Des chercheurs ont récemment réussi à traiter le diabète de type 1 en transplantant des cellules pancréatiques productrices d’insuline chez le patient.
Des scientifiques de l’Université du Missouri s’associent à Harvard et à Georgia Tech pour créer un nouveau traitement du diabète qui consiste à transplanter des cellules pancréatiques productrices d’insuline.
On estime que le diabète de type 1 touche environ 1,8 million d’Américains. Bien que le diabète de type 1 se développe souvent pendant l’enfance ou l’adolescence, il peut survenir à l’âge adulte.
Malgré des recherches actives, le diabète de type 1 est incurable. Les méthodes de traitement comprennent la prise d’insuline, la surveillance du régime alimentaire, la gestion de la glycémie et l’exercice régulier. Les scientifiques ont également découvert récemment une nouvelle méthode de traitement prometteuse.
Un groupe de chercheurs de l’Université du Missouri, de l’Institut de technologie de Géorgie et de l’Université de Harvard a prouvé l’efficacité d’un nouveau traitement du diabète de type 1 dans un modèle animal de grande taille dans une nouvelle étude publiée dans Science Advances le 13 mai. Leur méthode consiste à transférer des cellules pancréatiques productrices d’insuline, appelées îlots pancréatiques, d’un donneur à un receveur, sans avoir recours à des médicaments immunosuppresseurs à long terme.
Selon Haval Shirwan, professeur de santé infantile, de microbiologie moléculaire et d’immunologie à la faculté de médecine de l’université de Massachusetts et l’un des principaux auteurs de l’étude, le système immunitaire des personnes atteintes de diabète de type 1 peut mal fonctionner, ce qui l’amène à se cibler lui-même.
“Le système immunitaire est un mécanisme de défense étroitement contrôlé qui assure le bien-être des individus dans un environnement rempli d’infections”, a déclaré Shirwan. “Le diabète de type 1 se développe lorsque le système immunitaire identifie à tort les cellules productrices d’insuline du pancréas comme des infections et les détruit. Normalement, une fois qu’un danger ou une menace perçue est éliminée, le mécanisme de commande et de contrôle du système immunitaire se met en marche pour éliminer les cellules rebelles. Cependant, si ce mécanisme échoue, des maladies telles que le diabète de type 1 peuvent se manifester.”
Le diabète altère la capacité de l’organisme à produire ou à utiliser l’insuline, une hormone qui contribue à la régulation du métabolisme du sucre dans le sang. Les personnes atteintes de diabète de type 1 sont incapables de gérer leur taux de sucre dans le sang car elles ne produisent pas d’insuline. Ce manque de contrôle peut entraîner des problèmes potentiellement mortels, notamment des maladies cardiaques, des lésions rénales et une perte de vision.
Shirwan et Esma Yolcu, professeur de santé infantile, de microbiologie moléculaire et d’immunologie à la faculté de médecine de l’université de Massachusetts, ont passé les deux dernières décennies à cibler un mécanisme d’apoptose qui empêche les cellules immunitaires “rebelles” de provoquer le diabète ou le rejet des îlots pancréatiques transplantés en fixant une molécule appelée FasL à la surface des îlots.
“Un type d’apoptose se produit lorsqu’une molécule appelée FasL interagit avec une autre molécule appelée Fas sur les cellules immunitaires rebelles, ce qui entraîne leur mort”, a déclaré Yolcu, l’un des premiers auteurs de l’étude. “Notre équipe a donc mis au point une technologie permettant de produire une nouvelle forme de FasL et de la présenter sur les cellules d’îlots pancréatiques transplantés ou sur des microgels afin d’éviter qu’elles ne soient rejetées par les cellules indésirables. Après une transplantation de cellules d’îlots pancréatiques productrices d’insuline, les cellules indésirables se mobilisent vers le greffon pour être détruites, mais elles sont éliminées par FasL qui engage Fas à leur surface.”
Haval Shirwan et Esma Yolcu travaillent dans leur laboratoire au bâtiment Roy Blunt NextGen Precision Health. Crédit : Université du Missouri
L’un des avantages de cette nouvelle méthode est qu’elle permet de renoncer à la prise de médicaments immunosuppresseurs pendant toute une vie. Ces médicaments neutralisent la capacité du système immunitaire à rechercher et à détruire un corps étranger lorsqu’il est introduit dans l’organisme, comme dans le cas d’une transplantation d’organe ou, dans ce cas, de cellules.
“Le problème majeur des médicaments immunosuppresseurs est qu’ils ne sont pas spécifiques, et qu’ils peuvent donc avoir de nombreux effets indésirables, comme un risque élevé de développer un cancer”, a déclaré Shirwan. “Donc, en utilisant notre technologie, nous avons trouvé un moyen de moduler ou d’entraîner le système immunitaire à accepter, et non à rejeter, ces cellules transplantées.”
