Une production sexuée d’organismes génétiquement identiques est connue sous le nom de clonage ; elle implique la division d’un seul embryon, soit les gènes nucléaires et le petit nombre de gènes mitochondriaux seraient « identiques », soit elle peut impliquer un transfert nucléaire, auquel cas seuls les gènes nucléaires seraient « identiques ». Après de nombreuses années de lutte, en 1995, des scientifiques ont cloné deux agneaux « Megan et Morag » au « Roslin Institute » en Écosse, à partir de cellules provenant d’un embryon précoce1, bien que des amphibiens aient déjà été clonés avec succès dans les années 1950. Après cela, il a été rapporté qu’un certain nombre d’agneaux étaient nés par clonage. En février 1997, après 277 tentatives, un agneau a été cloné sous le nom de « Dolly ». La durée de vie de cet agneau était bien supérieure à celle des autres agneaux clonés.2 Le clonage de Dolly a annoncé le début d’une nouvelle période dans l’agriculture avec la possibilité de protéger et de multiplier rapidement des génotypes sélectionnés.3 Jusqu’à présent, de nombreux animaux ont été clonés par transfert nucléaire chez des mammifères comme les moutons, les chèvres, les bovins, les lapins et les souris.4 Le clonage a de nombreuses applications et permet de propager rapidement des stocks d’animaux souhaités, de propager du bétail transgénique, de procéder à des modifications génétiques ciblées chez les animaux domestiques et de conserver les espèces menacées.1 Mais certaines questions ne sont toujours pas résolues comme, les questions éthiques et morales, et les faibles taux de réussite avec le transfert nucléaire de cellules somatiques en raison d’erreurs épigénétiques résultant d’une programmation nucléaire imprécise,5 tous les facteurs ont restreint la satisfaction et l’applicabilité du clonage en agriculture.
La limitation du clonage est due à l’interaction complexe de nombreuses raisons comme le bien-être des animaux et le manque de confiance dans la santé à long terme des animaux clonés.6 Au cours de l’utilisation de la technique de clonage, la plupart des embryons apparemment de bonne qualité ne parviennent pas à s’épanouir pendant la grossesse ou après la naissance.7 L’échec de la reprogrammation du noyau donné est la principale cause d’échec en raison de son importance dans le modèle correct d’expression des gènes qui se produira au cours de l’embryogenèse ultérieure.8 Cette reprogrammation doit se produire dans un court laps de temps, dans un contexte cellulaire différent par rapport au développement normal, et est sujette à des erreurs. De plus en plus de données documentent les déviations de la reprogrammation épigénétique.9
Le taux d’échec du clonage est très élevé,10 de nombreux embryons clonés peuvent se développer jusqu’au stade de la préimplantation, mais la grande majorité n’aboutira pas à une grossesse viable.11 Malgré l’utilisation de femelles synchrones saines et fertiles comme receveuses, il a été signalé que 50 % des pertes se produisaient au début du firstrimestre et près de 80 % des fausses couches au deuxième trimestre, principalement en raison d’anomalies placentaires.12 Selon des études menées sur des vaches et des moutons, la période la plus dramatique de perte fœtale se situe au moment de l’attachement placentaire.4 Une fois la gestation terminée, les animaux clonés ont plus de mal à s’adapter à la vie extra-utérine.13 Ils ont l’air normal mais ils sont génétiquement différents et ces différences sont dues à des anomalies épigénétiques acquises lors de la reprogrammation nucléaire.10 De nombreuses anomalies gestationnelles et néonatales sont constatées chez les animaux clonés,12 ce qui peut être dû à une expression irrégulière et à une reprogrammation probablement incomplète des gènes imprimés.14 Selon d’autres rapports, la différence est due à des anomalies de la longueur des télomères, de l’expression des gènes ou des modèles de méthylation.4
Un autre problème constaté chez les animaux clonés est celui des anomalies placentaires. Selon de nombreux scientifiques, la mort précoce de l’embryon est due à un mauvais développement du placenta. Chez l’animal cloné, un développement anormal de la membrane allontale et un développement réduit des vaisseaux sanguins placentaires ont été signalés, le nombre de placentomes est plus faible chez l’animal cloné15 et il semble que la capacité d’échange gazeux du placenta soit significativement réduite, car on a constaté que les fœtus clonés en fin de gestation étaient hypoxiques16.
