Le biologiste Michael Kay : "Les bactéries miroir pourraient devenir une sorte d’espèce envahissante ultime"

Sommes-nous proches de franchir un cap dans la connaissance scientifique ? De dépasser un point de non-retour, comme ce fut le cas à l’invention de la bombe atomique, ou lors de la diffusion des organismes génétiquement modifiés ? Oui, à en croire de plus en plus d’experts, dont une large partie de ceux invités à l’Institut Pasteur, ce jeudi 12 juin, pour un congrès inédit sur la sécurité de la recherche scientifique.

Selon les spécialistes invités - des universitaires de premier plan, comme John Glass, un des leaders mondiaux de la biologie moléculaire, ou encore David Bikard, directeur du département de biologie synthétique à Pasteur - les scientifiques pourraient, dans quelques dizaines d’années, être en mesure d’inventer de toutes pièces des nouvelles formes de vie. De les fabriquer en partant de rien, à l’aide de leurs réactifs et de leurs pipettes.

Au-delà de changer le cours de l’évolution, et de faire passer la science dans une nouvelle ère, ces manipulations risqueraient alors de déboucher sur des monstruosités, comme la création de "bactéries miroir", des sortes de copies symétriques d’organismes naturels. De tels doubles pourraient, en théorie, résister aux systèmes immunitaires, et perdurer des années dans l’environnement. Les ingrédients, en somme, d’un potentiel hiver bactériologique.

Comment lutter contre cette menace ? Et surtout, comment en est-on arrivé là, au point qu’à Singapour, à Manchester et dans les académies américaines des sciences, les rencontres s’enchaînent ? En pointe dans le domaine, Michael Kay fait partie de ceux qui ont porté les premières alertes. Le scientifique, chercheur à l’université de l’Utah et invité phare du congrès, livre à L’Express les détails du combat scientifique à venir.

L'Express : Pourquoi lancer l’alerte sur les bactéries miroir ?

Michael Kay : Parce que, et c’est ce que croient les auteurs avec qui nous avons rédigé et signé le tout premier appel à la prudence sur le sujet, qui a été publié à la fin de l’année 2024 dans la revue scientifique Science, nous pensons que les risques à poursuivre les recherches scientifiques dans cette voie dépassent, et de loin, les avantages.

Vous dites qu’une telle création pourrait être dévastatrice. Pour quelles raisons ?

Il faut bien comprendre ce que cela implique. Créer une bactérie miroir reviendrait à faire une copie symétrique d’une bactérie existante. Mais, au lieu de dupliquer les molécules qui composent ce genre d’organismes, les scientifiques prendraient des versions alternatives, dites "chirales", composées des mêmes atomes, mais assemblées en opposition, comme dans un miroir.

Un consensus semble émerger sur le fait que les scientifiques pourraient un jour créer de telles formes de vies

Ces bactéries garderaient des capacités similaires, mais n'auraient pas exactement la même apparence que leurs jumelles naturelles. Ces petites différences d'aspect pourraient brouiller les outils de reconnaissance des systèmes immunitaires. La plupart d'entre eux se basent en effet sur la forme en trois dimensions des molécules pour agir. Malheureusement, de petits changements suffiraient à ce qu'ils laissent passer la menace.

De telles capacités pourraient ainsi permettre à ces bactéries de s’imposer dans la nature. Heureusement, aucune forme de vie de la sorte n’a jamais pu être créée. Mais ces dernières années, de nombreux exploits ont laissé penser que cela pourrait être le cas si on le voulait. Et ce, au plus proche, dans les décennies à venir.

Qu’attendez-vous des échanges organisés à l’Institut Pasteur ?

Si aujourd’hui un consensus semble émerger sur le fait que les scientifiques pourraient un jour créer de telles formes de vies, il y a encore beaucoup de discussions sur le temps que cela prendra et les étapes scientifiques à ne pas franchir. Trancher s’annonce difficile. Il n’y aura pas une machine à fabriquer ce type de molécules. Il faut plutôt s’attendre à une élévation générale du niveau de connaissance et des technologies qui, in fine, rendra ces manipulations possibles, à un coût raisonnable.

