Percée du diabète: cellules productrices d'insuline formées à l'aide de médicaments antipaludiques

Le diabète touche actuellement 29 millions d'Américains. Pendant des décennies, les chercheurs ont tenté de remplacer les cellules d'insuline du pancréas détruites par la maladie. Une recherche révolutionnaire pourrait avoir trouvé un moyen de transformer génétiquement les cellules alpha en cellules bêta productrices d'insuline.
Les chercheurs ont peut-être trouvé un moyen de remplacer les cellules bêta généralement perdues dans le diabète de type 1.

Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), le diabète est la septième cause de décès aux États-Unis.

Le CDC rapporte que 29 millions d'Américains vivent actuellement avec la maladie et 86 autres millions ont un prédiabète.

Le diabète de type 1 se caractérise par l'incapacité du pancréas à produire de l'insuline. Plus spécifiquement, le système immunitaire de l'organisme cesse de reconnaître les cellules bêta normalement responsables de la production d'insuline. Au lieu de cela, il les attaque et les détruit.

Sans insuline - qui normalement "dit" à l'organisme de commencer à réduire les niveaux de glucose - la glycémie ne peut pas pénétrer dans les cellules, où elle est normalement transformée en énergie. En conséquence, le glucose reste bloqué dans le sang, conduisant au diabète.

Pendant des décennies, les scientifiques ont tenté de trouver un moyen de remplacer ces cellules bêta, parfois appelées cellules des îlots, car elles se trouvent dans une zone endocrinienne du pancréas appelée îlots de Langerhans.

Les chercheurs ont tenté de remplacer les cellules bêta détruites par des cellules nouvelles et des cellules souches. Bien que les résultats aient semblé encourageants, ils n'ont pas encore réussi.

Maintenant, les chercheurs du centre de recherche CeMM pour la médecine moléculaire en Autriche semblent avoir trouvé le chaînon manquant, donnant l'espoir d'un traitement pour le diabète de type 1.

Le rôle des cellules alpha et bêta

Une équipe de chercheurs - dirigée par Stefan Kubicek, chef de groupe au CeMM - a examiné le rôle de divers médicaments approuvés dans la transformation des cellules alpha et bêta. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Cellule.

Outre les cellules bêta, les cellules alpha et trois autres types de cellules forment les îlots de Langerhans dans le pancréas, où ils sont responsables de la régulation de la glycémie.

Alors que les cellules bêta aident à signaler une réduction de la glycémie, les cellules alpha font le contraire en produisant du glucagon. Cependant, les cellules alpha sont flexibles: elles peuvent se transformer en cellules bêta.

En cas de déplétion extrême des cellules bêta, il a été démontré que les cellules alpha se transforment en cellules bêta productrices d’insuline, à l’aide d’un régulateur épigénétique appelé Arx.

Les cellules endocrines ont besoin de régulateurs pour conserver leur identité. Par exemple, des études récentes ont montré qu'après la différenciation des cellules endocrines, afin que les cellules bêta conservent leur identité, le régulateur épigénétique des cellules alpha Arx doit être activement réprimé.

"Arx réglemente de nombreux gènes qui sont cruciaux pour la fonctionnalité d'une cellule alpha", explique Kubicek. "Avant les travaux de notre collaborateur, l’équipe de Patrick Collombat a montré qu’un knockout génétique d’Arx entraînait une transformation des cellules alpha en cellules bêta."

Donc, à ce stade, les chercheurs savaient qu'ils avaient besoin d'Arx pour transformer les cellules, mais ils ne savaient pas s'il y avait d'autres facteurs dans l'organisme humain qui avaient influencé le processus.

Pour étudier cette question, Kubicek et son équipe ont conçu des lignées cellulaires alpha et bêta et les ont isolées de leur environnement. Ils ont analysé les cellules et démontré qu'une privation d'Arx est suffisante pour donner à la cellule son identité bêta et qu'aucun autre facteur du corps humain n'est requis.

Le médicament contre le paludisme transforme les cellules alpha en cellules productrices d'insuline

Maintenant, les scientifiques ont pu tester les effets d'une large gamme de médicaments approuvés sur des cellules alpha en culture en utilisant un test spécialement conçu et entièrement automatisé.

Les chercheurs ont découvert que les artémisinines - un groupe de médicaments couramment utilisés pour traiter le paludisme - avaient le même effet qu'une perte d'Arx.

En d'autres termes, les artémisinines ont transformé les cellules alpha du pancréas en cellules bêta-like productrices d'insuline fonctionnelles.

"Avec notre étude, nous avons pu montrer que les artémisinines modifient le programme épigénétique des cellules alpha productrices de glucagon et induisent des altérations profondes de leur fonction biochimique", explique Kubicek.

La manière dont cela se produit passe par l'activation des récepteurs GABA.

L'effet du GABA chez les rongeurs et les humains

Le GABA est un neurotransmetteur majeur produit par les cellules bêta des îlots. Il fonctionne comme un transmetteur dans les cellules des îlots, où il régule la sécrétion et la fonction de l'îlot.

Les artémisinines transforment les cellules alpha en se liant à une protéine appelée géphyrine. Cette protéine active les récepteurs GABA, qui sont comme les commutateurs centraux de la signalisation cellulaire. À la fin d'une longue chaîne de réactions biochimiques, le GABA déclenche la production d'insuline.

L'étude de Kubicek confirme des études antérieures chez la souris qui ont montré que le GABA aide à transformer les cellules alpha en cellules bêta. L'une de ces études est dirigée par Patrick Collombat et est publiée dans le même numéro de Cellule.

Les effets bénéfiques des artémisinines ont été démontrés non seulement dans des expériences de lignées cellulaires isolées, mais également dans des organismes modèles. Kubicek et son équipe ont montré que le médicament contre le paludisme augmentait la masse des cellules bêta et améliorait l'homéostasie chez le poisson zèbre, la souris et le rat.

Il est très probable que le même effet se produira chez l’homme, affirment les auteurs, car les cibles moléculaires des artémisinines chez les poissons, les rongeurs et les humains sont très similaires.

"De toute évidence, les effets à long terme des artémisinines doivent être testés. En particulier, la capacité de régénération des cellules alpha humaines est encore inconnue. De plus, les nouvelles cellules bêta doivent être protégées du système immunitaire.Mais nous sommes convaincus que la découverte des artémisinines et leur mode d'action peuvent constituer la base d'une toute nouvelle thérapie contre le diabète de type 1. "

Dr. Stefan Kubicek

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