La viabilité post-natale de la progéniture clonée est plus faible chez l’animal cloné mais cela dépend de l’animal.17 En post-natal surtout les veaux ont montré des problèmes respiratoires18 cardiovasculaires, squelettiques et du système nerveux central.7. Le potentiel d’erreurs épigénétiques effets sur la composition des animaux clonés c’est pourquoi la sécurité des produits alimentaires dérivés avait un obstacle majeur pour obtenir l’approbation réglementaire pour l’entrée dans la chaîne alimentaire.
Anomalies épigénétiques
L’épigénétique signifie »l’étude des changements mitotiquement et / ou méiotiquement héritables dans la fonction des gènes qui ne peuvent pas être expliqués par des changements dans la séquence de l’ADN19. Selon la théorie, le clone et l’animal donneur devraient avoir le même génome, mais il est peu probable que les mammifères clonés présentent parfois des anomalies de développement dues à des erreurs épigénétiques20. Parfois, une croissance excessive du placenta et du fœtus, appelée » syndrome de la progéniture nombreuse « 15, d’autres anomalies, notamment une détresse respiratoire, des anomalies cardiovasculaires majeures et une hypertrophie des organes, sont couramment observées chez les ruminants clonés21 ; c’est pourquoi l’applicabilité du clonage dans l’agriculture est très limitée.22
Le résultat pratique est qu’il existe de nombreux animaux clonés qui se comportent et semblent normaux, alors que des enquêtes plus approfondies ont révélé que même certains de ces animaux apparemment normaux sont subtilement différents de la population produite naturellement.23 Dans le clonage, lorsqu’une cellule somatique est transférée du donneur au receveur, le noyau de la cellule somatique doit être rapidement reprogrammé pour assumer sa nouvelle vie de cellule embryonnaire.24 Dans tous les cas, si la cellule est incapable de se reprogrammer ou si la reprogrammation est incomplète, le développement est avorté et les clones survivants peuvent présenter des anomalies non létales.4 Certains gènes sont correctement exprimés dans les embryons clonés, comme les enzymes métaboliques importantes, mais l’expression de certains autres gènes est généralement anormale et affecte la vie future du clone. Dans ces conditions, la plupart des clones ont apparemment connu une grossesse et une période néonatale normales, les perspectives d’une vie normale semblent bonnes, mais le développement placentaire et l’environnement intra-utérin de nombreux clones sont sous-optimaux et cela seul peut avoir un impact sur leur santé plus tard dans la vie.25
La méthylation de l’ADN joue un rôle important dans l’expression des gènes qui contrôlent le développement des animaux.5 Il est rapporté que les erreurs épigénétiques principalement dans les modèles de méthylation de l’ADN et l’organisation de la chromatine dans l’embryon cloné.19 Fréquemment, le modèle de méthylation de l’ADN de la cellule donneuse est maintenu pendant le développement préimplantatoire14, ce qui entraîne une reprogrammation des effets et qui provoque une placentation anormale.26 Secondaire qui est une raison importante pour le faible taux de natalité.24
Anomalies placentaires
Le placenta est l’organe principal du contact materno-fœtal, il joue un rôle vital dans le maintien de la grossesse, et il maintient le fœtus en satisfaisant la partition positive des nutriments et les fonctions endocriniennes critiques. La survie et le développement du fœtus pendant la grossesse dépendent du développement morphologique et fonctionnel approprié du placenta. Le clonage est toujours associé à des anomalies placentaires et les indications de défaillance placentaire dans les grossesses par transfert nucléaire comprennent des anomalies telles que le syndrome de la progéniture nombreuse, l’altération des protéines de la membrane placentaire et fœtale, l’augmentation du poids du placenta et l’élargissement et l’œdème du placentome chez les bovins27. L’hydroallantois a été classifié par Farin comme une condition de type II du syndrome de la progéniture anormale dans Cette condition placentaire pathologique augmente le fluid fœtal et crée des difficultés à localiser le fœtus dans la corne utérine27.
Au début de la grossesse d’un animal cloné, le taux de mort fœtale est proche d’environ 80 %26, ce qui est principalement dû à un mauvais fonctionnement et à un sous-développement du placenta.15 Typiquement, chez les bovins, 50 à 70 % des grossesses au jour 50 sont perdues pendant le reste de la gestation et jusqu’au terme en raison du manque de vascularisation placentaire et de sites d’attachement qui sont importants pour l’échange de nutriments et empêchent le fœtus d’être dans un état hypoxique.7 Au cours du troisième trimestre des vaches enceintes de fœtus clonés, certaines anomalies placentaires, telles que l’œdème et l’hydroallantois, avec une probabilité de survenue d’environ 45%, ont également été signalées.28 L’hydroallantois est le plus souvent observé entre les jours 150 et 180 des grossesses clonées.28 Selon des recherches, le dysfonctionnement et l’élargissement du placenta peuvent être dus aux protéines du placenta qui ont montré une sur-expression de TIMP-229 mais selon d’autres, cela peut être dû à une altération de l’expression des gènes dans le trophoblaste des placentas clonés30.
