Les Organismes Génétiquement Modifiés

En novembre 1997, la France a annoncé la première autorisation de mise en culture d'une plante transgénique sur son territoire : elle concerne un maïs que l'introduction d'un gène de bactérie a rendu résistant à la pyrale (petit papillon dont la chenille se développe dans les tiges du maïs). D'autres plantes transgéniques ont déjà reçu des avis favorables de certaines commissions françaises ou européennes et attendent une autorisation de mise en marché. Par ailleurs, l'importation de soja et de maïs contenant des graines de plantes transgéniques étant autorisée depuis décembre 1996, il est fort probable que des produits dérivés d'OGM soient déjà présents dans certains de nos aliments. L'arrivée de ces OGM sur le marché suscite d'importantes controverses entre les promoteurs de cette technique, qui en énumèrent les avantages actuels et à venir, et ses détracteurs, qui invoquent le principe de précaution et estiment que les risques pour la santé et l'environnement ont été insuffisamment étudiés.

Quelle que soit la place que nos sociétés accorderont aux OGM, les enjeux scientifiques, techniques et économiques sont importants. L'INRA participe à l'acquisition de connaissances fondamentales et à la mise au point de techniques nécessaires à la création d'OGM, mais aussi à l'évaluation des avantages et des risques qu'ils peuvent présenter. L'Institut développe des recherches visant à fournir des bases scientifiques nécessaires à la prise de décisions politiques et à l'élaboration de réglementations concernant les OGM.

L'INRA a aussi pour mission de mettre à la disposition des citoyens les résultats de ses recherches, et de contribuer ainsi, dans la limite de ses compétences scientifiques, à éclairer les enjeux du débat engagé sur les OGM. Ce document propose une information générale sur le génie génétique, ses applications actuelles et potentielles, les risques qu'il peut entraîner pour la santé, l'agriculture et l'environnement, ainsi que sur les questions économiques et réglementaires qu'il pose.
 
 

L'ensemble des techniques permettant ces interventions sur le génome constitue le génie génétique, secteur majeur des biotechnonologies (techniques d'intervention sur le vivant qui comprennent aussi des procédés non génétiques comme la culture in vitro).

Le génie génétique est exploité à l'échelle industrielle depuis plusieurs années pour faire produire à des micro-organismes cultivés en laboratoire des molécules à usage thérapeutique. La question des OGM n'est donc pas totalement nouvelle.
 
 
Un débat est ouvert.

Un débat sur l'utilisation du génie génétique se développe actuellement car les applications qui arrivent sur le marché :

• concernent les organismes supérieurs, plantes ou animaux ;
• surviennent après plusieurs crises qui ont ébranlé la confiance des citoyens et des consommateurs ("affaires" du sang contaminé, de la "vache folle"...) ;
• concernent l'alimentation (et non plus le domaine médical, où la légitimité des innovations est beaucoup moins contestée) ;
• proposent des modifications qui dans certains cas peuvent être obtenues par d'autres méthodes, notamment par les techniques de sélection génétique classiques ;
• posent le problème de la dissémination dans l'environnement des OGM, jusque là confinés dans les laboratoires.

1.1. Les fondements biologiques

Le transfert d'un gène d'un organisme à un autre est rendu possible par le fait que tous les organismes vivants (virus, bactéries, végétaux, animaux) possèdent le même système de codage et d'expression de l'information génétique. Cette universalité du support de l'information génétique (l'ADN, cf. Encadré 1) et du code génétique donne la possibilité théorique de faire exprimer par un organisme un gène (une information génétique) provenant de n'importe quel autre être vivant.

Cette hypothèse est le fruit de découvertes réalisées par une discipline scientifique née après la seconde guerre mondiale, la biologie moléculaire. Dès les années 1960-1970, ces recherches ont permis :

• de proposer un schéma reliant hérédité et fonctionnement cellulaire : un gène, une protéine, une fonction ;
• de mettre en évidence les principaux mécanismes de régulation de l'expression des gènes ;
• d'élucider le fonctionnement du matériel génétique (réplication, transcription, réparation de l'ADN...) et d'en tirer les outils moléculaires (enzyme de restriction, transcriptase réverse...) permettant d’intervenir sur cet ADN.

 

Encadré 1 : ADN (acide désoxyribonucléique), gènes et synthèse des protéines L'ADN est le support moléculaire de l'information génétique. Cette information définit toutes les protéines synthétisées par l'organisme, lesquelles remplissent diverses fonctions, notamment des fonctions enzymatiques indispensables à la réalisation de toutes les réactions biochimiques de la cellule.   L'ADN est réparti en plusieurs paires de chromosomes chez les cellules possédant un noyau, et en un chromosome principal et plusieurs plasmides (mini-chromosomes) chez les bactéries.   L'ADN est une macromolécule formée de deux brins enroulés en double hélice. Chaque brin est un enchaînement de nucléotides, molécules élémentaires composées d'un sucre, d'un phosphate et d'une base azotée. La succession d'un certain nombre de bases constitue un gène, unité d'information qui comprend une séquence codant pour la synthèse d'une protéine, et des séquences permettant (promoteur, terminateur...) et régulant l'expression du gène.    La traduction de l'information en protéine (molécule formée d'un enchaînement d'acides aminés) suit un code, qui fait correspondre à une succession donnée de 3 bases un acide aminé déterminé.

Si la découverte de l'universalité du code génétique permettait de concevoir le transfert de gène, sa mise en oeuvre, le génie génétique, n'a débuté qu'au début des années 1970, suite à deux découvertes. La première a été la mise en évidence de transferts de gènes spontanés entre bactéries : les fragments d'ADN échangés sont souvent des plasmides, petites boucles d'ADN indépendantes du chromosome bactérien. La seconde a été de montrer que certaines bactéries (Agrobacterium) étaient capables de transférer un plasmide particulier à des plantes. Ces bactéries ont été utilisées comme vecteur pour réaliser les premiers transferts de gènes à des végétaux supérieurs.  

