How CRISPR lets us edit our DNA | Jennifer Doudna

Traducteur: Thibaud Thevenet Relecteur: Rania Nakhli

A few years ago,

Il y a quelques années,

with my colleague, Emmanuelle Charpentier,

avec ma collègue, Emmanuelle Charpentier,

I invented a new technology for editing genomes.

j'ai inventé une nouvelle technologie, capable de modifier le génome :

It's called CRISPR-Cas9.

CRISPR-Cas9.

The CRISPR technology allows scientists to make changes

Cette technologie permet aux scientifiques de réaliser des changements

to the DNA in cells

dans l'ADN des cellules

that could allow us to cure genetic disease.

qui permettraient de traiter les maladies génétiques.

You might be interested to know

Vous seriez surpris d'apprendre

that the CRISPR technology came about through a basic research project

que la technologie CRISPR est apparue lors d'un projet de recherche

that was aimed at discovering how bacteria fight viral infections.

visant à découvrir comment les bactéries luttent contre les infections virales.

Bacteria have to deal with viruses in their environment,

Les bactéries font face à des virus dans leur environnement,

and we can think about a viral infection like a ticking time bomb --

on peut s'imaginer une infection virale comme une bombe à retardement :

a bacterium has only a few minutes to defuse the bomb

la bactérie n'a que quelques minutes pour désamorcer la bombe

before it gets destroyed.

avant d'être détruite.

So, many bacteria have in their cells an adaptive immune system called CRISPR,

Beaucoup de bactéries ont un système adaptatif de défense, appelé CRISPR,

that allows them to detect viral DNA and destroy it.

qui leur permet de détecter un ADN viral, et de le détruire.

Part of the CRISPR system is a protein called Cas9,

Une partie du système CRISPR est une protéine appelée Cas9,

that's able to seek out, cut and eventually degrade viral DNA

capable de chercher, couper, et éventuellement, casser l'ADN viral,

in a specific way.

d'une façon particulière.

And it was through our research

Et c'est lors de nos recherches

to understand the activity of this protein, Cas9,

pour comprendre l'activité de cette protéine, Cas9,

that we realized that we could harness its function

que nous avons pris conscience du pouvoir de cette fonction

as a genetic engineering technology --

comme technologie pour la génétique --

a way for scientists to delete or insert specific bits of DNA into cells

un moyen pour les scientifiques d'insérer ou de supprimer des morceaux d'ADN

with incredible precision --

avec une incroyable précision --

that would offer opportunities

qui permettrait

to do things that really haven't been possible in the past.

de réaliser des choses qui était jusque-là impossibles.

The CRISPR technology has already been used

La technologie CRISPR a déjà été utilisée

to change the DNA in the cells of mice and monkeys,

pour modifier l'ADN dans des cellules de souris, de singes,

other organisms as well.

et d'autres organismes bien entendu.

Chinese scientists showed recently

Des scientifiques chinois ont montré

that they could even use the CRISPR technology

qu'ils pouvaient même utiliser l'outil CRISPR

to change genes in human embryos.

pour modifier des gènes d'embryons humains.

And scientists in Philadelphia showed they could use CRISPR

Des scientifiques de Philadelphie ont utilisé cette technologie

to remove the DNA of an integrated HIV virus

pour supprimer l'ADN d'un virus VIH

from infected human cells.

infectant des cellules humaines.

The opportunity to do this kind of genome editing

Ces nouvelles possibilités concernant la modification du génome

also raises various ethical issues that we have to consider,

soulèvent aussi des problèmes éthiques, que nous devons considérer,

because this technology can be employed not only in adult cells,

car cette technologie n'est pas applicable qu'aux cellules adultes,

but also in the embryos of organisms,

mais aussi aux embryons des organismes,

including our own species.

notamment notre propre espèce.

And so, together with my colleagues,

C'est pourquoi, avec mes collègues,

I've called for a global conversation about the technology that I co-invented,

j'ai appelé à une réflexion globale, sur cette technologie que j'ai co-inventée

so that we can consider all of the ethical and societal implications

afin de considérer toutes les implications éthiques et sociétales

of a technology like this.

d'une technologie comme celle-ci.

