Aux États-Unis, une équipe annonce avoir assemblé une cellule artificielle complète à partir de simples molécules de laboratoire, suscitant autant d’enthousiasme que de réserves.
Dans un article relayé par le média en ligne Indian Defence Review, des chercheurs de l’université du Minnesota présentent une cellule synthétique baptisée SpudCell, construite uniquement avec des composants chimiques non vivants. Cette structure étonnante parvient à se nourrir, à croître, à copier son génome et à engendrer de nouvelles cellules, relançant le débat sur la frontière entre matière inerte et vie biologique.
Une cellule conçue « pièce par pièce » en laboratoire
Contrairement aux approches classiques qui modifient des cellules existantes, le projet SpudCell s’inscrit dans un mouvement de biologie synthétique dit « ascendant » : partir de zéro, avec une liste définie de molécules, pour reconstituer un système cellulaire fonctionnel.
Selon Indian Defence Review, l’équipe menée par la biologiste synthétique Kate Adamala, de l’université du Minnesota, affirme avoir construit la première cellule synthétique dotée d’un cycle cellulaire complet. SpudCell peut :
- absorber des nutriments (se « nourrir ») ;
- faire grossir sa structure ;
- répliquer son génome chimique ;
- se diviser en « cellule fille » ;
- subir des phénomènes de sélection et de compétition sur plusieurs générations.
La cellule ne contient qu’entre 150 et 200 molécules différentes, soit une infime partie des milliards de composants présents dans une cellule naturelle. Pour Kate Adamala, cette simplicité est un atout scientifique majeur.
SpudCell repose sur une liste d’ingrédients connue et entièrement définie, jusque dans la nature précise des molécules et leurs concentrations, ce qui offre un contrôle très fin sur son fonctionnement.
La chercheuse explique, dans des propos rapportés par CNN et repris par Indian Defence Review, que son équipe connaît chaque constituant de la cellule, sans « partie cachée » issue du vivant. Le travail fait l’objet d’un article scientifique sous forme de prépublication, en attente d’évaluation par des pairs.
Reproduire en chimie ce que l’on observait seulement en biologie
Pour Kate Adamala, SpudCell démontre qu’il est possible de reproduire avec des molécules non vivantes certaines fonctions longtemps considérées comme typiquement biologiques.
La chercheuse affirme que leurs résultats montrent que des fonctions fondamentales de la vie, comme la croissance et la réplication, peuvent émerger sans « étincelle mystérieuse ». Elles peuvent être obtenues en assemblant les bons composants chimiques dans les bonnes conditions.
Concrètement, l’équipe a conçu un système où un génome de taille modeste – un ADN synthétique d’environ 90 000 paires de bases, selon les visuels fournis par l’université du Minnesota – est encapsulé dans une structure cellulaire artificielle. Ce système est capable d’enclencher une succession d’étapes rappelant un cycle cellulaire : copie du génome, allongement de la cellule, puis division.
L’intérêt scientifique réside autant dans la performance technique que dans le fait de pouvoir étudier un « organisme » dont chaque paramètre est parfaitement documenté. Là où une cellule naturelle comporte d’innombrables réactions et molécules inconnues ou difficilement contrôlables, SpudCell fonctionne sur une base restreinte, définie et recalculable.
Un organisme encore fragile, lent et entièrement dépendant
Malgré l’ampleur de l’annonce, SpudCell reste loin d’une cellule vivante au sens courant du terme. Kate Adamala elle-même la décrit comme un organisme extrêmement fragile, voire « chétif ». Son comportement s’apparente davantage à une maquette fonctionnelle qu’à un microbe autonome.
Selon CNN, cité par Indian Defence Review, SpudCell se réplique environ toutes les 12 heures. À titre de comparaison, une bactérie comme Escherichia coli, référence des laboratoires, se divise toutes les 30 minutes dans de bonnes conditions. La cellule synthétique est donc très lente.
Elle dépend aussi entièrement des chercheurs :
- elle doit être nourrie depuis l’extérieur, avec des apports soigneusement contrôlés ;
- elle doit être maintenue autour de 30 °C (86 °F) de manière constante ;
- elle ne produit pas seule ses propres protéines.
Au cours des expériences, SpudCell a tout de même réussi à se multiplier sur environ cinq générations. Mais cette « lignée » ne pourrait pas survivre sans l’intervention humaine continue. Kate Adamala parle ainsi d’un « châssis » : une base sur laquelle d’autres briques biologiques pourraient être ajoutées pour enrichir les fonctions de la cellule.
Pour l’équipe, SpudCell constitue un socle expérimental : un système minimal dont le comportement général est compris, et qu’il devient possible de complexifier étape par étape.
La question qui fâche : SpudCell est-elle vraiment vivante ?
L’annonce rouvre un débat ancien : qu’est-ce que la vie ? Où placer la limite entre un système chimique sophistiqué et un véritable organisme vivant capable d’évolution durable ?