Les recherches sur les organismes supérieurs sont venues progressivement complexifier le schéma conçu à partir des travaux sur les bactéries. On a ainsi découvert que les gènes des cellules possédant un noyau (eucaryotes) ne sont pas continus sur l'ADN : dans la séquence codante sont intercalées des portions non codantes (introns), dont on connaît encore mal la fonction. Si la séquence codant pour la protéine est universelle, le promoteur du gène ne l'est pas. Un gène de bactérie ne pourra s'exprimer dans une plante que s'il a été associé à un promoteur adapté.  

Une autre découverte a renforcé le constat de l'unité du vivant : bon nombre des enzymes assurant les grandes fonctions cellulaires ont été relativement bien conservées tout au long de l'évolution.
 

1.2. La technique du transfert de gène

Le transfert de gène (ou transgénèse ) comporte plusieurs étapes :

• l'identification et la localisation du "gène d'intérêt", responsable de la caractéristique jugée intéressante à transférer ;
• l'isolement du gène ;
• la réalisation d'une "construction génique" (comportant le gène d'intérêt et les séquences de régulation nécessaires à son expression dans l'organisme receveur) et son insertion dans un plasmide ;
• l'introduction du plasmide modifié dans le génome de la cellule, par un vecteur biologique (un Agrobacterium ou un virus "désarmé") ou par un procédé mécanique (projection de microbilles de tungstène portant le plasmide). Il est également possible d'introduire la construction génique directement, par microinjection dans la cellule.

Les séquences de régulation comportent obligatoirement un promoteur adapté à l'organisme receveur. Le choix du promoteur permet de plus d'orienter l'expression du gène, de la limiter à une partie de l'organisme (feuilles ou racines, glande mammaire...) ou à un stade de son développement.

L'intégration du transgène dans la cellule ne signifie pas qu'il s'y exprimera correctement. Un contrôle de l'efficacité du transfert est donc nécessaire. Si l'activité du gène d'intérêt est difficile à détecter, ou n'intervient que tardivement dans la vie de l'organisme, on ajoute dans la construction génique un gène marqueur, qui permettra de trier plus facilement et précocement les individus (ou les parties des individus) qui exprimeront bien le transgène. Les marqueurs les plus utilisés sont des gènes de résistances à des antibiotiques ou à des herbicides : les individus transgéniques sont ceux qui survivent en présence de l'antibiotique ou de l'herbicide.

L'insertion du transgène se faisant au hasard dans le génome de l'hôte, elle peut se produire dans la séquence d'un autre gène et créer des mutations  comme à la suite de n’importe quelle hybridation. Comme après une hybridation le travail du sélectionneur consiste à trier les individus qui possèdent les meilleures caractéristiques au cours des générations successives.

Pour éviter cette inactivation au hasard d'une fonction, on cherche à réaliser des recombinaisons homologues, qui insèrent le transgène en un site précis, à la suite (ou à la place) d'un gène donné de l'hôte. Cette localisation de l'insertion est obtenue en incluant dans la construction génique une copie du gène visé. Des recherches sont en cours à l'INRA pour développer cette technique essentielle, déjà utilisée chez les bactéries, les levures et la souris.
 

1.3. De la cellule modifiée à l'OGM

Le transfert de gène étant effectué sur une seule cellule, l'obtention d'un OGM nécessite (pour tous les organismes pluricellulaires) la régénération d'un organisme entier à partir de la cellule modifiée. Cette cellule doit donc être totipotente, c'est-à-dire posséder cette capacité de redonner un organisme entier. La question se pose différemment pour les végétaux et pour les animaux.

Chez les végétaux, certaines cellules de l'organisme restent totipotentes. Cette propriété a permis la mise au point des techniques de culture in vitro. La transgénèse peut donc être réalisée sur des cellules en culture (disponibles en grand nombre, pour un coût minime), et qui redonneront ensuite facilement des plantes entières. Ces conditions techniques et économiques ont permis un développement rapide de la transgenèse chez les plantes.

Chez les animaux, et notamment les vertébrés, les seules cellules totipotentes sont a priori l'oeuf fécondé et les cellules embryonnaires résultant des toutes premières divisions de cet oeuf. La transgenèse ne peut donc être effectuée que sur ces cellules, or leur coût d'obtention (récupération d'ovules, fécondation in vitro) est élevé et le rendement du transfert de gènes faible. Les chercheurs ont donc exploré d'autres voies.

Ils utilisent notamment des cellules qui ont perdu leur totipotence, mais qui peuvent redonner un individu par la technique mise au point pour le clonage animal : leur noyau (et donc leur génome) est transféré dans un ovule préalablement débarrassé de son propre matériel génétique (énucléé). Cet ovule comportant le matériel génétique souhaité redonne un embryon. Le transfert de noyau, qui jusqu'à une date récente n'était pratiqué qu'à partir de cellules d'embryon fraîchement isolées, est aujourd'hui réalisable à partir de cellules en culture, sur lesquelles on peut donc plus facilement effectuer un transfert de gène.

Toutefois quelle que soit la nature de la cellule modifiée, la phase de développement de l'individu (culture de l'embryon, réimplantation dans une femelle porteuse pour les mammifères) reste onéreuse.

Actuellement, le faible rendement de la transgénèse animale, et son coût très élevé pour les gros animaux, limitent considérablement ses applications.

Ces contraintes économiques sont nettement moindres pour les vertébrés inférieurs : la disponibilité de grandes quantités d'oeufs et le faible coût d'élevage d'un individu ont favorisé la multiplication des recherches chez certaines espèces de poissons.

Les OGM peuvent être multipliés soit par reproduction sexuée, et réintroduits dans des schémas de croisement et de sélection classiques, soit par clonage lorsque les performances de l’OGM adulte ont été vérifiées.