What I want to do now is tell you what the CRISPR technology is,

Je veux maintenant vous présenter ce qu'est la technologie CRISPR,

what it can do,

ce qu'elle peut faire,

where we are today

où nous en sommes

and why I think we need to take a prudent path forward

et pourquoi je pense qu'il faut avancer avec prudence

in the way that we employ this technology.

dans l'emploi de cette technologie.

When viruses infect a cell, they inject their DNA.

Quand les virus infectent une cellule, ils injectent leur ADN.

And in a bacterium,

Et dans une bactérie,

the CRISPR system allows that DNA to be plucked out of the virus,

le système CRISPR permet à l'ADN d'être arraché du virus,

and inserted in little bits into the chromosome --

et inséré en petits morceaux dans le chromosome --

the DNA of the bacterium.

l'ADN de la bactérie.

And these integrated bits of viral DNA get inserted at a site called CRISPR.

Et ces morceaux d'ADN viral sont insérés à un endroit appelé CRISPR :

CRISPR stands for clustered regularly interspaced short palindromic repeats.

courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées.

(Laughter)

(Rires)

A big mouthful -- you can see why we use the acronym CRISPR.

Un long terme, vous comprenez pourquoi nous utilisons l'acronyme CRISPR.

It's a mechanism that allows cells to record, over time,

Ce mécanisme permet aux cellules d'enregistrer au cours du temps,

the viruses they have been exposed to.

les virus auxquels elles ont été exposées.

And importantly, those bits of DNA are passed on to the cells' progeny,

Et surtout, ces morceaux d'ADN sont transmis aux cellules filles,

so cells are protected from viruses not only in one generation,

les cellules sont donc protégées des virus non pas sur une seule génération,

but over many generations of cells.

mais sur plusieurs générations.

This allows the cells to keep a record of infection,

Cela permet aux cellules de garder un enregistrement des infections,

and as my colleague, Blake Wiedenheft, likes to say,

et comme mon collègue Blake Wiedenheft aime le dire,

the CRISPR locus is effectively a genetic vaccination card in cells.

l'emplacement du CRISPR est véritablement un carnet de vaccination des cellules.

Once those bits of DNA have been inserted into the bacterial chromosome,

Une fois que ces morceaux d'ADN ont été insérés dans le chromosome de la bactérie,

the cell then makes a little copy of a molecule called RNA,

la cellule fait ensuite une copie d'une molécule appelée ARN,

which is orange in this picture,

en orange sur cette image,

that is an exact replicate of the viral DNA.

qui est une réplique exacte de l'ADN viral.

RNA is a chemical cousin of DNA,

L'ARN est un cousin chimique de l'ADN,

and it allows interaction with DNA molecules

et il permet une interaction avec les molécules d'ADN

that have a matching sequence.

qui ont une séquence commune.

So those little bits of RNA from the CRISPR locus

Ces petits morceaux d'ARN provenant du CRISPR

associate -- they bind -- to protein called Cas9,

s'associent --se lient-- en une protéine appelée Cas9,

which is white in the picture,

en blanc sur cette image,

and form a complex that functions like a sentinel in the cell.

et forment une unité qui agit comme une sentinelle dans la cellule.

It searches through all of the DNA in the cell,

Elle surveille tout l'ADN de la cellule,

to find sites that match the sequences in the bound RNAs.

pour trouver des emplacements correspondant aux séquences liées à l'ARN.

And when those sites are found --

Et quand ces lieux sont trouvés --

as you can see here, the blue molecule is DNA --

comme vous le voyez ici l'ADN est ici la molécule en bleu,

this complex associates with that DNA

cet ensemble s'associe à l'ADN

and allows the Cas9 cleaver to cut up the viral DNA.

et permet à l'outil Cas9 de couper l'ADN viral.

It makes a very precise break.

Cela réalise une coupure très précise.

So we can think of the Cas9 RNA sentinel complex

On peut donc s'imaginer le système sentinelle Cas9 ARN

like a pair of scissors that can cut DNA --

comme une paire de ciseaux qui coupent l'ADN --

it makes a double-stranded break in the DNA helix.

réalisant une coupure dans les 2 brins de l'hélice de l'ADN.

And importantly, this complex is programmable,

Et surtout, cet ensemble est programmable,

so it can be programmed to recognize particular DNA sequences,

il peut donc être programmé pour détecter une séquence d'ADN particulière,

and make a break in the DNA at that site.

et réaliser une coupure à cet endroit.

