Thérapies Géniques et Cellulaires

Les thérapies géniques et cellulaires reposent sur des concepts abstraits et techniques pour lesquels les élèves ont besoin de passer par une démarche active. Construire, analyser et débattre permettent de donner du sens à des mécanismes qui, autrement, resteraient éloignés de leur expérience concrète.

• Terminale
• SVT Terminale : Comprendre le Vivant et la Planète
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer le mécanisme de transfert d'un gène fonctionnel dans une cellule cible à l'aide de vecteurs viraux ou de techniques d'édition génomique.
2. Comparer les propriétés des différentes lignées de cellules souches (embryonnaires, adultes, pluripotentes induites) et leurs applications potentielles en médecine régénérative.
3. Analyser les défis techniques, tels que la spécificité du vecteur et l'expression du gène, associés aux thérapies géniques.
4. Évaluer les implications éthiques de l'utilisation des thérapies géniques et cellulaires, notamment en ce qui concerne l'accès aux traitements et la modification de la lignée germinale.
5. Synthétiser les informations issues d'articles scientifiques pour présenter un cas clinique concret de thérapie génique ou cellulaire.

Panel d'experts

⏱ 45 min·Petits groupes

Modélisation : Construire un vecteur de thérapie génique

Les élèves utilisent du matériel simple (papier, ciseaux, ruban adhésif) pour modéliser les étapes du transfert de gène : extraction du gène thérapeutique, insertion dans un vecteur viral inactivé, infection de la cellule cible et intégration dans le génome. Ils identifient les risques à chaque étape.

Préparation et détails

Expliquez les principes de la thérapie génique et ses applications pour corriger des gènes défectueux.

Conseil de facilitation: Pendant la modélisation du vecteur, circulez parmi les groupes pour vérifier que les élèves distinguent bien la fonction du gène thérapeutique de celle des séquences régulatrices du vecteur.

Setup: Table de conférence à l'avant, disposition des élèves en auditoire

Materials: Dossiers documentaires de recherche, Cavalier de table avec les noms des experts, Fiche de préparation des questions pour le public

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Étude de cas

⏱ 40 min·Binômes

Étude de cas: Les bébés bulle de Necker

Les élèves analysent chronologiquement l'essai clinique de thérapie génique pour le DICS-X mené par Alain Fischer. Ils identifient les succès (guérisons), les complications (leucémies secondaires par mutagenèse insertionnelle) et les améliorations apportées aux protocoles suivants.

Préparation et détails

Analysez les défis techniques et éthiques liés à la mise en œuvre des thérapies géniques.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: CRISPR, outil miracle ?

Individuellement, les élèves listent trois avantages et trois limites de CRISPR-Cas9 à partir d'un document. En binôme, ils confrontent leurs listes et préparent une synthèse argumentée. La mise en commun permet de construire un tableau collectif avantages-limites-perspectives.

Préparation et détails

Évaluez le potentiel des cellules souches pour la médecine régénérative.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Puzzle

⏱ 50 min·Petits groupes

Puzzle: Types de cellules souches

Chaque groupe expert étudie un type de cellules souches (embryonnaires, adultes, iPS). Après 15 minutes, les groupes se recomposent pour que chaque nouveau groupe contienne un expert de chaque type. Les élèves complètent un tableau comparatif et débattent des implications éthiques de chaque source.

Préparation et détails

Expliquez les principes de la thérapie génique et ses applications pour corriger des gènes défectueux.

Setup: Aménagement flexible pour faciliter les regroupements successifs

Materials: Dossiers documentaires pour les groupes d'experts, Fiche de prise de notes, Organisateur graphique de synthèse

• Comprendre
• Analyser
• Évaluer
• Compétences relationnelles
• Autogestion

Enseigner ce sujet

Commencez par ancrer les apprentissages dans des exemples concrets comme les bébés bulle, puis utilisez des activités structurées pour confronter les élèves à la complexité des techniques. Insistez sur les limites de chaque méthode plutôt que sur leurs promesses, pour éviter les malentendus. Intégrez systématiquement une dimension critique et éthique pour préparer les élèves à devenir des citoyens informés.

