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Une nouvelle étude du Karolinska Institutet et du Helmholtz Diabetes Research Center, montre que les cils primaires, des protubérances ressemblant à des cheveux sur les cellules endothéliales à l’intérieur des vaisseaux sanguins, jouent un rôle important dans l’apport sanguin et la livraison de glucose aux cellules bêta productrices d’insuline dans les îlots pancréatiques.

Les cils primaires

Ces résultats peuvent être utiles pour les thérapies de transplantation dans le cas du diabète, car la formation de vaisseaux sanguins fonctionnels est importante pour que le traitement soit efficace. Lorsque le taux de glucose sanguin augmente, les cellules bêta des îlots pancréatiques libèrent de l’insuline dans le flux sanguin. L’insuline déclenche l’absorption du glucose dans divers tissus, notamment la graisse et les muscles.
Le glucose et les autres nutriments doivent traverser la barrière vasculaire pour atteindre les cellules bêta des îlots pancréatiques. De même, l’insuline nouvellement libérée doit traverser les vaisseaux sanguins dans la circulation sanguine pour atteindre les tissus cibles. Les cellules endothéliales se trouvent à l’intérieur des vaisseaux sanguins. Les vaisseaux des îlots pancréatiques forment un réseau dense avec de nombreux petits pores dans la membrane des cellules endothéliales, ce qui facilite l’échange de molécules à travers la paroi du vaisseau sanguin.

De petites structures ressemblant à des cheveux

Maintenant, les chercheurs ont étudié comment la formation et le fonctionnement des vaisseaux des îlots pancréatiques sont affectés par ces cils primaires, de petites structures ressemblant à des cheveux que l’on trouve sur les cellules bêta et les cellules endothéliales. Des chercheurs de plusieurs institutions, ont précédemment montré que la sécrétion d’insuline est modulée par les cils sur les cellules bêta.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont examiné un modèle de souris du syndrome de Bardet-Biedl, une maladie causée par un dysfonctionnement des cils. Ils ont pu montrer que lorsque les cils endothéliaux sont dysfonctionnels, l’apport sanguin aux îlots pancréatiques est moins efficace. Les vaisseaux nouvellement formés ont un diamètre plus grand et moins de pores qui permettent aux nutriments de passer à travers la paroi du vaisseau.

Moins efficace pour délivrer le glucose

« Par conséquent, les plus petits vaisseaux sanguins, les capillaires, deviennent moins efficaces pour délivrer le glucose aux cellules bêta », explique Yan Xiong, professeur adjoint au département de médecine et premier auteur de cette étude.
La signalisation par le facteur de croissance VEGF-A a été identifiée comme un acteur clé dans ce processus. Les cellules endothéliales dépourvues de cils fonctionnels sont moins sensibles au VEGF-A que les cellules endothéliales normales, ce qui entraîne une altération de la signalisation via le récepteur VEGFR2.
« En résumé, nous avons démontré que les cils primaires, en particulier ceux des cellules endothéliales, régulent la vascularisation des îlots pancréatiques et la fonction de la barrière vasculaire via la voie de signalisation VEGF-A/VEGFR2 », explique le Dr Gerdes, l’un des principaux auteurs de cette étude.

Une transplantation efficace

La formation de vaisseaux sanguins fonctionnels est un facteur important dans les thérapies de transplantation. La thérapie de remplacement des cellules bêta pourrait potentiellement traiter et guérir le diabète de type 1, et la formation d’une interface fonctionnelle entre les cellules bêta et les vaisseaux sanguins est une étape importante vers une survie plus longue des greffons et une rémission du diabète.
« Cette étude permet de mieux comprendre comment les cils primaires facilitent la formation efficace des vaisseaux sanguins et offre potentiellement de nouvelles pistes thérapeutiques pour permettre une transplantation efficace d’îlots pancréatiques dans le diabète, et éventuellement la transplantation d’autres organes également », déclare le Dr Berggren, l’autre auteur principal de cette étude.
Cette recherche a été publiée dans eLife.
Source : Karolinska Institutet
Crédit photo sur Unsplash : H Shaw