L’ADN humain peut être séquencé à partir de petites quantités d’eau, de sable et d’air dans l’environnement pour potentiellement extraire des informations identifiables comme la lignée génétique, le sexe et les risques pour la santé, selon nos nouvelles recherches.
Chaque cellule du corps contient de l’ADN. Parce que chaque personne a un code génétique unique, l’ADN peut être utilisé pour identifier des personnes individuelles. En règle générale, les médecins et les chercheurs obtiennent de l’ADN humain par prélèvement direct, comme des tests sanguins, des prélèvements ou des biopsies. Cependant, tous les êtres vivants, y compris les animaux, les plantes et les microbes, perd constamment de l’ADN. L’eau, le sol et même l’air contiennent des particules microscopiques de matériel biologique provenant d’organismes vivants.
L’ADN qu’un organisme a rejeté dans l’environnement est connu sous le nom de ADN environnemental ou eDNA. Au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont pu collecter et séquencer l’ADNe à partir d’échantillons de sol ou d’eau pour surveiller la biodiversité, les populations d’animaux sauvages et les agents pathogènes pathogènes. Suivi des espèces rares ou insaisissables en voie de disparition grâce à leur eDNA a été une aubaine pour les chercheurs, car les méthodes de surveillance traditionnelles telles que l’observation ou le piégeage peuvent être difficiles, souvent infructueuses et intrusives pour les espèces d’intérêt.
Les chercheurs utilisant des outils eDNA se concentrent généralement uniquement sur les espèces qu’ils étudient et ne tiennent pas compte de l’ADN des autres espèces. Cependant, les humains éliminent, toussent et rejettent également de l’ADN dans leur environnement. Et comme notre équipe de généticiens, écologistes et biologistes marins dans le Laboratoire Duffy à l’Université de Floride a trouvé, des signes de vie humaine peuvent être trouvés partout mais dans les endroits les plus isolés.
Les auteurs et leurs collègues utilisent l’ADN environnemental pour étudier les tortues marines.
Animaux, humains et virus dans l’eDNA
Notre équipe utilise l’ADN environnemental pour étudier les tortues marines en voie de disparition et les tumeurs virales auxquels ils sont susceptibles. De minuscules tortues de mer nouveau-nées perdent leur ADN en rampant le long de la plage en route vers l’océan peu de temps après leur naissance. Le sable arraché à leurs traces contient suffisamment d’ADN pour fournir des informations précieuses sur les tortues et les herpèsvirus chélonidés et les tumeurs de la fibropapillomatose qui les affligent. Prendre un litre de l’eau du réservoir d’une tortue marine en convalescence sous soins vétérinaires fournit également une mine d’informations génétiques pour la recherche. Contrairement aux prélèvements sanguins ou cutanés, la collecte d’ADNe ne cause aucun stress à l’animal.
La technologie de séquençage génétique utilisée pour décoder l’ADN s’est rapidement améliorée ces dernières années et il est maintenant possible de séquencer facilement l’ADN de chaque organisme dans un échantillon de l’environnement. Notre équipe soupçonnait que les échantillons de sable et d’eau que nous utilisions pour étudier les tortues marines contiendraient également de l’ADN d’un certain nombre d’autres espèces, y compris, bien sûr, des humains. Ce que nous ne savions pas était à quel point informatif l’ADN humain que nous pourrions extraire le serait.
Pour comprendre cela, nous avons prélevé des échantillons dans divers endroits de la Floride, y compris l’océan et les rivières dans les zones urbaines et rurales, le sable de plages isolées et une île éloignée jamais visitée par les gens. Nous avons trouvé de l’ADN humain dans tous ces endroits, à l’exception de l’île éloignée, et ces échantillons étaient de qualité suffisante pour être analysés et séquencés.
Nous avons également testé la technique en Irlande, en suivant une rivière qui serpente depuis le sommet d’une montagne isolée, à travers de petits villages ruraux et dans la mer dans une grande ville de 13 000 habitants. Nous avons trouvé de l’ADN humain partout, sauf dans l’affluent montagneux éloigné où commence la rivière, loin des habitations humaines.
Nous avons également prélevé des échantillons d’air dans une pièce de notre hôpital vétérinaire pour animaux sauvages en Floride. Les personnes qui étaient présentes dans la salle nous ont donné la permission de prélever des échantillons dans l’air. Nous avons récupéré l’ADN correspondant aux personnes, au patient animal et aux virus animaux communs présents au moment de la collecte.
Étonnamment, l’eDNA humain trouvé dans l’environnement local était suffisamment intact pour nous permettre d’identifier les mutations associées à la maladie et de déterminer l’ascendance génétique des personnes qui vivent dans la région. Le séquençage de l’ADN que les volontaires ont laissé dans leurs empreintes de pas dans le sable a même produit une partie de leurs chromosomes sexuels.
Implications éthiques de la collecte d’ADNe humain
Notre équipe décrypte la récupération par inadvertance d’ADN humain à partir d’échantillons environnementaux « prise accessoire génétique humaine. » Nous appelons à une discussion plus approfondie sur la manière de gérer de manière éthique l’ADN environnemental humain.
L’ADNe humain pourrait présenter des avancées significatives pour la recherche dans des domaines aussi divers que la conservation, l’épidémiologie, la médecine légale et l’agriculture. S’il est manipulé correctement, l’eDNA humain pourrait aider les archéologues à retrouver d’anciens établissements humains non découverts, permettre aux biologistes de surveiller les mutations cancéreuses dans une population donnée ou fournir aux forces de l’ordre informations médico-légales utiles.
Cependant, il existe également une myriade d’implications éthiques liées à la collecte et à l’analyse involontaires ou délibérées des prises accessoires génétiques humaines. Des informations identifiables peuvent être extraites de l’eDNA, et l’accès à ce niveau de détail sur les individus ou les populations s’accompagne de responsabilités liées au consentement et à la confidentialité.
Bien que nous ayons mené notre étude avec l’approbation de notre Comité d’examen institutionnelqui garantit que les études sur les personnes respectent les directives de recherche éthiques, il n’y a aucune garantie que tout le monde traitera ce type d’informations de manière éthique.
De nombreuses questions se posent concernant l’ADN environnemental humain. Par exemple, qui devrait avoir accès aux séquences d’ADNe humain ? Ces informations doivent-elles être rendues publiques ? Le consentement devrait-il être requis avant de prélever des échantillons d’ADNe humain, et auprès de qui ? Les chercheurs devraient-ils supprimer les informations génétiques humaines des échantillons prélevés à l’origine pour identifier d’autres espèces ?
Nous pensons qu’il est essentiel de mettre en œuvre des réglementations garantissant que la collecte, l’analyse et le stockage des données sont effectués de manière éthique et appropriée. Les décideurs politiques, les communautés scientifiques et les autres parties prenantes doivent prendre au sérieux la collecte d’ADNe humain et équilibrer le consentement et la confidentialité avec les avantages possibles de l’étude de l’ADNe. Soulever ces questions maintenant peut aider à garantir que tout le monde est conscient des capacités de l’eDNA et donner plus de temps pour développer des protocoles et des réglementations afin de garantir une utilisation appropriée des techniques eDNA et la gestion éthique des prises accessoires génétiques humaines.
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.