Les utilisations les plus médiatisées du génie génétique concernent les organismes supérieurs, plantes et animaux, destinés à l'alimentation. Elles ne représentent pourtant aujourd'hui qu'une part minoritaire des multiples applications de cette technique, qui connaît ses développements les plus nombreux dans le domaine de la recherche en biologie.

 
2.1. Les utilisations comme outil scientifique

La biologie moléculaire et les possibilités d'intervention sur le vivant qu'elle a ouvertes ont profondément modifié les approches et les méthodes d'investigation en génétique, mais aussi en physiologie.

. Recherches en génétique

La génétique a d'abord été l'observation des caractères exprimés par les individus (phénotype) et des règles de transmission à la descendance de ces caractères, qui permettait de "remonter" aux caractères héréditaires (génotype). La biologie moléculaire fournit maintenant un accès direct à ce niveau génétique.

Depuis quelques années, les biologistes ont entrepris le séquençage du génome de quelques espèces. Il s'agit de retranscrire exhaustivement la succession des bases qui composent l'ADN de l'espèce, puis d'identifier les séquences correspondant à des gènes. Les espèces concernées sont des bactéries, une levure, deux plantes (l'arabette et le riz), un ver nématode, un insecte (la drosophile) et l'être humain.

L'étape suivante consiste à établir les correspondances entre ces gènes, les protéines qu'ils codent et les fonctions métaboliques de l'organisme. Pour la majorité des gènes, cette fonction n'est pas encore connue.

Dans ces phases de décryptage du génome, la transgenèse est utilisée pour créer le matériel biologique nécessaire aux analyses. On cherche, par l'insertion d'un transgène, à faire "muter", et donc à inactiver, un gène au hasard de l'organisme receveur. Le transgène étant connu, il est possible de localiser son site d'insertion et donc le gène muté. La fonction de ce gène est ensuite recherchée par l'observation des perturbations induites par la mutation dans le développement de l'individu. En réalisant un nombre suffisant de mutants, on parvient ainsi à muter et à étudier un à un tous les gènes de l'espèce.

Cette connaissance des gènes peut ensuite servir à créer de nouveaux OGM.

L'INRA a participé au séquençage du génome d'une bactérie modèle (Bacillus subtilis). Il est également engagé dans le programme international concernant l'arabette (Cf. Encadré 2).

 

Encadré 2 : Séquençage du génome de l'arabette (Arabidopsis thaliana) Cette crucifère sauvage a été choisie pour des raisons pratiques : petite taille de la plante, culture aisée, développement rapide, nombre total de gènes relativement réduit, structure du génome facilitant l'analyse. De très nombreux gènes étant communs à beaucoup de plantes, l'intérêt du séquençage du génome de l'arabette dépasse largement cette espèce.    Le séquençage du génome d'Arabidopsis thaliana, qui comporte quelque 25000 gènes, nécessite la création de 50000 mutants. L'obtention et l'entretien de cette collection de mutants est prise en charge par l'INRA. L'institut travaille de plus au séquençage de l'un des chromosomes.

 
Une autre approche du génome consiste à établir des cartes génétiques, c’est-à-dire à "baliser" les chromosomes (en repérant la position relative de séquences particulières d'ADN utilisées comme marqueurs), puis à localiser les gènes correspondant à des caractères agronomiques intéressants (résistance à une maladie, contrôle de la maturation du fruit...). Ces cartes fournissent des données aidant à repérer dès le stade embryonnaire les individus porteurs des caractéristiques recherchées.

L'INRA participe à la réalisation des cartes génétiques de plusieurs plantes cultivées (blé, maïs, colza, tournesol, tomate...), d'essences forestières, et d'animaux d'élevage (bovins, porc, poulet...).

L'établissement et la comparaison des cartes génétiques d'espèces relativement proches dans la classification des êtres vivants permet d'étudier les liens de parenté existant entre ces espèces, l'ordre dans lequel elles sont apparues au cours de l'évolution. La phylogénie des céréales a ainsi été reconsidérée : la plupart des céréales actuelles proviendraient d'un ancêtre commun proche du riz contemporain.
 
 
. Recherches en physiologie

Grâce à la biologie moléculaire, l'étude des fonctionnements des êtres vivants peut "remonter" jusqu'aux mécanismes biochimiques et à leurs déterminants génétiques. Le génie génétique est à l’origine de situations expérimentales nouvelles qui permettent de mieux comprendre les grandes fonctions physiologiques : par inhibition, perturbation ou augmentation de l'expression d'un gène naturellement présent dans un organisme, ou par introduction d'un gène étranger, on peut analyser les modifications du métabolisme qui en résultent et accéder à la connaissance du fonctionnement physiologique de cet organisme.

L'INRA utilise ces techniques pour étudier des fonctions biologiques présentant un intérêt agronomique. La transgénèse est par exemple employée pour analyser le fonctionnement des enzymes qui contrôlent l'absorption et l'utilisation par les plantes du nitrates, élément nutritif essentiel pour la croissance des végétaux. Une meilleure connaissance de la façon dont la plante utilise le nitrate permettra à l’agriculteur de " régler " les apports d’engrais au plus près des besoins de la culture, évitant ainsi les fuites vers les nappes phréatiques sources de pollution. Autre exemple de métabolisme étudié : celui des lignines, composés du bois dont l'élimination, lors de la fabrication de papier, est très polluante.

2.2. Les applications thérapeutiques

Depuis une vingtaine d'années, des bactéries ont été génétiquement modifiées pour synthétiser certaines molécules utiles, que l'industrie pharmaceutique ne sait pas produire. Ce procédé est utilisé pour fabriquer, en grande quantité et à un faible coût, des protéines que l'on devait auparavant extraire de tissus humains ou animaux (avec tous les risques de transmission d'agents pathogènes que comporte cette pratique). L'hormone de croissance, précédemment extraite d'hypophyses humaines, et l'insuline, obtenu auparavant à partir de pancréas de porc, commercialisées actuellement sont ainsi produites par des OGM.