As I'm going to tell you now,

Ce que je veux aussi vous dire,

we recognized that that activity could be harnessed for genome engineering,

nous sommes conscients que cette activité peut être utilisée en génétique

to allow cells to make a very precise change to the DNA

pour permettre à des cellules de réaliser des modifications très précises dans l'ADN

at the site where this break was introduced.

à l'endroit même où la coupure a été créée.

That's sort of analogous

On peut la comparer

to the way that we use a word-processing program

à un logiciel de traitement de texte

to fix a typo in a document.

utilisé pour corriger une faute de frappe.

The reason we envisioned using the CRISPR system for genome engineering

La raison pour laquelle nous envisageons d'utiliser le système CRISPR en génétique

is because cells have the ability to detect broken DNA

est sa capacité à détecter l'ADN cassé

and repair it.

et à le réparer.

So when a plant or an animal cell detects a double-stranded break in its DNA,

Quand une cellule animale ou végétale détecte une rupture dans son ADN,

it can fix that break,

elle peut réparer cette cassure

either by pasting together the ends of the broken DNA

soit en recollant les morceaux d'ADN

with a little, tiny change in the sequence of that position,

avec un léger changement de la séquence,

or it can repair the break by integrating a new piece of DNA at the site of the cut.

ou bien réparer la cassure en insérant un nouveau morceau d'ADN à cet endroit.

So if we have a way to introduce double-stranded breaks into DNA

Si l'on peut créer des coupures double brin sur l'ADN

at precise places,

à des endroits précis

we can trigger cells to repair those breaks,

on peut forcer la cellule à réparer ces coupures,

by either the disruption or incorporation of new genetic information.

soit en modifiant, soit en ajoutant de nouvelles informations génétiques.

So if we were able to program the CRISPR technology

Donc si nous sommes capables de programmer la technologie CRISPR

to make a break in DNA

à réaliser une coupure dans l'ADN

at the position at or near a mutation causing cystic fibrosis, for example,

à l'endroit même, où à coté d'une mutation causant une mucoviscidose, par exemple,

we could trigger cells to repair that mutation.

on peut forcer les cellules à réparer cette mutation.

Genome engineering is actually not new, it's been in development since the 1970s.

La génétique n'est pas nouvelle, elle est en plein essor depuis les années 70.

We've had technologies for sequencing DNA,

Nous avons eu des technologies pour séquencer l'ADN,

for copying DNA,

copier l'ADN,

and even for manipulating DNA.

et même le manipuler.

And these technologies were very promising,

Et ces technologies étaient très prometteuses,

but the problem was that they were either inefficient,

mais le problème était qu'elles étaient inefficaces,

or they were difficult enough to use

ou difficiles à utiliser,

that most scientists had not adopted them for use in their own laboratories,

si bien que les scientifiques ne les ont pas adoptées dans leurs laboratoires

or certainly for many clinical applications.

ni pour des applications cliniques.

So, the opportunity to take a technology like CRISPR and utilize it has appeal,

L'occasion d'utiliser la technologie CRISPR est encouragée

because of its relative simplicity.

par sa relative simplicité.

We can think of older genome engineering technologies

On peut comparer les anciennes technologies de la génétique

as similar to having to rewire your computer

comme un recâblage de votre ordinateur

each time you want to run a new piece of software,

à chaque fois que vous voulez exécuter un nouveau logiciel,

whereas the CRISPR technology is like software for the genome,

alors que la technologie CRISPR est comme un logiciel pour le génome,

we can program it easily, using these little bits of RNA.

on peut la programmer facilement, grâce à ces petits morceaux d'ARN.

So once a double-stranded break is made in DNA,

Une fois que la coupure double brin est faite dans l'ADN,

we can induce repair,

on peut provoquer la réparation,

and thereby potentially achieve astounding things,

et ainsi, potentiellement réaliser des choses stupéfiantes,

like being able to correct mutations that cause sickle cell anemia

comme corriger les mutations à l'origine de l'anémie à mutation falciforme,

or cause Huntington's Disease.

ou de la maladie d'Huntington.