Leur méthode utilise une technologie incluse dans un brevet américain déposé par l’Université de Louisville et Georgia Tech et a depuis été licenciée par une société commerciale qui prévoit d’obtenir l’approbation de la FDA pour des tests sur l’homme. Pour mettre au point le produit commercial, les chercheurs de l’Université de Louisville ont collaboré avec Andres García et l’équipe de Georgia Tech pour fixer FasL à la surface des microgels, avec une preuve d’efficacité dans un petit modèle animal. Puis, ils se sont joints à Jim Markmannet Ji Lei de Harvard pour évaluer l’efficacité de la technologie FasL-microgel dans un grand modèle animal, ce qui est publié dans cette étude.
Haval Shirwan regarde un échantillon à travers un microscope dans son laboratoire du bâtiment Roy Blunt NextGen Precision Health. Crédit : Université du Missouri
Incorporer la puissance de NextGen
Cette étude représente une étape importante dans le processus de recherche du banc au lit, ou comment les résultats de laboratoire sont directement incorporés dans l’utilisation par les patients afin d’aider à traiter différentes maladies et troubles, une caractéristique de l’initiative de recherche la plus ambitieuse de MU, l’initiative NextGen Precision Health.
Soulignant la promesse de soins de santé personnalisés et l’impact d’une collaboration interdisciplinaire à grande échelle, l’initiative NextGen Precision Health rassemble des innovateurs comme Shirwan et Yolcu de l’ensemble de MU et des trois autres universités de recherche du système UM à la recherche de progrès en matière de santé de précision susceptibles de changer la vie. Il s’agit d’un effort de collaboration visant à tirer parti des atouts de MU en matière de recherche pour améliorer l’avenir de la santé des habitants du Missouri et d’ailleurs. Le bâtiment Roy Blunt NextGen Precision Health à MU est le point d’ancrage de l’initiative globale et élargit la collaboration entre les chercheurs, les cliniciens et les partenaires industriels dans des installations de recherche de pointe.
“Je pense que le fait d’être dans la bonne institution et d’avoir accès à une grande installation comme le bâtiment Roy Blunt NextGen Precision Health nous permettra de nous appuyer sur nos résultats existants et de prendre les mesures nécessaires pour faire avancer nos recherches et apporter les améliorations nécessaires, plus rapidement”, a déclaré M. Yolcu.
Haval Shirwan et Esma Yolcu. Crédit : Université du Missouri
Shirwan et Yolcu, qui ont rejoint la faculté de MU au printemps 2020, font partie du premier groupe de chercheurs à commencer à travailler dans le bâtiment NextGen Precision Health, et après avoir travaillé à MU pendant près de deux ans, ils sont maintenant parmi les premiers chercheurs de NextGen à avoir un article de recherche accepté et publié dans une revue académique à fort impact et évaluée par des pairs.
Référence : “FasL microgels induce immune acceptance of islet allografts in nonhuman primates” par Ji Lei, María M. Coronel, Esma S. Yolcu, Hongping Deng, Orlando Grimany-Nuno, Michael D. Hunckler, Vahap Ulker, Zhihong Yang, Kang M. Lee, Alexander Zhang, Hao Luo, Cole W. Peters, Zhongliang Zou, Tao Chen, Zhenjuan Wang, Colleen S. McCoy, Ivy A. Rosales, James F. Markmann, Haval Shirwan et Andrés J. García, 13 mai 2022, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.abm9881
Le financement a été assuré par des subventions de la Fondation pour la recherche sur le diabète juvénile (2-SRA-2016-271-S-B) et des National Institutes of Health (U01 AI132817), ainsi que par une bourse post-doctorale de la Fondation pour la recherche sur le diabète juvénile et une bourse de recherche pour diplômés de la National Science Foundation. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des agences de financement.
Les auteurs de l’étude tiennent également à remercier Jessica Weaver, Lisa Kojima, Haley Tector, Kevin Deng, Rudy Matheson et Nikolaos Serifis pour leurs contributions techniques.
Les conflits d’intérêts potentiels sont également notés. Trois des auteurs de l’étude, García, Shirwan et Yolcu, sont les inventeurs d’une demande de brevet américain déposée par l’Université de Louisville et la Georgia Tech Research Corporation (16/492441, déposée le 13 février 2020). En outre, García et Shirwan sont cofondateurs d’iTolerance, et García, Shirwan et Markmann siègent au conseil consultatif scientifique d’iTolerance.