Difficultés de parturition
À l’heure actuelle, le clonage a généralement une faible efficience, en raison d’un assez grand nombre de facteurs, comme la reprogrammation du noyau, la différenciation des cellules donneuses et la situation de l’ovocyte.31 La période de reprogrammation est l’étape clé pour optimiser le clonage32. La période de reprogrammation est une étape clé pour optimiser le clonage.32 A ce moment-là, si la reprogrammation n’a pas lieu correctement, elle conduit à des anomalies épigénétiques et augmente le taux de mortalité. et les veaux clonés somatiques sont apparemment plus lourds que les clones embryonnaires33, ce qui est également un exemple d’anomalies épigénétiques qui augmentent les complications à la naissance.13 Les fœtus de grande taille, y compris toutes les anomalies néonatales dues à une erreur épigénétique, sont appelés « syndrome du gros veau ».34 Il est courant que la durée de la gestation dans les grossesses par transfert nucléaire soit trop longue, ce qui est dû à l’incapacité du placenta à libérer du cortisol fœtal à l’approche du terme ou à un manque de libération d’ACTH par le fœtus.26 Le déséquilibre hormonal et la grande taille du fœtus sont l’étape vers la dystocie, en plus des problèmes post-partum connexes peuvent également avoir des effets négatifs graves sur la santé de la mère ainsi que sa production future et les performances de reproduction dans le troupeau.7
Viabilité pré et postnatale
L’embryon est considéré de bonne qualité si le nombre de cellules est assez bon car c’est un critère important qui vérifie la faisabilité de l’embryon après le transfert dans une mère porteuse donc le faible nombre de cellules dans l’embryon cloné sera lié à un faible pourcentage de survivabilité après le transfert d’embryon dans plusieurs espèces.35 Les embryons bovins clonés avec un pourcentage plus élevé de blastomères apoptotiques ont montré un taux de grossesse plus faible après 90 jours de transfert d’embryon et par la suite un taux de vêlage plus faible36.
La viabilité postnatale est nettement plus faible pour de nombreux clonés.37 La proportion de veaux clonés nés qui sont des survivants à plus long terme varie entre 47 % et 80 %.38 À la naissance, les veaux et les agneaux clonés présentent couramment des signes d’un environnement utérin stressant ; La capacité de réserve placentaire est très probablement limitée en raison d’un développement inadéquat.7 Il est évident que la viabilité fœtale chez les animaux clonés varie selon les expériences et les espèces, les souris et les chèvres clonées présentant une meilleure viabilité post-natale qui peut être due à la technique, à la souche de l’animal ou au type de placenta.26 Quelques autres cas sont également rapportés concernant le cordon vésiculeux des veaux clonés qui peut être une voie potentielle de décès en postnatal.39 Chez les veaux clonés, les veines et artères ombilicales hypertrophiées sont également une cause importante de décès en postnatal en raison d’une septicémie dans les structures ombilicales39.
Selon de nouvelles recherches, les problèmes vasculaires sont également une cause de décès post-natal comme l’hypertension pulmonaire, les lésions, les œdèmes et les épanchements pleuraux, en plus de la congestion capillaire des septa alvéolaires et des thromboses pulmonaires provoquant des perturbations hémodynamiques. Ces altérations ont probablement inhibé l’expansion alvéolaire complète et expliqué l’insuffisance pulmonaire qui a contribué au faible taux de survie post-natale des veaux clonés.40 Ces problèmes de développement vasculaire ont résulté en tant qu’altérations primaires ou clés dues aux modifications épigénétiques causées par le clonage.
Bien que ces aberrations épigénétiques particulières puissent être mineures et ne pas constituer un problème de bien-être pour l’animal, elles peuvent limiter certaines applications pratiques de la technologie car elles diminuent l’uniformité potentielle des animaux d’élevage clonés.41 Un phénotype de clone bien connu des espèces diagonales est la confirmation de systèmes immunitaires compromis, avec une aplasie thymique chez les bovins clonés et une production d’anticorps plus faible chez les souris clonées.26 Les systèmes immunitaires compromis peuvent augmenter leur propension à l’infection et à la maladie9.
