Les scientifiques développent une approche prometteuse pour traiter le diabète de type 1 en utilisant des cellules souches pour créer des cellules productrices d'insuline (appelées cellules bêta) qui pourraient remplacer les cellules pancréatiques non fonctionnelles.

Le diabète de type 1, qui survient lorsque le pancréas ne crée pas assez d'insuline pour contrôler les niveaux de glucose dans le sang, est une maladie incurable actuellement et difficile à gérer pour la plupart des patients. Les scientifiques de l'Institut Salk développent une approche prometteuse pour le traiter : utiliser des cellules souches pour créer des cellules productrices d'insuline (appelées cellules bêta) qui pourraient remplacer les cellules pancréatiques non fonctionnelles.

Dans une étude publiée le 7 juin 2021, dans la revue Communication Nature, les chercheurs ont rapporté qu'ils avaient développé une nouvelle façon de créer des cellules bêta qui est beaucoup plus efficace que les méthodes précédentes. De plus, lorsque ces cellules bêta ont été testées dans un modèle murin de diabète de type 1, la glycémie des animaux a été maîtrisée en environ deux semaines.

"Les cellules souches sont une approche extrêmement prometteuse pour développer de nombreuses thérapies cellulaires, y compris de meilleurs traitements pour le diabète de type 1", déclare le professeur Salk Juan Carlos Izpisua Belmonte, auteur principal de l'article. "Cette méthode de fabrication d'un grand nombre de cellules bêta sûres et fonctionnelles est une avancée importante."

Dans les travaux en cours, les chercheurs ont commencé avec des cellules souches pluripotentes humaines (hPSC). Ces cellules, qui peuvent être dérivées de tissus adultes (le plus souvent la peau), ont le potentiel de devenir n'importe quel type de cellule trouvée dans le corps adulte. À l'aide de divers facteurs de croissance et produits chimiques, les chercheurs ont amené les hPSC dans les cellules bêta d'une manière progressive qui imitait le développement pancréatique.

La production de cellules bêta à partir de hPSC en laboratoire n'est pas nouvelle, mais dans le passé, les rendements de ces précieuses cellules étaient faibles. Avec les méthodes existantes, seulement 10 à 40 % des cellules deviennent des cellules bêta. En comparaison, les techniques utilisées pour créer des cellules nerveuses à partir de hPSC ont des rendements d'environ 80 %. Un autre problème est que si des cellules indifférenciées sont laissées dans le mélange, elles pourraient éventuellement se transformer en une autre cellule de type qui serait indésirable.

« Pour que les traitements à base de cellules bêta deviennent éventuellement une option viable pour les patients, il est important de faciliter la fabrication de ces cellules », déclare le co-premier auteur Haisong Liu, ancien membre du laboratoire Belmonte. "Nous devons trouver un moyen d'optimiser le processus."

Pour résoudre le problème, les chercheurs ont adopté une approche par étapes pour créer des cellules bêta. Ils ont identifié plusieurs produits chimiques qui sont importants pour induire les hPSC à devenir des cellules plus spécialisées. Ils ont finalement identifié plusieurs cocktails de produits chimiques qui ont entraîné des rendements de cellules bêta allant jusqu'à 80 %.

Ils ont également examiné la manière dont ces cellules sont cultivées en laboratoire. "Normalement, les cellules sont cultivées sur une plaque plate, mais nous leur avons permis de se développer en trois dimensions", explique le co-premier auteur Ronghui Li, boursier postdoctoral au laboratoire de Belmonte. La croissance des cellules de cette manière crée une plus grande surface partagée entre les cellules et leur permet de s'influencer mutuellement, comme elles le feraient pendant le développement humain.

Une fois les cellules créées, elles ont été transplantées dans un modèle murin de diabète de type 1. Les souris modèles avaient un système immunitaire modifié qui ne rejetait pas les cellules humaines transplantées. "Nous avons constaté qu'en deux semaines, ces souris avaient une réduction de leur glycémie élevée dans la plage normale", explique le co-premier auteur Hsin-Kai Liao, chercheur au laboratoire de Belmonte. "Les cellules bêta dérivées de hPSC transplantées étaient biologiquement fonctionnelles."

Les chercheurs continueront d'étudier cette technique en laboratoire pour optimiser davantage la production de cellules bêta. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les problèmes de sécurité avant que des essais cliniques puissent être lancés chez l'homme. Les chercheurs disent que les méthodes rapportées dans cet article peuvent également être utiles pour développer des cellules spécialisées pour traiter d'autres maladies.

Matériaux fourni par Institut Salk.