Cette utilisation des bactéries présente toutefois des limites : leur métabolisme ne permet pas certaines transformations des protéines qui interviennent après la synthèse et sont nécessaires à leur passage sous une forme biologiquement active. D'où le recours aux levures, organismes unicellulaires plus proches sur le plan métabolique des organismes pluricellulaires. L'INRA étudie les levures transgéniques pour en évaluer les potentialités.

Les levures ne permettant pas tous les remaniements des protéines, des recherches ont été également engagées sur des organismes supérieurs :

• végétaux, avec par exemple les essais d'une firme privée pour faire synthétiser à des plantes de tabacs une protéine utilisée pour le traitement de la mucoviscidose, ou pour produire de la même manière de l'hémoglobine (destinée aux transfusions d'urgence) ;
• animaux, avec la création de mammifères modifiés chez lesquels on provoque la production de molécules d’intérêt thérapeutique dans le lait. Des résultats ont ainsi été obtenus à l’INRA sur la lapine pour la production d’un médicament destiné à lutter contre l’emphysème pulmonaire chez l’homme.

Certaines firmes envisagent la synthèse de substances vaccinantes dans des yaourts ou des fruits, permettant l'administration des vaccins par la simple consommation de ces produits.

Autre application médicale : les xénogreffes. La transplantation à l'homme d'organes animaux déclenche leur rejet immédiat. La modification du patrimoine génétique des animaux donneurs par transfert de gènes humains doit permettre de supprimer ce rejet suraigu du greffon.

L'INRA, dans le cadre de recherches avec l'INSERM, a obtenu des porcs transgéniques, dont la meilleure compatibilité tissulaire avec l'homme doit encore être vérifiée. Plusieurs raisons, d’ordre éthique et sanitaires (risque de transmission au greffé de virus non détectés), empêchent le passage aux essais cliniques.

 
2.3. Les usages agroalimentaires

.  Bactéries et levures

Des bactéries génétiquement modifiées sont déjà autorisées en France et utilisées pour produire industriellement des enzymes à usage alimentaire (Bacillus subtilis pour produire de l’alpha-amylase utilisée dans la fabrication de la bière, de sirop de chocolat, de sirop de maltose... ou de l’alpha-acétolactate-décarboxylase utilisée pour la fabrication de la bière et des alcools...). Comme dans le cas des médicaments, la substance produite est extraite et purifiée, et l'OGM n'est pas présent dans l'aliment.

Le génie génétique pourrait également être utilisé pour améliorer les micro-organismes qui interviennent directement dans la fabrication de nombreux aliments et boissons fermentés : produits laitiers, pain, salaisons, boissons alcoolisées... Actuellement, ces ferments sont améliorés par des méthodes de sélection classiques. Des modifications de leur génome pourraient permettre d'augmenter l'expression de certains gènes utiles, de supprimer des synthèses indésirables, d'introduire des résistances à des virus ou de créer des souches cumulant des fonctions remplies par plusieurs espèces... Ces recherches demeurent encore au stade du laboratoire.

L'INRA réalise ainsi un certain nombre d'expérimentations sur les ferments lactiques, visant à accroître et régulariser leur croissance, à développer leur capacité à inhiber des bactéries indésirables, à augmenter la production d'arômes, ou à développer leur action probiotique, c'est-à-dire bénéfique à la santé. Des travaux sont également entrepris sur les levures oenologiques, pour obtenir par exemple une levure assurant seule les deux types de fermentation (alcoolique et malolactique) qui interviennent successivement au cours de la vinification.

.  Modification des plantes

Les modifications des plantes qui concernent directement les industries agro-alimentaires, le secteur de la distribution et les consommateurs, visent à améliorer les propriétés nutritionnelles, organoleptiques (sensorielles) ou technologiques des aliments.

Concernant la composition des aliments, les applications peuvent viser par exemple : la réduction de la teneur en composés naturels allergisants (protéine du riz); la meilleure adéquation aux besoins nutritionnels de l'homme (modification de la composition en acides gras de l'huile de colza), ou des animaux d'élevage (composition en acides aminés des protéines du grain de maïs), ou l'amélioration des qualités organoleptiques (surexpression d'arômes).

L'intérêt technique et économique de ces applications n'est toutefois pas toujours avéré. Le mélange de différentes huiles (colza et tournesol...) permet par exemple déjà d'obtenir les équilibres en acides gras souhaités. Pour les qualités gustatives, qui résultent d'un équilibre subtil entre de nombreux arômes, la surexpression de l'un de ces composés ne conduirait pas nécessairement à l'amélioration du goût.

D'autres applications visent une amélioration des qualités technologiques des produits, c'est-à-dire leur meilleure adéquation aux besoins de l'industrie de transformation ou de la distribution.

L'exemple le plus connu est la conservation prolongée des fruits, obtenue en inhibant la synthèse d'une enzyme responsable de la dégradation des parois cellulaires dans le fruit mûr. Cette propriété améliore les conditions de transport et le stockage des fruits ; elle permet aussi une récolte à un stade de maturité plus avancé, favorable au goût. La première plante transgénique mise sur le marché a été, en 1994 aux États-Unis, une tomate de ce type. Une autre variété transgénique est utilisée actuellement pour la fabrication de purée de tomate en conserve (le succès de ce produit tient surtout à son bas prix). L'INRA expérimente cette conservation prolongée sur le melon.
 

2.4. Les applications agronomiques

.  Modification des conditions de culture des plantes

L'amélioration génétique des performances agronomiques et de la qualité des produits était obtenue jusqu'à présent par croisement entre individus présentant des caractères différents et sélection des descendants les plus performants.

Le génie génétique permet d'ajouter à une variété déjà performante, un caractère intéressant nouveau. L'intérêt réside dans la possibilité d'utiliser des caractères présents chez des organismes que l'on ne peut croiser avec l'espèce à améliorer, et dans la rapidité et la précision de la modification. Le génie génétique ne remplace pas les techniques précédentes : il fournit au sélectionneur un outil supplémentaire, pour créer des individus qui pourront être réintégrés dans des schémas de sélection classiques. De plus, ces transferts de gènes ne concernent pour l'instant que des caractéristiques déterminées par un seul gène ou un petit nombre de gènes, alors que la plupart des caractéristiques intéressant la production sont sous la dépendance d'un grand nombre de gènes.