Dans le post-partum de Les échantillons de sang prélevés sur les agneaux clonés après la naissance ont révélé un large éventail d’anomalies indiquant un dysfonctionnement des reins et du foie.32 Les pertes supplémentaires tout au long de la période post-natale sont principalement dues à des anomalies des systèmes cardiovasculaire, squelettique et nerveux central, à des infections ombilicales et pulmonaires, ainsi qu’à des troubles digestifs et rénaux7. Les pertes post-natales chez les moutons sont plus importantes que chez les bovins.26
Phénotypes des clones adultes
Si les modèles d’expression des gènes sont anormaux au moment de la pré-implantation et dans les premiers stades de l’implantation, alors la morphologie du clone sera également anormale.42 Dans la plupart des cas, le clone semble normal et a une physiologie normale, mais il existe encore de nombreux rapports qui montrent les anomalies associées au phénotype,41 comme le « syndrome de la grande progéniture ».9 Cela est dû à une erreur dans l’expression des gènes de la croissance et du développement fœtal.43 L’incidence de ces anomalies peut varier en fonction de l’espèce, du génotype, du sexe, du type de cellule ou des aspects spécificaux du protocole de transfert nucléaire.4
Taux d’échec élevé
Un obstacle à l’utilisation pratique des techniques impliquant le transfert nucléaire de cellules somatiques est la faible possibilité d’embryons clonés ; seuls quelques pour cent des ovocytes reconstruits sont toujours capables de se développer.43. Jusqu’à présent, le taux de réussite du clonage intra-espèce est de 1 %44, malgré l’utilisation de receveuses saines et synchronisées et la bonne qualité de l’embryon utilisé. Dans la plupart des espèces de mammifères, l’évaluation de la morphologie de l’embryon reste la méthode de sélection d’une variété d’embryons praticables avant le transfert. C’est le moyen le plus réaliste et le plus utile cliniquement pour évaluer la viabilité de l’embryon.14 Mais dans la plupart des cas, une perte significative de grossesse est signalée dans les premiers stades du développement, approximativement à l’âge de 30-90 jours de gestation45, en raison de l’échec de la membrane placentaire et de la réduction du développement des vaisseaux placentaires.39 Il est signalé qu’au début du firstrimestre, les taux de grossesse sont inférieurs à la moitié de ce qui est normalement attendu, la perte embryonnaire est très élevée et près de 80% de fausses couches au deuxième trimestre, en outre, à la fin de la gestation, il existe un niveau élevé de chances de développer des anomalies placentaires et fatales par rapport à la normale.7 La principale cause des pertes au troisième trimestre est l’hydroallantois et l’anasarque fœtale, généralement attribués à une placentation inadéquate16. Il est également présent dans la littérature que la perte de fœtus clonés est également due à la condition hypoxique parce que dans l’animal cloné nombre de placentome est moins qui peut échanger moins de nutriments de la mère au fœtus et faire une condition défavorable pour le développement du fœtus15.
Le taux élevé de perte de grossesse et de décès néonatal des veaux clonés à est dû à une reprogrammation nucléaire incomplète ; plusieurs auteurs ont confirmé de manière convaincante que la cellule somatique du donneur est reprogrammée de telle sorte que le schéma d’expression au stade du blastocyste est significativement différent de celui de la cellule somatique avant le transfert nucléaire.46 Selon Arnold et al.,47 l’expression des gènes essentiels au développement normal du placenta est malformée dans les embryons bovins clonés, ce qui est susceptible de provoquer une différenciation anormale du trophoblaste et d’ajouter à la perte de grossesse. Même la progéniture en cours a de grands placentas et un poids de naissance accru, connu sous le nom de syndrome de la grande progéniture14 et certains avec une apparence apparemment saine subissent un dysfonctionnement immunitaire, conduisant à une mortalité accrue.24
Selon un rapport de Marfil et al.48 chez les veaux clonés Une détresse respiratoire 19% et dans cette condition les veaux sont morts sans aucun autre signe d’anomalie. Une hypertrophie du cordon ombilical 37%, une hyper/hypothermie 17% et une décubitus/prolongation 20% sont les causes les plus fréquentes de décès entre 24h et 60jours après la naissance. Les problèmes qui peuvent diminuer la survie de ces veaux au moment de la naissance ou autour de celui-ci comprennent une durée de gestation plus longue, une dystocie sévère, un développement et une fonction placentaire insuffisants, et des défaillances dans les voies métaboliques nécessaires à la vie extra-utérine et certains problèmes congénitaux tels que l’hypoplasie cérébelleuse, la détresse respiratoire et l’hypertrophie cardiaque.4
Il est peut-être normal que les clones aient une sensibilité différente au stress par rapport aux animaux conservateurs, car ils sont plus sujets aux agents pathogènes, ce qui peut également augmenter le taux de mortalité des clones.23 Pour surmonter la faible efficacité du clonage, différentes méthodes ont été essayées, comme l’utilisation de différents types de lignées cellulaires donneuses, une variété de systèmes de culture, différentes méthodes de fusion et de produits chimiques.35 Certains de ces efforts de recherche ont conduit à une amélioration mineure de la qualité des embryons clonés, qui est étroitement liée au développement de l’embryon et à la productivité de la progéniture.
