Les mini-estomacs producteurs d’insuline: un changeur de jeu pour le diabète?

Selon les résultats d'une nouvelle étude, la clé d'une nouvelle thérapie cellulaire pour le diabète peut se situer dans l'estomac. Les chercheurs ont utilisé des cellules de l'estomac pour créer des «mini-organes» qui produisent de l'insuline lorsqu'ils sont transplantés chez la souris.
Cette image montre une section du mini-estomac, avec des cellules productrices d'insuline surlignées en rouge.
Crédit image: Chaiyaboot Ariyachet

Aux États-Unis, environ 29,1 millions de personnes souffrent de diabète. Parmi ceux-ci, environ 1,25 million ont un diabète de type 1, où la destruction des cellules bêta dans le pancréas interrompt la production d'insuline, entraînant une régulation inadéquate de la glycémie.

Pour tenter de trouver un remède à la maladie, les chercheurs ont passé des années à chercher des moyens de remplacer ces cellules bêta productrices d’insuline.

En octobre dernier, par exemple, Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté une étude dans laquelle des chercheurs ont reprogrammé des cellules dérivées du canal pancréatique (HDDC) pour qu'elles se comportent comme des cellules bêta et produisent et sécrètent de l'insuline.

Mais cette dernière étude - publiée dans la revue Cellule Cellulaire - suggère que les cellules de la partie inférieure de l'estomac, appelée région du pylore, présentent le plus grand potentiel de reprogrammation pour agir comme des cellules bêta.

Les cellules gastriques reprogrammées ont normalisé les taux de glucose chez la souris

L'auteur principal de l'étude, Qiao Zhou, du département de cellules souches et de biologie régénérative de l'université de Harvard à Boston, et ses collègues, ont conçu des souris génétiquement modifiées pour exprimer trois gènes capables de convertir des cellules en cellules bêta.

Cela a permis à l'équipe de déterminer quelles cellules chez les souris étaient les plus susceptibles d'avoir un potentiel de production d'insuline.

• Sur les 29,1 millions de personnes soupçonnées de souffrir de diabète aux États-Unis, environ 8,1 millions ne sont pas diagnostiquées
• Environ 1,4 million d'Américains sont diagnostiqués avec le diabète chaque année
• Le diabète de type 2 est la forme la plus courante, représentant environ 90 à 95% de tous les cas.

En savoir plus sur le diabète

"Nous avons regardé partout, du nez à la queue de la souris," dit Zhou. "Nous avons découvert, de manière surprenante, que certaines des cellules de la région du pylore de l'estomac sont les plus susceptibles d'être converties en cellules bêta. Ce tissu semble être le meilleur matériau de départ."

La région du pylore est la zone qui relie l'estomac à l'intestin grêle.

Les chercheurs expliquent que lorsqu'ils ont reprogrammé différentes cellules pour qu'elles se comportent comme des cellules bêta, les cellules du pylore ont la plus forte réponse aux taux élevés de glucose sanguin chez les souris, produisant de l'insuline afin de ramener leur taux de glucose à la normale.

Pour tester l'efficacité de ces cellules, les chercheurs ont détruit les cellules bêta de deux groupes de modèles de souris diabétiques. Un groupe a eu ses cellules de pylore reprogrammées pour agir comme des cellules bêta, tandis qu'un groupe témoin n'a pas subi de reprogrammation de cellules de pylore.

Bien que les souris du groupe témoin soient décédées dans les 8 semaines, celles qui avaient reprogrammé leurs cellules du pylore ont maintenu leur taux d'insuline et de glucose pendant toute la période de surveillance, soit jusqu'à 6 mois. Cela suggère que les cellules de pylore reprogrammées ont compensé le manque de cellules bêta.

Zhou a indiqué que les cellules de pylore semblent être les meilleures cellules à convertir pour la production d'insuline. MNT: "De nos études moléculaires et physiologiques, les cellules bêta dérivées du pylore semblent ressembler le plus aux cellules bêta natives du pancréas et peuvent donc mieux réguler la glycémie."

L'équipe note qu'il existe un autre avantage à utiliser des cellules de la région du pylore: les cellules souches de cette région se renouvellent régulièrement. Ils expliquent que lorsque les premières cellules reprogrammées ont été détruites chez les souris, les cellules souches du pylore les ont régénérées.

"Dans divers états pathologiques, vous avez une perte constante de cellules bêta", explique Zhou. "Nous fournissons, en principe, un avantage pour reconstituer ceux-ci."

Les mini-estomacs compensés par le manque de cellules bêta

Zhou explique que dans l'étude, les souris ont été conçues pour exprimer trois gènes capables de reprogrammer les cellules en cellules bêta, mais cette technique ne serait pas réalisable chez l'homme.

Afin de résoudre ce problème et d'ouvrir la voie à une thérapie clinique potentielle, les chercheurs ont extrait des tissus de l'estomac de souris et conçu les cellules tissulaires en laboratoire pour exprimer les facteurs pouvant conduire à la conversion des cellules stomacales en cellules bêta.

Ensuite, l'équipe a incité les cellules reprogrammées à former un mini-estomac d'environ 0,5 à 1 cm de diamètre avant de transplanter ces minuscules organes dans les membranes des cavités abdominales des souris.

Les chercheurs ont ensuite détruit les cellules bêta des souris afin de voir si le mini-estomac allait reprendre leur travail.

Ils ont constaté que pour cinq des 22 souris qui avaient été transplantées avec les mini-estomacs, leur glycémie était restée normale. L’équipe dit que c’est le taux de réussite qu’ils espéraient voir.

"Lorsque vous rassemblez cela, vous demandez essentiellement aux cellules souches récoltées de s'auto-organiser en un organe sur une matrice", explique Zhou. "La limitation est de savoir si le tissu que vous avez transplanté peut se réorganiser avec les bonnes couches."

Mini-estomacs: un traitement réalisable pour les patients diabétiques?

Bien qu'il y ait un long chemin à parcourir avant que la transplantation du mini-estomac ne devienne une option pour les patients diabétiques, Zhou estime que son étude suggère que c'est faisable:

"Ce qui est potentiellement formidable dans cette approche, c'est que l'on peut effectuer une biopsie chez un individu, faire croître les cellules in vitro et les reprogrammer en cellules bêta, puis les transplanter pour créer un traitement spécifique au patient. maintenant, nous sommes très excités. "

En fait, Zhou a dit MNT l'équipe a déjà développé des mini-estomacs humains capables de produire de l'insuline."Nous les testons maintenant sur des modèles de souris", a-t-il déclaré. "Notre objectif est de générer des cellules bêta spécifiques à chaque patient à partir de ces échantillons et de les transplanter."

Mais ces mini-estomacs permettront-ils de guérir le diabète? "Je pense que notre méthode ouvre la voie à une nouvelle approche de thérapie cellulaire pour traiter le diabète à coup sûr", a déclaré Zhou. "Un remède contre le diabète nécessitera une approche à plusieurs volets. Aucun traitement unique, à mon avis, ne peut complètement guérir le diabète."

Le mois dernier, MNT ont rapporté le développement d'une stratégie de traitement prometteuse pour les patients atteints de diabète de type 1 sous la forme de cellules pancréatiques encapsulées.

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