Ces modifications des caractéristiques agronomiques intéressent surtout les agriculteurs ; pour le consommateur et le citoyen, leur intérêt pourrait être une baisse des coûts de production, ou une réduction des traitements phytosanitaires au cours de la production.

Les applications les plus nombreuses et les plus avancées concernent l'introduction dans diverses espèces cultivées de résistances à des ravageurs ou à des herbicides.

Rendre des cultures résistantes ou tolérantes à des attaques d'insectes ou de maladies doit permettre de limiter les traitements pesticides ou de lutter contre les maladies que l'on ne sait pas traiter actuellement. Dans le cas d'une résistance à un insecte par exemple, le principe consiste à faire synthétiser par la plante elle-même une protéine toxique uniquement pour l'insecte. De telles molécules ont été découvertes chez la bactérie du sol Bacillus thuringiensis (Bt), dont les différentes souches produisent des substances toxiques pour des insectes particuliers ; ces propriétés des Bt sont d'ailleurs utilisées en lutte biologique depuis plusieurs décennies. Le maïs Bt résistant à la pyrale, qui vient de recevoir une autorisation de mise en culture en France, a été obtenu de cette façon.

Des moyens d'induire des résistances aux virus (contre lesquels il n'existe pas de traitement chimique) sont également recherchés, chez la vigne par exemple. L'une des approches consiste à transférer à la plante des fragments de matériel génétique viral, qui perturbe la multiplication du virus. L'INRA étudie l'intérêt et les conséquences de ce type de démarche.

j'usqu'à présent le désherbage se fait en plusieurs passages avec des herbicides qui ne détruisent pas toujours la totalité des mauvaises herbes. Des plantes résistantes à un herbicide permettent d'utiliser un herbicide dit “total” qui détruit normalement tous les végétaux. Seules ceux qui ont été génétiquement transformées ne sont pas atteints. L'agriculteur peut donc espérer réduire ses interventions de désherbage. De plus certains herbicides totaux ont été choisis pour développer ce procédé en raison de leur impact plus faible sur l'environnement que celui des herbicides classiquement utilisés. Ces applications n'ont pas obtenu pour l'instant d'autorisation de mise en culture en France. Par exemple pour le colza il faut poursuivre les études de risque de dissémination du transgène par croisement avec les espèces sauvages apparentées, ce qui rendrait ces dernières résistantes à l'herbicide, avant d'autoriser éventuellement la mise en marché de semences de ces variétés.

L'introduction de gènes de résistance à des conditions difficiles (sécheresse, froid, salinité...) est également un objectif poursuivi.

La production de certaines semences hybrides pourrait aussi bénéficier de la transgénèse. En effet chez le maïs, par exemple, il est nécessaire de couper les organes pollinisateurs pour obtenir le croisement qui donnera la semence hybride. La transgénèse permet d'obtenir des plantes ne produisant pas de pollen viable et ne nécessitant donc pas cette “castration”. Elle donne aussi un moyen nouveau (d'autres existent déjà) de réaliser des hybrides chez des plantes impossibles à castrer.

Les conditions de culture pourraient être améliorées en agissant sur les microorganismes du sol, notamment ceux qui vivent en association avec les plantes cultivées. La transgenèse pourrait être utilisée pour modifier ces microorganismes, ou pour faire synthétiser par les racines de la plante des substances favorisant leur développement.

. Amélioration génétique des animaux d'élevage

Comme chez les végétaux, le génie génétique pourrait constituer un moyen d'introduction rapide d'un caractère intéressant, éventuellement introuvable au sein de l'espèce, dans une race animale déjà performante. L'objectif pourrait être la production d'individus à réintroduire dans les schémas de sélection classiques.

Chez les mammifères et les oiseaux, le coût actuel de la transgenèse la réserve plutôt à des applications pharmaceutiques (produits à haute valeur ajoutée). L'élevage à but commercial d'animaux transgéniques aux performances de production améliorées n'est pas envisagé à court terme.

Toutefois, des applications zootechniques sont explorées à l'INRA, comme la résistance à des agents pathogènes (virus notamment) ou l'amélioration de la qualité nutritionnelle des produits ("maternisation" du lait de vache destiné aux nourrissons en particulier).

Chez les poissons, plusieurs OGM expérimentaux sont déjà disponibles. Pour lutter contre la septicémie hémorragique virale des truites arc-en-ciel, l'INRA a créé des lignées transgéniques dont la résistance à la maladie va être prochainement testée.

La probabilité d'apparition naturelle (au hasard d'une mutation spontanée) d'un individu résistant est très faible, et ne peut donc toujours être mise en évidence au cours d'expérimentations. Toutefois, on sait que l'utilisation d'un traitement à une large échelle et sur une période longue conduit très souvent à la sélection d'individus résistants. En médecine, l'apparition de souches microbiennes non sensibles aux antibiotiques est bien connue. Dans le domaine agricole, l'emploi généralisé d'un désherbant sélectif du maïs, l'atrazine, a abouti à l'apparition de résistances chez des adventices appartenant à différentes familles botaniques.

Plus le procédé de lutte est utilisé, plus la pression de sélection est intense : l'individu résistant qui apparaît est très avantagé, il se multiplie rapidement et la résistance se diffuse largement. Une stratégie visant à limiter cette expansion consiste à laisser autour des champs traités des zones non traitées, où les individus résistants ne possèdent pas d'avantage et entrent en concurrence avec des populations de ravageurs non résistants.

Comme toutes les innovations technologiques, les applications du génie génétique doivent faire l'objet d'une évaluation et d'un suivi rigoureux, d'autant plus qu'elles concernent, dans le champ de compétence de l'INRA, l'alimentation, les pratiques agricoles et l'environnement.