I actually think that the first applications of the CRISPR technology

Je suis persuadée que la première application de la technologie CRISPR

are going to happen in the blood,

aura lieu dans le sang,

where it's relatively easier to deliver this tool into cells,

où il est plus facile de délivrer cet outil dans les cellules,

compared to solid tissues.

comparé aux tissus solides.

Right now, a lot of the work that's going on

En ce moment, beaucoup du travail mené

applies to animal models of human disease, such as mice.

est réalisé sur des modèles animaux des maladies humaines, comme les souris.

The technology is being used to make very precise changes

Cette technologie est utilisée pour réaliser des changements précis

that allow us to study the way that these changes in the cell's DNA

qui nous permettent d'étudier la manière dont ces changements dans l'ADN cellulaire

affect either a tissue or, in this case, an entire organism.

affectent le tissu, ou, dans ce cas, l'organisme entier.

Now in this example,

Dans cet exemple,

the CRISPR technology was used to disrupt a gene

la technologie CRISPR a été utilisée pour perturber un gène,

by making a tiny change in the DNA

grâce à un minuscule changement dans l'ADN

in a gene that is responsible for the black coat color of these mice.

d'un gène responsable du pelage noir de ces souris.

Imagine that these white mice differ from their pigmented litter-mates

Dites-vous bien que les souris blanches ne diffèrent de leurs voisines

by just a tiny change at one gene in the entire genome,

que d'un seul minuscule changement d'un seul gène de leur génome entier,

and they're otherwise completely normal.

qui est sinon totalement identique.

And when we sequence the DNA from these animals,

Et quand on séquence l'ADN de ces animaux,

we find that the change in the DNA

on se rend compte que le changement dans l'ADN

has occurred at exactly the place where we induced it,

s'est produit à l'endroit où on l'a induit,

using the CRISPR technology.

en utilisant la technologie CRISPR.

Additional experiments are going on in other animals

D'autres expériences ont lieu sur d'autres animaux

that are useful for creating models for human disease,

et sont utiles pour créer des modèles des maladies humaines,

such as monkeys.

comme chez les singes.

And here we find that we can use these systems

On découvre ici que l'on peut utiliser ces systèmes

to test the application of this technology in particular tissues,

pour tester l'application de cette technologie sur des tissus précis,

for example, figuring out how to deliver the CRISPR tool into cells.

par exemple, découvrir comment délivrer l'outil CRISPR dans les cellules.

We also want to understand better

Nous cherchons aussi à comprendre

how to control the way that DNA is repaired after it's cut,

comment contrôler la manière dont l'ADN est réparé après la coupure,

and also to figure out how to control and limit any kind of off-target,

et aussi, contrôler et limiter tout type de hors-sujet,

or unintended effects of using the technology.

ou effets indésirables de l'usage de cette technologie.

I think that we will see clinical application of this technology,

Je pense que nous verrons des applications cliniques de cette technologie,

certainly in adults,

probablement chez l'adulte,

within the next 10 years.

dans les 10 prochaines années.

I think that it's likely that we will see clinical trials

Nous verrons aussi probablement des essais cliniques

and possibly even approved therapies within that time,

et même des thérapies reconnues sur cette période,

which is a very exciting thing to think about.

ce qui est très excitant à imaginer !

And because of the excitement around this technology,

Et dû à cet enthousiasme autour de cette technologie,

there's a lot of interest in start-up companies

beaucoup de start-ups montrant un vif intérêt,

that have been founded to commercialize the CRISPR technology,

ont été fondées pour commercialiser la technologie CRISPR,

and lots of venture capitalists

et beaucoup d'investisseurs ont mis de l'argent dans ces entreprises.

that have been investing in these companies.

But we have to also consider

Mais nous devons aussi considérer

that the CRISPR technology can be used for things like enhancement.

que cette technologie peut être utilisée pour améliorer le corps par exemple.

Imagine that we could try to engineer humans

Imaginez que nous puissions concevoir des humains

that have enhanced properties, such as stronger bones,

avec des caractéristiques améliorées, comme des os plus résistants,

or less susceptibility to cardiovascular disease

ou une moins grande disposition aux maladies cardiovasculaires

or even to have properties

ou même avoir des propriétés

that we would consider maybe to be desirable,

que nous souhaitons peut-être pour être attrayants

like a different eye color or to be taller, things like that.

comme une couleur d'yeux différente, ou être plus grand, des choses comme ça.

