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Les scientifiques qui travaillent sur le développement de traitements plus efficaces contre le diabète se tournent vers les cellules souches. De telles cellules peuvent être transformées en cellules produisant de l’insuline, l’hormone qui contrôle le taux de sucre dans le sang. Toutefois, la quantité d’insuline produite par ces cellules est difficile à contrôler. Des chercheurs ont résolu ce problème en réussissant à produire des cellules régulant l’insuline plus efficacement. 

Une équipe de chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Washington a récemment démontré que les cellules productrices d’insuline résultantes réagissaient mieux aux fluctuations des taux de glucose dans le sang. Lorsqu’ils ont transplanté des cellules bêta chez des souris incapables de fabriquer de l’insuline, les nouvelles cellules ont commencé à sécréter de l’insuline en quelques jours et ont continué à contrôler la glycémie des animaux pendant des mois.

« Nous avons pu surmonter un obstacle majeur dans la manière dont ces cellules avaient été développées auparavant. Les nouvelles cellules produisant de l’insuline réagissent plus rapidement et de manière appropriée lorsqu’elles rencontrent du glucose » déclare Jeffrey R. Millman, professeur de médecine et de génie biomédical. « Les cellules se comportent beaucoup plus comme des cellules bêta chez les personnes non atteintes de diabète ».

La nécessité de mieux contrôler l’insuline produite par les cellules bêta

Les chercheurs pensent maintenant qu’il est temps d’évaluer si la même approche à base de cellules souches pourrait produire de l’insuline et contrôler efficacement la glycémie chez les humains. Millman faisait partie d’une équipe de recherche à Harvard qui, en 2014, a converti les cellules de la peau en cellules souches. En 2016, il a fait la même chose avec les cellules de la peau d’un patient diabétique.

À chaque fois, les cellules souches ont ensuite été traitées avec divers facteurs de croissance pour les amener à former des cellules bêta sécrétant de l’insuline. Les cellules bêta, cependant, n’ont pas fonctionné aussi bien que les chercheurs l’avaient espéré.

schema insuline glucose

Schéma expliquant la différence dans la gestion du glucose et de l’insuline entre une cellule d’une personne non diabétique, et celle d’une personne diabétique. Crédits : FedeCardio

« Auparavant, les cellules bêta que nous fabriquions pouvaient sécréter de l’insuline en réponse au glucose, mais elles ressemblaient davantage à des bouches d’incendie, fabriquant beaucoup d’insuline, ou n’en fabriquant aucune » explique-t-il. « Les nouvelles cellules sont plus sensibles et sécrètent une insuline qui correspond mieux aux taux de glucose ».

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Pour cette nouvelle étude, le laboratoire de Millman cultivait encore des cellules bêta à partir de cellules souches humaines, mais il a apporté de nombreuses modifications à la « recette » permettant de produire des cellules bêta sécrétant de l’insuline, en traitant les cellules avec différents facteurs à différents moments de leur croissance et de leur développement.

Des cellules efficaces dans la lutte contre le diabète chez les souris

Une fois ce processus terminé, les chercheurs ont transplanté les cellules bêta chez des souris diabétiques dont le système immunitaire était inhibé pour ne pas rejeter les cellules humaines.

Les cellules transplantées produisaient de l’insuline à des niveaux qui contrôlaient efficacement la glycémie, et guérissaient fonctionnellement leur diabète pendant plusieurs mois. Pour la plupart des souris de l’étude, leur durée de vie était à peu près égale. Les résultats ont été publiés dans la revue Stem Cell Reports.

cellules souches insuline

Sur cette image en microscopie, les cellules souches transformées en cellules bêta (rouge) sécrètent de l’insuline de manière appropriée face au taux de glucose. Crédits : Millman lab/Washington University

En tant que chercheur en laboratoire plutôt qu’en tant que clinicien, Millman a déclaré qu’il ne pouvait pas prédire avec exactitude quand de telles cellules pourraient être prêtes pour des essais sur l’Homme, mais il pense qu’il existe au moins deux méthodes de test des cellules bêta dérivées de cellules souches sur des patients humains.

« La première consisterait à encapsuler les cellules dans un gel, avec des pores suffisamment petits pour empêcher les cellules immunitaires de pénétrer, mais suffisamment grands pour permettre à l’insuline de sortir » indique-t-il. « Une autre idée serait d’utiliser des outils d’édition de gènes pour modifier les gènes des cellules bêta de manière à leur permettre de se cacher du système immunitaire après leur implantation ».

Millman a déclaré que si les cellules bêta dérivées de cellules souches s’avéraient sûres et efficaces pour les personnes atteintes de diabète, sa méthode de fabrication rapide des cellules pourrait être développée à une échelle industrielle. Dans son seul laboratoire, son équipe est capable de faire croître et de développer plus d’un milliard de cellules bêta en seulement quelques semaines.

Source : Stem Cell Reports

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