bactéries ont différentes séquences CRISPR et différentes protéines Cas, tout cela paraît donc fort compliqué. C'est ici qu'intervient Emmanuelle Charpentier.  

Elle est née en Île de France et a étudié à Paris la biochimie à l'Université Pierre et Marie Curie avant de faire un doctorat à l'Institut Pasteur. C'est son premier contact de chercheuse avec les bactéries, autour de la résistance aux antibiotiques. Ensuite, de 1996 à 2002, elle va travailler dans quatre laboratoires américains, dont trois à New York, puis à Memphis au St. Jude Children's Research Hospital. Puis elle rentre en Europe, pour monter son propre groupe de recherche à l'Université de Vienne, où elle va devenir professeure et rester 7 ans.

Ensuite elle monte un laboratoire dans le Center for Microbial Research de l'Université d'Umea, en Suède. Enfin, l'Allemagne. En 2013, elle devient Professeure et chef de département à l'Université de Hanovre et deux ans plus tard elle est recrutée au prestigieux Max Planck Institute for Infection Biology à Berlin. Aujourd'hui elle y dirige la Max Planck Unit for the Science of Pathogens, qu'elle a créée.

Madame Charpentier a commencé à s'intéresser au système CRISPR-Cas alors qu'elle était à Vienne. Et lorsqu'elle ouvre son nouveau laboratoire à Umea, cela devient l'un de ses projets. Elle travaille entre autres avec des Streptocoques, dont elle connaît bien le génome. Elle en caractérise tout le système CRISPR-Cas, et ce sera ici Cas9. En 2009 elle fait une découverte très importante: en plus de CRISPR il y a une autre séquence impliquée, un ARN. Avec cette observation cruciale elle fait une entrée remarquée dans le domaine CRISPR-Cas, où personne ne l'attendait. Les résultats sont publiés dans Nature en 2011.

Ensuite elle va rencontrer et travailler avec Jennifer Doudna, Professeure de biochimie et de biologie moléculaire à l'Université de Californie à Berkeley. Ensemble elle vont découvrir la structure CRISPR-Cas9 et ainsi comprendre exactement son fonctionnement. C'est publié dans Science en 2012, et ces résultats sont une bombe. En effet, le fonctionnement CRISPR-Cas9 est somme toute assez simple. Et il est encore simplifié par une modification inventée par Doudna et Charpentier. Ensuite, et surtout, il est utilisable dans tout type de cellules: bactérienne, végétale, animale, humaine.

CRISPR-Cas9 permet de modifier l'information génétique d'une cellule rapidement et avec une très grande précision. Pour vous donner une idée de cette précision, imaginons une bibliothèque de 6000 livres d'un million de caractères chacun. Ce sont de gros livres. L'une des phrases d'un des paragraphes d'une des pages d'un des livres contient l'information 'Coulie connaît bien l'immunité des bactéries.' Ce qui est manifestement faux. Je souhaite donc corriger et remplacer le mot Coulie par le mot Charpentier. J'utilise alors CRISPR-Cas9. Je synthétise un ARN qui contient le mot 'Coulie' et l'associe à Cas9, puis fait entrer le tout dans la bibliothèque. L'ARN trouve le mot Coulie qui lui correspond. Il faut que ce mot ne se retrouve qu'une seule fois dans toute la bibliothèque. Ensuite Cas9 coupe le mot et on peut effectuer le remplacement par le mot correct 'Charpentier'. Donc CRISPR-Cas9 est une paire de ciseaux moléculaires dans laquelle CRISPR dirige et Cas coupe. Pour l'utilisateur, c'est d'une simplicité désarmante.

Aujourd'hui le terme CRISPR-Cas9, qui reste difficile à prononcer, est devenu un nom commun. La technique est utilisée partout. C'est un accélérateur d'acquisition de connaissances. Mais c'est aussi un moyen de corriger des anomalies génétiques causes de maladies. Il y en a des milliers. Pour progresser dans ce domaine, Madame Charpentier a cofondé CRISPR Therapeutics, avec plusieurs programmes de recherche autour de maladies du sang, de l'immunothérapie du cancer ou de la médecine régénérative. La modification du génome humain est un enjeu majeur, biologique, médical, éthique, sociétal, planétaire. Grâce aux découvertes de Madame Charpentier, c'est pour aujourd'hui et non plus pour demain ou après-demain. Bien entendu il y a des questionnements, des problèmes de biologie encore à résoudre, des risques de mauvaise utilisation. Mais n'est-ce pas là le propre de tous les vrais progrès, qui transforment notre monde?

Vous ne serez pas étonnés d'apprendre que depuis 2012 Madame Charpentier est devenue une célébrité. Elle a reçu de très nombreuses distinctions et prix, par dizaines. Citons le Prix Louis-Jeantet de médecine, le Japan Prize, le Leibniz Prize, ou le Breakthrough Prize in Life Sciences. Ses découvertes et leurs conséquences la profilent comme une candidate au prix Nobel et plusieurs membres de notre académie font cette année une proposition en ce sens auprès du comité Nobel. Chère Madame Charpentier, notre fierté et modeste contribution aujourd'hui est de vous accueillir comme Membre correspondante de l'Académie Royale de Médecine de Belgique. 

Altesse Royale, Mesdames et Messieurs, je vous remercie.