Des cellules productrices d’insuline cultivées en laboratoire

, , , biothechnologie https://farm8.staticflickr.com/7802/46919514292_392f1fe010_b.jpg https://farm8.staticflickr.com/7802/46919514292_392f1fe010_b.jpg Technologie Média 0 https://technologiemedia.net/2019/02/03/des-cellules-productrices-dinsuline-cultivees-en-laboratoire/#respond
1021

insuline-pancréas-cellules

Les chercheurs de l’Université de San Francisco (UC San Francisco) ont pour la première fois transformé des cellules souches humaines en cellules matures productrices d’insuline, une avancée majeure dans les efforts visant à mettre au point un traitement curatif du diabète de type 1.

Des cellules matures productrices d’insuline

Remplacer ces cellules, qui sont perdues chez les patients atteints de diabète T1, a longtemps été un rêve de la médecine régénérative, mais jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient pas été en mesure de déterminer comment produire des cellules dans un plat de laboratoire qui fonctionnent comme chez des adultes en bonne santé.

«Nous pouvons maintenant générer des cellules productrices d’insuline qui ressemblent et agissent comme les cellules bêta du pancréas que vous et moi avons dans notre corps. C’est une étape cruciale vers notre objectif de créer des cellules qui pourraient être transplantées chez des patients diabétiques », a déclaré Matthias Hebrok, PhD, professeur en recherche sur le diabète à l’UCSF et directeur du Centre pour le diabète de l’UCSF. Hebrok est également l’auteur principal de cette nouvelle étude qui a été publiée dans Nature Cell Biology.

Le diabète de Type 1 est une maladie auto-immune qui détruit les cellules bêta du pancréas productrices d’insuline, généralement durant l’enfance. Sans la capacité de l’insuline à réguler le taux de glucose dans le sang, des pics de sucre dans le sang peuvent endommager gravement les organes et éventuellement entraîner la mort.

On peut gérer cette maladie en prenant régulièrement des injections d’insuline au cours des repas, mais les personnes atteintes de diabète de type 1 souffrent toujours de graves conséquences pour leur santé, telles qu’une insuffisance rénale, une maladie cardiaque et un accident vasculaire cérébral.

Les donneurs pour une greffe sont rares

Les patients confrontés à ces complications potentiellement mortelles peuvent être éligibles pour une greffe de pancréas provenant d’un donneur décédé, mais ils sont rares et le temps d’attente est long: sur environ 1,5 million de personnes vivant avec le diabète de type 1 aux États-Unis, environ 1000 personnes reçoivent une greffe du pancréas au cours d’une année.

La procédure est également risquée: les receveurs doivent prendre des médicaments immunosuppresseurs à vie et bon nombre des greffes échouent pour une raison ou une autre. Des greffes de seulement des «îlots» pancréatiques – des grappes de cellules contenant des cellules bêta saines – font actuellement l’objet d’essais cliniques, mais reposent toujours sur des pancréas de donneurs décédés.

C’est la raison pour laquelle Hebrok et d’autres chercheurs sur le diabète espèrent depuis longtemps utiliser des cellules souches pour produire en laboratoire des cellules bêta saines pouvant être transplantées chez des patients, sans attendre la transplantation du pancréas ou des îlots. Mais pendant des années, les scientifiques ont été incapables de comprendre comment programmer des cellules souches en cellules bêta complètement matures.

«Les cellules que nous produisions, ainsi que d’autres, étaient bloquées à un stade immature où elles étaient incapables d’agir correctement pour réguler la glycémie et de sécréter correctement de l’insuline. Cela a été un goulot d’étranglement majeur pour ce type de recherche.», explique Hebrok.

Dans cette nouvelle étude, Hebrok et ses collègues, dirigés par Gopika Nair, PhD, boursier post-doctoral, ont réalisé que la clé pour que les cellules bêta cultivées en laboratoire atteignent leur pleine maturité réside dans une facette négligée du développement des cellules bêta – le processus physique par lequel les cellules se séparent du reste du pancréas et forment des îlots de Langerhans.

La formation d’îlots permet aux cellules bêta de maturité correctement

« Un principe-clé en biologie est que la forme suit la fonction, nous avons donc décidé que la formation d’îlots pourrait être un processus important pour que les cellules bêta parviennent à maturité correctement », a déclaré Nair.

Lorsque les chercheurs ont reproduit ce processus en laboratoire en séparant artificiellement des cellules souches pancréatiques partiellement différenciées et en les reformant en grappes ressemblant à des îlots, le développement des cellules a soudainement progressé.

Non seulement les cellules bêta ont-elles commencé à réagir au taux de sucre dans le sang, ressemblant davantage à des cellules productrices d’insuline matures, mais aussi l’ensemble du «voisinage» de l’îlot; comprenant des cellules alpha et delta moins bien comprises, qui semblaient également se développer d’une manière jamais vue auparavant.

Les chercheurs ont ensuite transplanté ces «îlots» cultivés en laboratoire chez des souris en bonne santé et ont découvert qu’ils fonctionnaient en quelques jours à peine – en produisant de l’insuline en réponse à la glycémie, un peu comme les îlots de l’animal.

Utiliser CRISPR/cas9 pour restaurer le bon fonctionnement des îlots

En collaboration avec des bioingénieurs, des généticiens et d’autres collègues de l’UCSF, l’équipe de Hebrok travaille déjà à faire passer les thérapies régénératrices du rêve à la réalité, par exemple en utilisant la modification génétique CRISPR/cas9 pour rendre ces cellules transplantables sans avoir besoin de médicaments immunosuppresseurs, ou en recherchant des médicaments qui pourraient restaurer le bon fonctionnement des îlots chez les patients atteints de diabète en protégeant et en développant leurs quelques cellules bêta restantes pour relancer la production d’insuline.

«Les thérapies actuelles telles que les injections d’insuline ne traitent que les symptômes de la maladie», a déclaré Nair. « Notre travail indique plusieurs voies passionnantes pour enfin trouver un traitement curatif. Nous sommes enfin capables d’avancer sur plusieurs fronts qui nous étaient auparavant fermés», a ajouté Hebrok. « Les possibilités semblent infinies. »

Source : The University of California
Crédit photo : Pexel

https://farm8.staticflickr.com/7802/46919514292_392f1fe010_b.jpg