Les cellules bêta du pancréas sont les cellules qui sécrètent l’hormone insuline, et un dysfonctionnement de ces cellules est ce qui définit le diabète. Aujourd’hui, des chercheurs ont réussi à créer un nouveau protocole pour générer ces cellules avec une « grande efficacité » à partir de cellules pluripotentes humaines.
Plus précisément, cette méthode, testée « in vitro » et chez la souris, permet d’obtenir des cellules bêta pancréatiques aptes à l’autotransplantation à partir de cellules pluripotentes induites (iPS) humaines, capables de se diviser indéfiniment et de devenir ensuite n’importe quel type de cellule ; celles-ci sont artificiellement dérivées de cellules adultes.
Les cellules bêta sont la source de l’insuline, une hormone nécessaire à la régulation de la glycémie. Pouvoir les générer à partir de cellules pluripotentes en vue d’une transplantation est un objectif pour le traitement du diabète de type 1 et 2.
Ces nouveaux travaux, menés par le chercheur espagnol Juan Carlos Izpisúa, du Salk Institute de La Jolla (Californie), améliorent les protocoles existants en la matière et parviennent à créer des cellules bêta fonctionnelles capables d’inverser l’hyperglycémie chez la souris en deux semaines.
« Notre protocole fournit une plateforme robuste pour étudier les cellules bêta humaines et les développer à partir de cellules pluripotentes pour la thérapie de remplacement cellulaire », selon les auteurs, qui comprennent également des scientifiques de l’Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM). Les résultats sont publiés dans Nature Communications.
Bien que des efforts importants aient été déployés au cours de la dernière décennie pour parvenir à la différenciation de cellules iPS humaines en cellules bêta pancréatiques, l’application clinique a été entravée pour différentes raisons.
Les protocoles conçus ont une faible efficacité (entre 10 et 40 %) ; les cellules bêta obtenues sont très hétérogènes et contiennent un pourcentage élevé de cellules secondaires indésirables qui non seulement affectent la maturation et la fonctionnalité des cultures obtenues, mais présentent également un risque de formation de tératome.
En outre, la reproductibilité et l’efficacité nécessitent des optimisations intensives pour chaque lignée cellulaire, selon les auteurs.
« Tous ces problèmes pourraient être dus à la méconnaissance, jusqu’à présent, de la manière de réguler les signaux impliqués dans la transformation des cellules iPS humaines en cellules bêta pancréatiques », explique Llanos Martínez, de l’UCAM et co-auteur de l’étude.
Pour surmonter ces obstacles, ce projet prévoit une sélection systématique des produits chimiques et des protéines à utiliser à chaque étape de la conversion des cellules iPS humaines en cellules bêta pancréatiques. Pour ce faire, un nouveau protocole est en cours d’élaboration, explique Estrella Núñez, vice-rectrice de la recherche à l’UCAM.
Parmi les améliorations de la nouvelle méthode figurent la génération précise de progéniteurs pancréatiques à partir de cellules iPS humaines et leur regroupement efficace en structures tridimensionnelles.
En outre, une combinaison de 10 produits chimiques a été découverte qui non seulement retient les progéniteurs dans des amas tridimensionnels, mais renforce leur potentiel de transformation en cellules bêta.
En mettant en œuvre ces découvertes, les scientifiques ont obtenu une « efficacité sans précédent » de 60 à 80 % dans la génération de cellules bêta dans plusieurs lignées de cellules pluripotentes.
« Cela suggère », a déclaré Izpisúa à Efe, « que la méthode peut être compatible avec des cellules d’origines et de fonds génétiques différents.
Les tests « in vitro » et « in vivo » ont montré que ces cellules bêta sont physiologiquement fonctionnelles, détectant le glucose et inversant l’hyperglycémie dans le cas du modèle de souris diabétique de type 1. En outre, ces cellules bêta n’ont pas formé de tératomes après une transplantation à long terme.
« Ces travaux nous rapprochent un peu plus d’une solution possible pour le diabète. Nous espérons qu’une fois les études d’immunogénicité et de sécurité terminées, nous pourrons commencer à transposer nos résultats en clinique humaine », conclut M. Izpisúa.