Certains risques (toxicité alimentaire, apparition de résistances chez les ravageurs combattus, etc.), ne sont pas spécifiques aux OGM. On disposait de connaissances déjà acquises dans des situations comparables et utilisables dans le cas des OGM. En revanche, les OGM font également apparaître des risques inédits, liés par exemple à la dissémination éventuelle du transgène, c'est-à-dire à son passage incontrôlé chez d'autres espèces.

3. 1. Impacts éventuels sur la santé

Il s'agit d'envisager les conséquences qui pourraient être liées à l'ingestion d'OGM ou de produits issus d'OGM : présence d'une substance indésirable dans l'aliment et transfert éventuel du transgène à la microflore du tube digestif.

La nature et la probabilité d'occurence du risque sont fonction des caractéristiques de l'OGM et de son mode d'utilisation ; ils ne peuvent donc être évalués précisément qu'au cas par cas.

. Présence d'une substance toxique ou allergène dans l'aliment

Une substance toxique ou allergène (non présente dans l'aliment "traditionnel") pourrait être la protéine codée par le gène d'intérêt ou par un gène marqueur associé, ou encore par des fragments d'ADN transférés involontairement dans la construction génique. Le risque le plus difficile à repérer est l'allergénicité : l'analyse des caractéristiques chimiques de la protéine, et sa comparaison avec les allergènes connus fournissent des indications, mais pas de certitudes. Quel que soit le mode d'obtention de l'aliment (OGM ou non), il n'existe pas actuellement de modèles animaux permettant de détecter le caractère allergène pour l'homme, mais des tests au laboratoire donnent des éléments d'évaluation de la probabilité d'allergénicité.

Une modification du métabolisme de l'OGM, induite par la propriété nouvelle, pourrait provoquer la présence de substances toxiques : la plante résistante à un herbicide peut accumuler dans ses tissus l'herbicide lui-même ou un produit de sa dégradation, dont il convient de s'assurer lors de l'homologation qu'ils sont sans danger pour le consommateur du produit final.

. Transfert du transgène à la flore digestive

Il se produit des échanges spontanés de matériel génétique entre les microorganismes de la flore digestive humaine. Il est donc important d'évaluer a priori la probabilité d'échanges entre cette flore autochtone et des microorganismes qui auraient été modifiés, utilisés dans la fabrication des aliments et ingérés vivants (ferments des yaourts par exemple...).

Les essais réalisés à l'INRA sur des bactéries non transgéniques montrent qu'en fait ces échanges sont extrêmement rares, les microorganismes étrangers étant éliminés très rapidement par la flore en place. Toutefois, des bactéries ingérées peuvent s'implanter durablement si elles se trouvent avantagées par des conditions particulières. Chez un individu sous traitement antibiotique, des bactéries rendues résistantes à l'antibiotique pourraient ainsi survivre, se développer et transmettre leur transgène. Cette question se pose donc lorsqu'une résistance à un antibiotique est utilisée comme gène marqueur chez un microorganisme.

Devant ces problèmes, l'INRA a mis au point des techniques permettant, une fois l'insertion du transgène vérifiée, l'élimination du marqueur “résistance à un antibiotique” associé et du plasmide utilisé comme vecteur. L'OGM ne comporte plus que le gène d'intérêt, et celui-ci n'est pas plus instable que tout autre gène du chromosome bactérien. Étant donné l'existence de ces techniques, les scientifiques s'accordent pour exclure l'utilisation de marqueurs antibiotiques dans des microorganismes qui seraient destinés à une utilisation alimentaire.

Certaines plantes transgéniques proposées étant destinées (en totalité ou pour certains de leurs sous-produits) à l'alimentation animale, les risques sanitaires doivent également être évalués chez les animaux domestiques, vis-à-vis de leur santé propre, et de celle de l'homme qui les consommera.

3.2. Impacts sur l'agriculture et l'environnement

La dissémination d'OGM dans l'environnement pourrait perturber les équilibres écologiques en général. La nature et l'importance des risques dépendent des caractéristiques biologiques de l'OGM et de son environnement ; elles doivent donc être, là encore, examinées au cas par cas. Il en est de même pour l'identification des précautions à respecter lors de la création de l'OGM ou de son utilisation, pour éliminer ou réduire certains de ces problèmes.

. Persistance et dissémination de l'OGM dans le milieu

L'accumulation au fil des ans, dans une même parcelle, de repousses de plusieurs cultures résistantes à des herbicides différents, poserait des problèmes de désherbage à l'exploitant. La dispersion des graines, et surtout du pollen transgénique (capable de féconder des variétés non transgéniques de la même espèce) étendrait en fait le problème aux parcelles des agriculteurs voisins.

Dans le cadre d'une collaboration avec quatre instituts techniques agricoles, l'INRA effectue depuis plusieurs années des mesures de la dispersion du pollen chez plusieurs espèces, notamment le colza. Ce type d'étude devrait permettre de définir des distances minimales entre parcelles à respecter pour limiter ces risques. Ce problème se pose déjà pour des cultures non transgéniques, entre variétés à usages alimentaire et industriel. L'Institut étudie actuellement l'utilisation des approches modernes de biologie florale pour réduire les risques potentiels de dissémination : exploitation de la stérilité mâle (absence de pollen fertile), décalage de maturité des sexes empéchant la fécondation...

La même question se pose pour les poissons : des individus transgéniques s'échappant d'élevages pourraient se développer dans les rivières et se croiser avec des populations sauvages. Des lignées disposant d'un avantage écologique comme une capacité de croissance et de reproduction accrue, ou une résistance au froid pourraient présenter une capacité d'expansion importante. La solution étudiée par l'INRA serait d'assurer la stérilité totale des individus destinés à la consommation, et le maintien en conditions confinées strictes des reproducteurs.