Drew Endy, professeur associé de bio-ingénierie à l’université Stanford et cofondateur d’une institution à but public avec Kate Adamala, adopte une position prudente. Interrogé par CNN, il indique qu’il considère que l’équipe a bien construit une cellule, mais qu’il hésite à la qualifier de « vie ». Il reconnaît néanmoins que ce type de travaux conduit vers un avenir où davantage de personnes pourront concevoir leurs propres cellules.
D’autres spécialistes se montrent plus enthousiastes. John Glass, chercheur au J. Craig Venter Institute, connu pour ses travaux sur les cellules synthétiques et non impliqué dans le projet, estime dans le New York Times, cité par Indian Defence Review, que l’équipe de Kate Adamala a conçu une cellule synthétique non vivante « beaucoup plus proche d’être vivante que tout ce qui avait été produit jusqu’ici » dans ce domaine particulier.
Les experts ne s’accordent pas sur le statut de SpudCell, mais convergent sur un point : la frontière entre chimie avancée et biologie se rétrécit.
Même les plus sceptiques admettent que cette technologie pourrait, à terme, être programmée pour des usages concrets, de la lutte ciblée contre certains cancers à la capture du dioxyde de carbone, dans le prolongement d’une biologie de plus en plus « conçue » et moins seulement observée.
Quels enjeux pour un lecteur français ?
Les expériences ont été menées aux États-Unis, à l’université du Minnesota. Pour l’instant, SpudCell relève d’une recherche fondamentale, sans application industrielle immédiate. Mais ce type de travaux intéresse aussi les laboratoires européens, notamment en France, où des équipes de biologie synthétique étudient des systèmes minimaux, souvent avec des approches différentes.
En France, les questions éthiques autour de la biologie de synthèse relèvent notamment du Comité consultatif national d’éthique et de différentes instances spécialisées associées au ministère chargé de la recherche. Elles examinent régulièrement les enjeux liés à la modification du vivant, à la création de systèmes inspirés des cellules ou aux risques potentiels pour l’environnement.
Lorsque des technologies comme SpudCell se rapprocheront éventuellement d’applications médicales ou environnementales, elles devront passer, en France, par des cadres réglementaires déjà éprouvés pour les médicaments, les thérapies innovantes ou les organismes génétiquement modifiés. Malgré l’originalité de la démarche, ces cellules synthétiques resteraient soumises à des procédures d’évaluation et d’autorisation comparables.
Biologie synthétique : quelques repères pour comprendre
La biologie synthétique vise, de manière générale, à concevoir et construire de nouveaux systèmes biologiques, ou à reprogrammer ceux qui existent déjà. Dans le cas de SpudCell, l’objectif est de remonter la chaîne le plus loin possible, jusqu’à des briques purement chimiques, pour recréer des propriétés associées au vivant.
| Approche | Principe | Exemple |
|---|---|---|
| Modificatrice | Modifier un organisme existant | Ajouter un gène à une bactérie pour produire un médicament |
| Ascendante | Assembler un système à partir de molécules non vivantes | SpudCell, construite avec 150 à 200 molécules définies |
Pour un lecteur peu familier avec ces notions, SpudCell peut être vue comme un prototype de « machine chimique » qui imite certains comportements de la vie : usage d’énergie, croissance, reproduction. Le fait de partir de composants non vivants distingue ce travail des manipulations sur des cellules déjà existantes.
Quels usages futurs et quels risques possibles ?
Les chercheurs et les experts cités par Indian Defence Review évoquent plusieurs pistes d’application, sans avancer de calendrier. Des cellules synthétiques programmables pourraient, par exemple :
- libérer des molécules actives directement au contact de tumeurs, en oncologie ;
- piéger et transformer le dioxyde de carbone émis par certaines installations industrielles ;
- servir de micro-usines chimiques, produisant des composés utiles à la demande.
L’intérêt d’une cellule comme SpudCell réside dans sa précision : si chaque composant est connu, chaque fonction ajoutée ou supprimée pourrait être maîtrisée avec un niveau de détail bien supérieur à celui offert par le vivant naturel. Ce contrôle faciliterait aussi l’évaluation des risques, puisque les comportements inattendus seraient, en principe, plus facilement repérables.
Des inquiétudes demeurent néanmoins. À mesure que ces technologies progresseront, la question de leur dissémination, volontaire ou accidentelle, reviendra au premier plan. La capacité à construire des cellules minimales en laboratoire soulève aussi des interrogations sur l’accès à ces techniques et la manière de les encadrer à l’échelle internationale.
Pour l’heure, SpudCell ne survit que sous haute surveillance, nourrie par les chercheurs et confinée dans les équipements de l’université du Minnesota. Mais le simple fait qu’une structure aussi dépouillée puisse se nourrir, grandir et se reproduire relance de manière très concrète la réflexion sur ce que l’on appelle, ou non, « être vivant ».