Il nous faudra ensuite évoquer la réponse à apporter. Existe-t-il un moyen d’atténuer les risques, de sécuriser ce type de travaux ? Faudra-t-il abandonner des pans entiers de la recherche, quitte à se priver de révolutions scientifiques ? Si l'on stoppe toute recherche sur le sujet, pourra-t-on tout de même réagir si un pays ennemi poursuivait, lui, dans cette voie, et provoquait une catastrophe ? A ce stade, ce sont autant d’inconnues qui se présentent à nous. C’est un long processus qui s’annonce. La rencontre à l’Institut Pasteur n’est qu’une première étape. D’autres rendez-vous devront avoir lieu avant, par exemple, de pouvoir toquer à la porte des décideurs politiques.

Pour faire une bactérie miroir, il faudrait d’abord savoir comment construire une cellule synthétique. Où en est-on dans cette voie ?

La recherche en biologie moléculaire a énormément avancé ces dernières années, et c’est d’ailleurs ce qui nourrit nos inquiétudes. Mais les scientifiques ne disposent pas encore de plans de bataille, de la recette à maîtriser pour obtenir un tel résultat. Aujourd’hui, grâce à la maîtrise de l’ADN, nous pouvons produire de très nombreuses protéines, et une partie de la machinerie cellulaire, mais on ne sait pas encore exactement de quoi nous aurions besoin pour que le système fonctionne de manière indépendante, et puisse se répliquer comme une cellule le ferait.

Deux approchent coexistent. Une partie des chercheurs font ce que l'on appelle de la rétro-ingénierie. Les scientifiques retirent un à un les éléments de la cellule, pour identifier le strict minimum dont elle a besoin. D’autres tentent au contraire de reconstituer une cellule viable en partant de rien, en assemblant une par une les briques du vivant qu’ils arrivent à synthétiser. Les deux stratégies ont permis d’obtenir d’importants progrès ces dernières années.

Quelle est la prochaine étape sur cette voie ?

Si je devais en retenir une, je dirais la création d’un ribosome synthétique, l’appareil utilisé par la cellule pour lire le code génétique et organiser la production des protéines. Mais d’autres étapes sont aussi cruciales. Il faudrait par exemple maîtriser la motilité des éléments, c'est-à-dire leur capacité à se déplacer dans la cellule. Ou encore reconstruire une membrane capable de se dédoubler, pour permettre la division cellulaire. Il y a peut-être des milliers de composants à reconstituer, dont certains que l’on ne connaît pas encore. Le chemin est long, mais nous allons de plus en plus vite.

Il faut préciser une chose : si les scientifiques se sont engagés sur la voie de la cellule synthétique, c’est parce que les débouchés industriels pourraient être énormes. Pouvoir contrôler les usines chimiques que sont les cellules du vivant pourrait permettre de leur faire fabriquer des médicaments, des nouvelles molécules, de les utiliser pour dépolluer l’air ou les sols… Et, à ce stade, ces recherches nous apparaissent comme sûres, car ce genre de cellules seraient simplistes, et de fait, très sensibles aux systèmes immunitaires ou aux antibiotiques contrairement à leurs jumelles miroir, ou à ce qui existe dans la nature.

Une fois que les scientifiques seront capables de faire une cellule synthétique, combien de temps nous restera-t-il avant qu'ils puissent synthétiser ces mêmes composants en miroir ?

Difficile à dire. Ce ne sera pas immédiat, car il faudra convertir tous les outils chimiques utilisés, pour leur faire produire les formes voulues, ce qui pourrait encore poser de grandes difficultés, et demander des ressources importantes. A mon sens, cela pourrait prendre de nombreuses années.

Notre but, en médiatisant le sujet, n’est pas de susciter la peur, mais bien la prudence

Dans notre rapport, nous estimons de manière générale qu’il est très peu probable d’obtenir une bactérie miroir dans les dix années à venir, à partir des connaissances actuelles. Mais si nous mettions les moyens, seulement vingt à trente ans seraient potentiellement nécessaires. C’est peu, au regard du cataclysme potentiel. C’est pour cela que nous appelons à nous en prémunir dès maintenant, en entamant une grande réflexion scientifique, puis politique.

Les révolutions scientifiques n’arrivent pas toutes seules. Il a par exemple fallu des investissements colossaux, et la pression de la deuxième guerre mondiale, pour faire advenir la bombe atomique. Est-ce qu’un tel projet est en cours, dans le cadre des bactéries miroir ?

