Les transplantations sous-cutanées sont prometteuses pour le diabète de type 1

En théorie, la transplantation de cellules productrices d’insuline dans l’organisme devrait constituer un traitement pour le diabète de type 1. Cependant, dans la pratique, les chercheurs sont confrontés à de nombreux défis, en particulier dans la recherche d’un environnement non hostile pour les cellules. Une nouvelle étude décrit maintenant une approche d'ingénierie tissulaire susceptible de créer un environnement approprié sous la peau.
Les chercheurs affirment que l'implantation de cellules productrices d'insuline sous la peau pourrait constituer un traitement efficace du diabète de type 1.

Dans le journal Actes de l'Académie Nationale des SciencesDes chercheurs de l’Institut des biomatériaux et du génie biomédical (IBBME) de l’Université de Toronto au Canada décrivent comment ils ont mis au point et testé leur méthode de transplantation sous-cutanée chez un modèle de diabète de type 1 chez la souris.

Une caractéristique importante de l'étude est que la méthode de transplantation utilise l'ingénierie tissulaire pour générer des vaisseaux sanguins qui s'intègrent à l'apport sanguin de l'hôte.

Les cellules productrices d'insuline sont très sensibles au manque d'oxygène et un apport sanguin insuffisant est un problème qui a empêché de les transplanter.

Le diabète de type 1 détruit les cellules des îlots

Le diabète est une maladie chronique qui se développe lorsque l’organisme ne peut pas empêcher la glycémie ou la glycémie d’augmenter.

Si elle n'est pas traitée, une glycémie élevée ou une hyperglycémie endommage de nombreuses parties du corps, notamment le c?ur, les reins, les yeux, les nerfs et les vaisseaux sanguins.

L'insuline - une hormone produite dans le pancréas - est le principal régulateur du sucre dans le sang. Il aide les cellules à absorber le sucre et à l'utiliser pour l'énergie.

Chez les personnes atteintes de diabète de type 1, leur système immunitaire détruit les cellules des îlots du pancréas qui produisent de l'insuline. Dans le diabète de type 2, le corps produit de l'insuline mais ne peut pas l'utiliser efficacement.

Environ 30,3 millions de personnes vivent avec le diabète aux États-Unis. Le diabète de type 1, qui représente environ 5% du diabète, est le plus souvent diagnostiqué dans l'enfance ou au cours de l'adolescence et du début de l'âge adulte.

Il n'y a actuellement aucun traitement curatif pour le diabète de type 1 et pour l'instant personne ne sait comment le prévenir. Les personnes atteintes de la maladie ont besoin d’injections quotidiennes d’insuline pour survivre.

Défis de la transplantation de cellules d'îlots

La transplantation de cellules d'îlots de donneurs est considérée comme une approche prometteuse pour traiter le diabète de type 1. Cependant, où les transplanter dans le corps - et comment les aider à survivre - se révèle être un défi majeur pour les chercheurs.

Alexander Vlahos, auteur principal de la nouvelle étude et Ph.D. candidat à IBBME, dit que "les îlots pancréatiques sont dispersés dans tout le pancréas entre d'autres cellules pancréatiques qui sécrètent des enzymes digestives."

"Cela rend peu pratique l’essai et la livraison d’îlots au pancréas: vous le livrerez probablement à une région du pancréas qui sécrète ces enzymes", explique-t-il.

D'autres sites, tels que le foie ou la cavité abdominale, sont également inappropriés. Leurs environnements "hostiles" endommagent rapidement les cellules. Par exemple, dans les transplantations dans la veine porte du foie, environ 60% des cellules meurent au cours des 48 premières heures.

Pour garantir que suffisamment de cellules survivent, la greffe nécessite un volume de cellules si important que le patient aurait besoin de cellules d'îlots provenant de plusieurs donneurs.

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Par conséquent, expliquent les chercheurs, il existe un besoin de "site de transplantation moins hostile, à la fois peu invasif et capable de supporter un volume important de greffes".

Non seulement la peau répond à ces exigences, elle est accessible et «rend la transplantation d'îlots beaucoup plus facile à gérer, surtout si le patient réagit négativement aux cellules du donneur», explique Vlahos.

Cellules d'îlots intégrées dans des modules tissulaires

Pour leur étude, l'équipe a prélevé des cellules d'îlots pancréatiques saines chez des rats et les a incorporées dans des modules fabriqués à partir de «cylindres de collagène enduits de cellules endothéliales».

Ils ont ensuite implanté les modules sous la peau de souris élevées comme modèle animal de diabète de type 1.

Les cellules d'îlots transplantées - incorporées dans des modules d'ingénierie tissulaire - ont rétabli et maintenu le contrôle du glucose chez les souris diabétiques de type 1 pendant 21 jours.

Un nombre équivalent de cellules d'îlots transplantées sans les incorporer dans des modules d'ingénierie tissulaire n'a eu aucun effet sur le contrôle du glucose.

Lorsqu'ils ont examiné le site de transplantation, les chercheurs ont découvert que les îlots implantés étaient entourés de nouveaux vaisseaux sanguins intégrés à l'apport sanguin de l'hôte. Ils notent que c'est la première fois que cela se produit dans les greffes d'îlots sous-cutanés.

L’équipe suggère que l’étude constitue un pas en avant dans l’utilisation de la peau comme site de transplantation pour les traitements du diabète de type 1, mais offre également une nouvelle façon d’explorer la vascularisation

"Les îlots pancréatiques représentent environ 1% du pancréas, mais nécessitent de 15 à 20% du flux sanguin vers l'organe. Nous devions assurer un flux sanguin adéquat vers les îlots pour que cela fonctionne."

Alexander Vlahos

L’équipe prévoit également d’essayer d’injecter des cellules d’îlots dans des sites où ils ont utilisé l’ingénierie tissulaire pour développer au préalable un bon réseau d’approvisionnement en sang.