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Actuellement la seule option pour les gens diabétiques est de s’injecter de l’insuline. Mais cela pourrait changer. En effet, des chercheurs de l’Université Tufts ont transplanté des cellules bêta pancréatiques modifiées dans des souris diabétiques, puis les ont fait produire plus de deux à trois fois le niveau typique d’insuline en les exposant à la lumière.

Des cellules pancréatiques activées par la lumière

Ces cellules photosensibles sont conçues pour compenser la diminution de la production d’insuline ou de la réponse insulinique chez les personnes diabétiques. Cette étude publiée dans ACS Synthetic Biology montre que la glycémie peut être contrôlée dans un modèle murin du diabète sans intervention pharmacologique.
Les scientifiques ont cherché à mettre au point une nouvelle façon d’amplifier la production d’insuline tout en maintenant l’important lien en temps réel entre la libération d’insuline et la concentration de glucose dans la circulation sanguine. Ils y sont parvenus en tirant parti de l’optogénétique, une approche reposant sur des protéines qui modifient leur activité à la demande par la lumière.
Les cellules bêta pancréatiques ont été modifiées à l’aide d’un gène qui code pour une enzyme adénylate cyclase (PAC) photoactivable. La PAC produit l’adénosine monophosphate cyclique (AMPc) lorsqu’elle est exposée à la lumière bleue, ce qui fait augmenter la production d’insuline stimulée par le glucose dans la cellule bêta.
La production d’insuline peut être multipliée par deux ou trois, mais seulement lorsque la glycémie est élevée. À de faibles niveaux de glucose, la production d’insuline reste faible. Cela permet d’éviter un inconvénient commun des traitements du diabète qui peut surcompenser l’exposition à l’insuline et laisser le patient avec des effets néfastes ou dangereusement bas de sucre dans le sang (hypoglycémie).
Les chercheurs ont découvert que la transplantation des cellules bêta pancréatiques modifiées sous la peau de souris diabétiques a permis d’améliorer la tolérance et la régulation du glucose, de réduire l’hyperglycémie et d’augmenter les concentrations plasmatiques d’insuline lorsqu’elles sont exposées à la lumière bleue.

La lumière bleue permet de changer le mode de production

La lumière bleue permet simplement de passer du mode « normal » au mode « augmentation ». De telles approches optogénétiques utilisant des protéines activables par la lumière pour moduler la fonction des cellules sont à l’étude dans de nombreux systèmes biologiques et ont alimenté les efforts vers le développement d’un nouveau genre de traitements.
« Il y a plusieurs avantages à utiliser la lumière pour contrôler ce traitement » dit Fan Zhang, étudiant diplômé du laboratoire de Tzanakakis à Tufts et premier auteur de cette étude. « De toute évidence, la réponse est immédiate; et malgré la sécrétion accrue d’insuline, la quantité d’oxygène consommée par les cellules ne change pas de façon significative comme le montre notre étude. Le manque d’oxygène est un problème courant dans les études impliquant des cellules pancréatiques transplantées. »
Le développement ultérieur de cette méthode inclura l’intégration des sources de la lumière, par exemple de minuscules DEL télécommandées, pour améliorer l’éclairage et le couplage à un capteur de glucose pour la création d’un dispositif bioartificiel du pancréas.
Source : Tufts University
Crédit Photo : Pixabay