Non, pas à ma connaissance. Certains pontes du domaine ont laissé entendre lors d’entretiens avec la presse que fabriquer une bactérie miroir pourrait être un graal scientifique, un but à atteindre, mais, de ce que je sais, il n’y a pas de projet officiel. Ce que nous disons, c’est qu’à force d’innovations générales dans le domaine de la biologie cellulaire, cela pourrait un jour devenir abordable. Des Etats pourraient alors se mettre à financer des recherches spécifiques, et aboutir vite à des résultats.

L’un des risques avec votre appel, et la conférence de Pasteur, est que le public se mette à rejeter en bloc toute la science qui s’approche de près ou de loin de la synthèse cellulaire…

En effet, c’est une crainte que l’on partage. Notre but, en médiatisant le sujet, n’est pas de susciter la peur, mais bien la prudence. Je pense qu’il faut rappeler une chose : que ce soit faisable en théorie ne veut pas dire qu’il y a urgence. Cela ne va pas se faire du jour au lendemain. Il faudrait que les Etats financent des projets dédiés, à plusieurs milliards de dollars. A ce titre, je pense que notre prise de parole est un bon signe, car c’est la preuve que nous ne prenons pas la science à la légère.

Comment avez-vous personnellement pris conscience de la menace que représentait ce type de recherches ?

Je n’ai jamais cessé de réfléchir sur les risques dans mon domaine, et sur ce que je faisais. Un scientifique se doit avant tout de penser au bien commun. Mais pendant très longtemps, imaginer synthétiser une bactérie miroir était absurde. Nous n’avions pas les moyens technologiques ne serait-ce que pour se permettre d’en faire un objectif à très long terme. C’était de l’ordre du mythe, de la légende.

Mes interrogations se sont faites plus fortes à mesure des avancées. Et aussi, à force d’explorer les risques. Jusqu’à récemment, nous pensions que les bactéries miroir auraient très peu de chances de survie car elles ne trouveraient pas de nourriture. Mais en 2020, une étude publiée dans Molecular Biology and Physiology a montré que ce n’était pas forcément le cas. Il existe en réalité de nombreuses sources d’alimentation dites achirales, c’est-à-dire qui peuvent être absorbées par des molécules de l’une ou l’autre forme.

Cette découverte a été un tournant. Ma crainte, c’est qu’une fois synthétisées, les bactéries miroir deviennent une sorte d’espèce envahissante ultime incroyablement difficile à éliminer. Ce n’est pas le scénario le plus probable, mais c’est une possibilité qu’il nous faut envisager sérieusement, surtout si cette bactérie peut affecter l'espèce humaine.

Qu’avez-vous fait, après avoir pris la mesure du danger ?

J’en ai parlé avec des collègues puis avec mes employeurs, les National Institutes of Health [NDLR : l’équivalent de l’Inserm, la principale agence de recherche biomédicale aux Etats-Unis], lors d’échanges d’abord très informels. De fil en aiguille, j’ai été mis en contact avec d’autres scientifiques du domaine, qui s’étaient eux aussi aperçus du danger. De là, nous avons décidé de rédiger l’appel de Science, et de se constituer en une fondation appelée Mirror Biology Dialogues Fund, qui coorganise le congrès à l’Institut Pasteur.

Vous avez vous-même participé indirectement à lever des verrous technologiques. Vous êtes-vous depuis interdit certaines expériences ?

Non, aucune. Avec mon équipe à l’université de l’Utah, nous ne dirigeons pas nos efforts vers la construction d’une bactérie miroir, mais uniquement vers la synthèse miroir de certaines molécules, dans une optique pharmaceutique. Tout ceci est donc très indirect, et ne devrait présenter aucun danger, au moins pendant les dix prochaines années, car faire une bactérie miroir est une entreprise bien plus vaste. Si l’objectif était de fabriquer une voiture, je pourrais en quelque sorte être considéré comme fabriquant des pneus plus efficacement…

Mais en revanche, j’ai radicalement changé le message que je fais passer à mes élèves sur le sujet. A la fin de mes cours, je parlais des bactéries miroir comme d’une technologie potentiellement prometteuse, un domaine de recherche à creuser. Aujourd’hui, je m’échine à leur expliquer les problèmes de sécurité que généreraient de tels travaux. J’essaye à mon échelle de leur enseigner que les scientifiques sont aussi responsables des usages qui peuvent être faits de leurs travaux, et de les dissuader de poursuivre les projets trop risqués.