"Designer humans," if you will.

« Concevoir » des humains, en quelque sorte.

Right now, the genetic information

En ce moment, l'information génétique

to understand what types of genes would give rise to these traits

pour comprendre quels types de gènes modifieraient ces caractéristiques

is mostly not known.

est globalement inconnue.

But it's important to know

Mais il faut savoir

that the CRISPR technology gives us a tool to make such changes,

que la technologie CRISPR nous donnera un outil pour réaliser de tels changements,

once that knowledge becomes available.

une fois que ce savoir sera disponible.

This raises a number of ethical questions that we have to carefully consider,

Cela soulève des questions éthiques, que nous devons considérer prudemment,

and this is why I and my colleagues have called for a global pause

et c'est pourquoi mes collègues et moi avons appelé pour une pause globale

in any clinical application of the CRISPR technology in human embryos,

de toute application clinique de l'outil CRISPR sur des embryons humains,

to give us time

pour avoir le temps

to really consider all of the various implications of doing so.

de vraiment considérer toutes les implications de ces travaux.

And actually, there is an important precedent for such a pause

Il y a eu un important antécédent d'une telle pause

from the 1970s,

dans les années 70,

when scientists got together

quand les scientifiques se sont réunis

to call for a moratorium on the use of molecular cloning,

pour réaliser un moratorium sur l'usage du clonage moléculaire,

until the safety of that technology could be tested carefully and validated.

jusqu'à ce que la sécurité de cette technologie puisse être testée et validée.

So, genome-engineered humans are not with us yet,

Ainsi, les humains génétiquement modifiés ne sont pas encore parmi nous,

but this is no longer science fiction.

mais ce n'est plus de la science-fiction.

Genome-engineered animals and plants are happening right now.

Des organismes modifiés chez les animaux et les plantes sont créés en ce moment.

And this puts in front of all of us a huge responsibility,

Et ceci nous place tous face à une énorme responsabilité.

to consider carefully both the unintended consequences

Pour considérer avec prudence les conséquences inattendues

as well as the intended impacts of a scientific breakthrough.

ainsi que les impacts souhaités de cette percée scientifique.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)

(Applause ends)

Bruno Giussani: Jennifer, this is a technology with huge consequences,

Bruno Giussiani: Jennifer, il s'agit là d'une technologie lourde de conséquences,

as you pointed out.

comme vous l'avez dit.

Your attitude about asking for a pause or a moratorium or a quarantine

Votre choix de demander une pause, ou moratorium, ou une quarantaine

is incredibly responsible.

est incroyablement responsable.

There are, of course, the therapeutic results of this,

Il y a, bien sûr, les résultats thérapeutiques,

but then there are the un-therapeutic ones

mais aussi les non-thérapeutiques

and they seem to be the ones gaining traction,

qui semblent gagner du terrain,

particularly in the media.

surtout dans les médias.

This is one of the latest issues of The Economist -- "Editing humanity."

Ceci est un des derniers articles de The Economist -- « Modifier l'Humanité ».

It's all about genetic enhancement, it's not about therapeutics.

Qui ne parle que d'amélioration génétique, et pas des traitements thérapeutiques.

What kind of reactions did you get back in March

Quel genre de réactions avez-vous eues en mars

from your colleagues in the science world,

de la part de vos collègues scientifiques,

when you asked or suggested

quand vous avez proposé

that we should actually pause this for a moment and think about it?

que nous devrions faire une pause et prendre le temps d'y réfléchir ?

Jennifer Doudna: My colleagues were actually, I think, delighted

Jennifer Doudna : Mes collègues étaient, je pense, enchantés

to have the opportunity to discuss this openly.

d'avoir l'occasion d'en discuter ouvertement.

It's interesting that as I talk to people,

Je suis toujours surprise, en parlant aux gens,

my scientific colleagues as well as others,

mes collègues scientifiques ou les autres,

there's a wide variety of viewpoints about this.

de la diversité des points de vue à ce sujet.

So clearly it's a topic that needs careful consideration and discussion.

C'est clairement un sujet qui demande une attention particulière.