Dans le cas du sol, les essais réalisés avec des micro-organismes non modifiés, pour renforcer les associations bénéfiques naturelles entre bactéries et plantes cultivées, ont montré que la capacité de survie des microorganismes introduits est faible, et leur mobilité extrêmement réduite. Ces résultats, obtenus notamment à l'INRA, signifient que les chances de succès de telles opérations sont limitées ; ils indiquent aussi que les risques d'expansion suite à une réussite "locale" sont minimes, mais nécessitent un suivi rigoureux.

. Passage du transgène à d'autres espèces

Chez les plantes à fleurs, la dissémination du transgène à une autre espèce passerait par la reproduction sexuée, c'est-à-dire par l'hybridation entre la plante cultivée transgénique et des espèces sauvages apparentées.

Il est évident que si la résistance à un herbicide devait passer à des espèces adventices des cultures, ces mauvaises herbes feraient perdre tout intérêt au couple culture résistante-herbicide. Cette hypothèse est prise très au sérieux dans le cas du colza, qui peut s'hybrider avec des espèces sauvages proches (ravenelle, navette...). L'INRA a ainsi vérifié l'existence de croisements spontanés avec la ravenelle. Cette question du passage du transgène à des adventices via le pollen se pose également pour la betterave. En revanche, elle n'existe pas pour le maïs ou le soja, qui en Europe occidentale ne peuvent s'hybrider avec aucune autre espèce. Lorsque le risque d'intercroisement existe, la solution consisterait, comme précédemment, à rendre impossible la pollinisation.

Enfin, le passage des mêmes transgènes d'une plante à une autre par l'intermédiaire d'une bactérie sauvage de type Agrobacterium, ou d'un microorganisme vivant en association avec différentes espèces végétales a été évoqué. Rien ne permet actuellement d'étayer cette hypothèse. On ne peut toutefois l'exclure totalement, et des études sont menées sur ce sujet.

. Sélection de résistances

Comme tout moyen de lutte chimique, les méthodes utilisant le génie génétique sont susceptibles d'être contournées par l'espèce ciblée. L'emploi à grande échelle de plantes transgéniques pourrait ainsi induire l'apparition d'une résistance de la pyrale à la toxine introduite chez le maïs Bt, ou de résistances des adventices (par une autre voie que l'acquisition du transgène) à l'herbicide utilisé sur une plante transgénique...

L'INRA met en place un protocole de surveillance de la pyrale et de son acquisition éventuelle d'une résistance à la toxine du maïs Bt.

L'apparition de telles résistances rendent bien sûr le traitement inefficace. Elles peuvent également remettre en question les autres utilisations des substances incriminées (emploi des souches de Bt en lutte biologique par exemple, caractère "total" des quelques herbicides peu toxiques dont on dispose).


. Perturbations des équilibres entre populations d'insectes

La résistance à un ravageur acquise par une plante grâce à la transgénèse est susceptible de favoriser la pullulation d'un autre ravageur, qui n'aurait plus de compétiteur. Le problème ne serait alors que déplacé d'une espèce sur une autre. Ceci est vrai pour tout moyen de lutte efficace contre un ravageur ou un parasite.

Plus globalement, la résistance d'une plante à un insecte est susceptible de perturber les équilibres entre populations de différentes espèces, et d'agir, directement (toxicité) ou indirectement, sur les insectes utiles, auxiliaires des cultures.

L'INRA teste actuellement les effets des substances synthétisées par des colzas transgéniques résistants à des insectes sur la longévité et le comportement des abeilles. Ces essais permettent d'évaluer les risques pour cet insecte particulièrement utile (pollinisation et production de miel), mais aussi de mettre au point des protocoles expérimentaux de portée plus générale. Les résultats obtenus montrent que les doses nécessaires pour qu'apparaisse une réduction de la durée de vie des abeilles sont nettement supérieures à celles produites par les cultures de colzas.

Enfin, certains craignent que le développement des OGM accentue un phénomène apparu avec la généralisation des organismes sélectionnés : l'utilisation d'un nombre relativement restreint de variétés, qui induit une baisse de la diversité génétique à long terme, et une fragilité des systèmes vis-à-vis des ravageurs, et de toute perturbation non prévue.

L'utilisation des applications du génie génétique s'inscrit dans un débat dont les composantes sont d'ordre réglementaire, social, culturel et économique.

4. 1.  Evaluations et autorisations

Comme tous les pays industrialisés, la France s'est dotée de procédures d'évaluation (a priori) des risques liés à l'emploi des OGM. Les autorisations de création, d'expérimentation et de mise en marché des OGM ne peuvent être délivrées qu'après avis favorable des commissions chargées d'évaluer les risques, OGM par OGM. Ces procédures nationales sont harmonisées avec celles mises en place à l'échelle européenne.

En France, toute création ou utilisation d'OGM expérimental, avant mise en marché, est soumise à une demande d'autorisation auprès de la Commission du génie génétique (CGG), qui détermine les conditions de manipulation des OGM en laboratoire (situation de confinement), puis de la Commission du génie biomoléculaire (CGB), qui définit et contrôle les conditions d'expérimentation en conditions naturelles, hors-serre par exemple pour des plantes (disséminations volontaires). Toutes les recherches menées à l'INRA sont bien sûr soumises à ces contrôles.

La CGB est ensuite chargée d'examiner les demandes d'autorisations de mise en marché déposées par les obtenteurs d'OGM. D'autres organismes ont également à se prononcer à ce stade : pour les plantes, il s'agit du CTPS (Comité technique permanent de la sélection végétale), qui gère le catalogue officiel des variétés autorisées en France, et de la Commission des toxiques, lorsqu'un produit de traitement (herbicide...) est associé à l'OGM.

Les avis de la CGB et des instances nationales des autres pays sont transmis à la Commission européenne qui consulte l'ensemble des états membres et soumet les dossiers à des Comités scientifiques européens (rattachés à la Direction générale chargée de la Politique des consommateurs et de la protection de leur santé). A l'issue de ces consultations, la Commission peut délivrer une autorisation européenne de mise en marché. Chaque membre de l'Union reste libre d'autoriser ou non la culture des OGM sur son territoire, mais il ne peut en interdire les importations sans entrer en conflit avec l'Organisation mondiale du commerce (OMC).