Ethique
Le clonage d’un animal est la clé du développement dans le domaine de l’agriculture et de la médecine, mais il n’est acceptable que lorsque les objectifs et les méthodes sont éthiquement justifiés et lorsqu’il est effectué dans des conditions éthiques. Les scientifiques effectuent des recherches approfondies sur le clonage animal, mais de nombreuses questions éthiques sont soulevées. L’inefficacité remarquable du clonage menace sérieusement le bien-être des animaux.49 Souvent, moins d’un pour cent des tentatives de clonage aboutissent à une naissance réussie, et parmi ceux qui naissent, seul un pourcentage relativement faible est suffisamment sain pour vivre plus de quelques jours ou semaines.35 Selon une enquête, 64% des Américains sont contre le clonage. Ils pensent que cela va à l’encontre du bien-être des animaux et que c’est pour cela que c’est moralement mauvais.50
La conséquence éthique la plus grave du clonage est la douleur que l’animal subit pendant ce processus. En raison de cela, les êtres humains peuvent également être gravement affectés par le clonage animal en compromettant la sécurité du bétail utilisé dans la production alimentaire51. Le clonage affecte gravement le donneur et le receveur parce que dans le clonage premièrement la chirurgie est faite pour enlever l’oeuf du donneur et puis encore la chirurgie du receveur pour implanter l’oeuf avec moins de chances d’obtenir un but en plus de lui si l’animal complète avec succès sa longueur de gestation le en raison d’une certaine raison inconnue poids élevé de la progéniture17 pour elle la plupart du temps besoin de césarienne en raison de laquelle l’animal souffre encore de la douleur.
Certains autres problèmes sont également rapportés dans lesquels l’animal souffre de la douleur et qui est contre le bien-être animal comme l’Hydroallantois, la condition typiquement fatale dans laquelle l’animal enceinte se gonfle de liquide au point de ressembler à ce qu’elle est sur le point d’éclater48. Il est clair que les embryons produits par transfert nucléaire peuvent conduire dans certains cas à un développement instable du fœtus, et à des incidences accrues de dystocie, de césarienne et de mort périnatale, ce qui peut avoir des effets négatifs sur le receveur et la progéniture ; toutes ces choses, cumulées, soulèvent des difficultés morales52 . La biodiversité est un filet de sécurité qui protège contre la propagation des maladies chez les animaux, mais le clonage est un effort pour fixer avec un ensemble de gènes souhaitables, et créer des copies exactes de l’animal source qui est à l’opposé de la diversité soulève également une foule de questions éthiques.53
Sécurité alimentaire
Chaque pays a un département spécial pour traiter le produit alimentaire produit par une biotechnologie. Cependant, les produits issus de la biotechnologie animale doivent passer par des évaluations de sécurité avant que le public et le gouvernement n’acceptent leur utilisation pour la consommation humaine.23 Les erreurs épigénétiques peuvent modifier la composition des aliments, c’est pourquoi les produits alimentaires dérivés d’animaux d’élevage clonés ont constitué un obstacle majeur à l’obtention d’une autorisation réglementaire pour l’entrée des produits clonés dans la chaîne alimentaire. En outre, un essai d’alimentation sur des rats a confirmé que l’utilisation de viande provenant d’animaux clonés n’avait aucun effet sur la croissance corporelle, la prise alimentaire, l’état général, l’activité locomotrice, les reflexes, le cycle sexuel, l’analyse d’urine, l’hématologie, la biochimie sanguine ou l’histologie.23 Étant donné que la technologie est encore considérée comme nouvelle et peu familière, plus l’absence de produits présentant des bénéfices directs pour le consommateur d’aujourd’hui, il n’est pas choquant que l’acceptation actuelle soit faible. Cependant, la maturation de la technologie et la disponibilité de tels produits, combinées au vieillissement des populations dans le monde occidental développé, avec un fort désir de rester en bonne santé plus longtemps, pourraient éventuellement augmenter l’acceptation.54