À quoi s’attendre

Les élèves distinguent clairement les différentes approches thérapeutiques, identifient leurs limites et justifient leurs choix en s’appuyant sur des preuves scientifiques. Ils sont capables de discuter des enjeux éthiques et sociétaux liés à ces innovations.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Pendant l'activité de modélisation : Les élèves pensent que la thérapie génique consiste à modifier l'ADN de toutes les cellules du corps.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Utilisez la construction du vecteur pour montrer que le gène thérapeutique est inséré dans un vecteur qui cible spécifiquement certains tissus, comme le foie ou les cellules sanguines. Demandez aux élèves de justifier pourquoi leur vecteur ne pourrait pas agir sur l’ensemble des cellules.

Idée reçue courante

Lors du Think-Pair-Share sur CRISPR-Cas9 : Les élèves croient que CRISPR permet de corriger n'importe quelle maladie génétique sans risque.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Après l’analyse des articles scientifiques, demandez aux élèves de rédiger une fiche synthétique listant les risques identifiés (coupures hors cible, instabilité génomique) et de proposer des solutions pour les limiter.

Idée reçue courante

Pendant le Jigsaw sur les cellules souches : Les élèves considèrent que les cellules souches embryonnaires et les cellules iPS sont équivalentes.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Lors de la mise en commun des recherches, insistez sur les différences de sources (embryons vs cellules adultes reprogrammées) et leurs implications éthiques et biologiques. Utilisez un tableau comparatif pour clarifier les avantages et limites de chaque type.

Idées d'évaluation

Question de discussion

Après l’étude de cas sur les bébés bulle, proposez le scénario suivant : 'Une nouvelle thérapie génique prometteuse est développée pour une maladie rare, mais son coût est extrêmement élevé. Quels arguments utiliseriez-vous pour défendre son accessibilité ou pour justifier sa restriction ?' Guidez la discussion pour explorer les aspects éthiques et sociaux.

Vérification rapide

Pendant la modélisation, distribuez une fiche avec trois schémas simplifiés : un pour l’introduction d’un gène via un adénovirus, un pour un lentivirus, et un pour CRISPR-Cas9. Demandez aux élèves d’identifier chaque technique et d’écrire une phrase expliquant son principe de fonctionnement principal.

Billet de sortie

Après le Jigsaw sur les cellules souches, demandez aux élèves de noter sur un post-it une application concrète des cellules souches en médecine régénérative et d’expliquer brièvement comment elles pourraient aider à traiter une maladie ou une blessure spécifique.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de concevoir une affiche de sensibilisation sur les risques des thérapies géniques pour un public non scientifique, en intégrant des données récentes.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté, fournissez des schémas annotés pré-remplis pour la modélisation du vecteur, avec des espaces pour qu’ils ajoutent leurs propres explications.
• Deeper exploration : Organisez un débat fictif entre scientifiques, médecins et familles de patients sur l’allocation des ressources pour les thérapies géniques coûteuses.

Vocabulaire clé

Vecteur viral	Un virus modifié utilisé pour introduire un matériel génétique (gène thérapeutique) dans les cellules d'un patient. Des exemples incluent les adénovirus et les lentivirus.
CRISPR-Cas9	Une technologie d'édition du génome qui permet de modifier l'ADN d'une cellule avec une grande précision, en coupant et remplaçant des séquences spécifiques.
Cellules souches	Cellules indifférenciées capables de se diviser pour produire d'autres cellules souches ou de se différencier en divers types cellulaires spécialisés.
Médecine régénérative	Un domaine médical qui vise à remplacer, réparer ou régénérer des cellules, tissus ou organes endommagés par des maladies, des blessures ou le vieillissement.
Déficit immunitaire combiné sévère (DICS)	Un groupe de maladies génétiques rares qui affectent gravement le système immunitaire, rendant les individus très vulnérables aux infections. Les thérapies géniques ont montré des succès dans le traitement de certaines formes.