En France, les autorisations de mise en culture ne sont accordées qu'à titre provisoire, et elles s'accompagnent d'une obligation de suivi (a posteriori) des effets de ces utilisations. Un réseau de biovigilance est ainsi prévu par les pouvoirs publics.

4. 2 . Propriété industrielle des OGM

Il y a quelques années déjà, le génie génétique a posé la question de la brevetabilité du vivant : un brevet peut-il porter sur des gènes identifiés, des constructions géniques ou des organismes modifiés ? Les OGM soulèveront probablement de très importantes questions de propriété industrielle et de disponibilité du matériel biologique pour les sélectionneurs.

Le dispositif de propriété industrielle retenu pour les OGM doit permettre d'équilibrer la nécessaire protection des investisseurs et la circulation des informations scientifiques et techniques. Il devra aussi préserver un droit reconnu actuellement pour les variétés végétales classiques, le "privilège de l'agriculteur" qui l'autorise à reproduire une plante, sous réserve qu'il ne la diffuse pas en dehors de son exploitation.

La création d'OGM, qui exige des investissements de Recherche & Développement importants, est entreprise principalement par quelques grandes firmes des secteurs agro-chimique et semencier. Si cette tendance devait se confirmer, l'utilisation des OGM modifierait sensiblement les relations entre les différents acteurs des filières agricoles. Une prospective conduite à l'INRA montre qu'une hypothèse d'évolution, dans le cas d'une utilisation importante des OGM, est le risque d'exclusion du marché de la création variétale des sélectionneurs n'appartenant pas aux groupes industriels détenteurs des transgènes.

Elle pourrait notamment placer les agriculteurs dans une situation de dépendance accrue vis-à-vis des quelques grands groupes, qui leur vendraient à la fois les semences des plantes transgéniques et les produits de traitement adaptés à ces plantes.

Les transformateurs qui adapteraient leurs procédés de fabrication aux caractéristiques d'un OGM réduiraient probablement leurs possibilités de diversifier leurs approvisionnements.

4.  3.  Consommateurs, marché et OGM

Les débats suscités par l'arrivée sur le marché alimentaire des premières plantes transgéniques ont mis en évidence les réticences des consommateurs européens.

L'Eurobaromètre, enquête périodique qui étudie les opinions des consommateurs européens face aux OGM, a confirmé leurs réticences. Dans l'étude de 1997, celles-ci apparaissent moins liées aux risques potentiels pour leur santé, qu'à un jugement critique concernant la pertinence sociale et la valeur "morale" des innovations proposées. L'INRA suit avec attention ces études.

. La libre circulation des OGM

La culture des OGM s'est déjà développée dans certains pays : en 1997, les Etats-Unis ont cultivé environ 3,2 millions d'hectares de maïs transgénique (soit l'équivalent de la totalité des surfaces de maïs en France). Des produits transgéniques (maïs, soja, tomate...) sont donc présents sur les marchés internationaux.

Les règles de libre circulation des marchandises, garanties par l'OMC, imposent à tout pays qui souhaite refuser l'importation d'un produit de faire la preuve de sa nocivité pour la santé des consommateurs. Cette preuve ne peut être fournie actuellement pour les OGM existants. L'étiquetage obligatoire de l'origine transgénique des produits constitue-t-il la meilleure solution pour le consommateur ?

. Etiquetage et traçabilité

Concernant l'obligation d'étiquetage, deux positions s'affrontent. La première, défendue notamment par les Etats-Unis, est que l'étiquetage est inutile, puisque l'autorisation de mise sur le marché garantit l'innocuité du produit ; mentionner la présence d'OGM laisserait alors penser que le produit peut malgré tout comporter un danger, et pourrait donc induire une discrimination à son encontre. La seconde position consiste à juger que la consommation d'OGM relève du choix des individus, qui doivent donc disposer d'une information complète et systématique.

Concernant la nature des informations, certains estiment que tout recours à un OGM doit être signalé. D'autres, et notamment la Commission européenne, défendent l'idée que la mention est inutile si le produit dérivé d'un OGM est en tout point identique au produit traditionnel. Par exemple une huile issue de colza transformé ne contient que des lipides. On n'y trouve plus ni le gène introduit ni la protéine qu'il code. Cette option est celle retenue par la directive européenne "Nouveaux aliments".

La possibilité de signaler l'utilisation d'un OGM ou au contraire de garantir son absence totale dans l'obtention d'un aliment nécessite la mise en place de dispositifs de traçabilité des OGM. Dans la pratique, ce suivi impose une séparation totale des filières OGM et des filières non OGM, à partir de la production (semences, parcelles cultivées), et à toutes les étapes du stockage, du transport, de la transformation et de la distribution des produits. Il implique également la mise au point et le développement d'outils de contrôle. L'INRA participe à l'élaboration de méthodes de détection des transgènes dans les aliments frais et transformés.

L'INRA est profondément attaché à fournir au public les informations qui lui permettront d'évaluer sur des bases documentées les conséquences de l'utilisation des OGM, aussi bien pour l'environnement et la santé que pour l'activité économique. Cette volonté de transparence se traduit par la participation de ses chercheurs à de très nombreux débats, conférences et manifestations organisés par divers acteurs sociaux ou à l'initiative de l'Institut, ainsi que par la diffusion de documents.

Il est en particulier indispensable d'évaluer chaque OGM au cas par cas, de mettre en oeuvre toutes les recherches nécessaires à cette évaluation et de proposer les méthodologies nécessaires à la biovigilance.

Une large information sur les OGM, une prise en compte renforcée des préoccupations socio-économiques par la recherche, une action suivie d'expertise, telles sont les bases du dialogue que l'INRA entend développer avec le public.