BG: There's a big meeting happening in December

BG : Il y aura un grand meeting en décembre,

that you and your colleagues are calling,

demandé par vous et vos collègues,

together with the National Academy of Sciences and others,

et ensemble avec l'Académie Nationale des Sciences,

what do you hope will come out of the meeting, practically?

qu'attendez-vous concrètement de ceci ?

JD: Well, I hope that we can air the views

JD : Eh bien, nous pourrons entendre l'avis

of many different individuals and stakeholders

de plusieurs personnes, et parties prenantes

who want to think about how to use this technology responsibly.

qui veulent réfléchir à comment utiliser cette technologie de façon responsable.

It may not be possible to come up with a consensus point of view,

Nous n'en sortirons probablement pas avec un point de vue unanime,

but I think we should at least understand

mais nous pourrons au moins comprendre

what all the issues are as we go forward.

tous les problèmes que nous affronterons.

BG: Now, colleagues of yours,

BG : Vos collègues comme George Church par exemple, à Harvard, disent :

like George Church, for example, at Harvard,

they say, "Yeah, ethical issues basically are just a question of safety.

« Oui, les problèmes éthiques sont juste une question de sécurité.

We test and test and test again, in animals and in labs,

On teste encore et encore sur des animaux en labo,

and then once we feel it's safe enough, we move on to humans."

et quand cela semble assez sûr, on expérimente cela sur des humains. »

So that's kind of the other school of thought,

Ceci est une autre façon de penser,

that we should actually use this opportunity and really go for it.

recommandant de saisir cette opportunité.

Is there a possible split happening in the science community about this?

Est-il possible d'assister à une division scientifique sur la question ?

I mean, are we going to see some people holding back

J'entends, allons-nous voir certains refuser

because they have ethical concerns,

pour des raisons éthiques,

and some others just going forward

et d'autres continuer

because some countries under-regulate or don't regulate at all?

car certains pays sous-régulent, ou ne régulent pas du tout ?

JD: Well, I think with any new technology, especially something like this,

JD : Eh bien, je pense qu'avec toute nouvelle technologie, surtout celle-ci,

there are going to be a variety of viewpoints,

il y aura une grande diversité de points de vue,

and I think that's perfectly understandable.

et je pense que ceci est parfaitement compréhensible.

I think that in the end,

Je pense qu'à la fin,

this technology will be used for human genome engineering,

cette technologie sera utilisée pour modifier le génome humain,

but I think to do that without careful consideration and discussion

mais que faire ça sans de soigneuses considérations et discussions

of the risks and potential complications

sur les risques et potentielles complications

would not be responsible.

ne serait pas responsable.

BG: There are a lot of technologies and other fields of science

BG : Il y a beaucoup de technologies et d'autres domaines

that are developing exponentially, pretty much like yours.

qui se développent très vite, un peu comme le vôtre.

I'm thinking about artificial intelligence, autonomous robots and so on.

Je pense à l'intelligence artificielle, les robots autonomes etc...

No one seems --

Personne ne semble

aside from autonomous warfare robots --

soutenir les robots autonomes de combat,

nobody seems to have launched a similar discussion in those fields,

personne ne semble avoir lancé une discussion similaire dans ces domaines,

in calling for a moratorium.

appeler à un moratorium.

Do you think that your discussion may serve as a blueprint for other fields?

Pensez-vous que votre discussion puisse servir d'exemple aux autres domaines ?

JD: Well, I think it's hard for scientists to get out of the laboratory.

JD : Je pense que les scientifiques ont du mal à sortir des labos.

Speaking for myself,

Pour ma part néanmoins,

it's a little bit uncomfortable to do that.

c'est assez inconfortable de faire ça.

But I do think that being involved in the genesis of this

Mais je pense qu'être impliquée dans la genèse de ceci

really puts me and my colleagues in a position of responsibility.

me rend vraiment avec mes collègues, hautement responsable de ceci.

And I would say that I certainly hope that other technologies

Et je dirais que j'espère que les autres technologies

will be considered in the same way,

seront considérées de la même manière,

just as we would want to consider something that could have implications

que nous pourrions considérer quelque chose qui aurait des implications

in other fields besides biology.

dans d'autres domaines que la biologie.

BG: Jennifer, thanks for coming to TED.

BG : Jennifer, merci d'être venue à TED.

JD: Thank you.

JD : Merci.

(Applause)

(Applaudissements)