Les cellules souches de l’estomac humain peuvent être converties en cellules qui sécrètent de l’insuline en réponse à l’augmentation de la glycémie, offrant une approche prometteuse pour le traitement du diabète, selon une étude préclinique menée par des chercheurs de Weill Cornell Medicine.
Dans l’étude, parue le 27 avril dans Biologie Cellulaire Nature, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient prendre des cellules souches obtenues à partir de tissus gastriques humains et les reprogrammer directement – avec une efficacité étonnamment élevée – dans des cellules ressemblant étroitement à des cellules pancréatiques sécrétant de l’insuline appelées cellules bêta. Des greffes de petits groupes de ces cellules ont inversé les signes de la maladie dans un modèle murin de diabète.
« Il s’agit d’une étude de preuve de concept qui nous donne une base solide pour développer un traitement, basé sur les propres cellules des patients, pour le diabète de type 1 et le diabète de type 2 sévère », a déclaré l’auteur principal de l’étude, le Dr Joe Zhou, professeur. de médecine régénérative et membre du Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration à Weill Cornell Medicine.
L’insuline est une hormone qui régule la glycémie – sans elle, la glycémie devient trop élevée, provoquant le diabète et ses nombreuses complications. On estime que 1,6 million d’Américains souffrent de diabète de type 1, qui résulte d’une attaque auto-immune qui détruit les cellules bêta du pancréas. Au moins plusieurs millions d’autres Américains manquent de cellules bêta en raison d’un diabète de type 2 sévère. Les traitements actuels dans de tels cas comprennent des injections d’insuline manuelles et portables, qui présentent de multiples inconvénients, notamment la douleur, un contrôle potentiellement inefficace de la glycémie et la nécessité de porter un équipement encombrant.
Les chercheurs biomédicaux visent à remplacer la fonction des cellules bêta de manière plus naturelle, par des greffes de cellules humaines qui fonctionnent comme les cellules bêta : détectent automatiquement les niveaux de sucre dans le sang et sécrétent de l’insuline au besoin. Idéalement, de telles greffes utiliseraient les propres cellules des patients, pour éviter le problème du rejet de la greffe.
Le Dr Zhou travaille à cet objectif depuis plus de 15 ans. Lors de ses premières expériences en tant que chercheur postdoctoral, il a découvert que les cellules pancréatiques ordinaires pouvaient être transformées en cellules bêta productrices d’insuline en forçant l’activation de trois facteurs de transcription – ou protéines qui contrôlent l’expression des gènes – entraînant l’activation ultérieure des gènes. nécessaires au développement des cellules bêta normales. Dans une étude de 2016, toujours chez la souris, lui et son équipe ont montré que certaines cellules souches de l’estomac, appelées cellules souches gastriques, sont également très sensibles à cette méthode d’activation à trois facteurs.
« L’estomac fabrique ses propres cellules sécrétant des hormones, et les cellules de l’estomac et les cellules pancréatiques sont adjacentes au stade embryonnaire du développement, donc en ce sens, il n’est pas complètement surprenant que les cellules souches gastriques puissent être si facilement transformées en insuline de type bêta. -cellules sécrétrices », a déclaré le Dr Zhou.
Les tentatives de reproduction de ces résultats à l’aide de cellules souches gastriques humaines, qui peuvent être retirées relativement facilement des patients lors d’une procédure ambulatoire appelée endoscopie, ont été ralenties par divers obstacles techniques. Cependant, dans la nouvelle étude, dirigée par le premier auteur, le Dr Xiaofeng Huang, instructeur de biologie moléculaire en médecine à Weill Cornell Medicine, les chercheurs ont enfin réussi.
Après avoir transformé des cellules souches gastriques humaines en cellules de type bêta, l’équipe a cultivé les cellules en petits groupes appelés organoïdes et a découvert que ces morceaux de tissu ressemblant à des organes devenaient rapidement sensibles au glucose, répondant avec des sécrétions d’insuline. Lorsqu’ils ont été transplantés dans des souris diabétiques, les organoïdes de type bêta ont fonctionné en grande partie comme de vraies cellules bêta pancréatiques, sécrétant de l’insuline en réponse à une augmentation de la glycémie et maintenant ainsi la glycémie stable. Les greffes ont également continué à fonctionner aussi longtemps que les chercheurs les ont surveillées – six mois – suggérant une bonne durabilité.
Le Dr Zhou a déclaré que lui et son laboratoire devaient encore optimiser leur méthode de diverses manières avant qu’elle puisse être envisagée pour une utilisation clinique. Les améliorations nécessaires comprennent des méthodes pour augmenter l’échelle de la production de cellules bêta pour les greffes chez l’homme et des modifications des cellules de type bêta pour les rendre moins vulnérables au type d’attaque immunitaire qui élimine initialement les cellules bêta chez les patients diabétiques de type 1.
En fin de compte, les chercheurs espèrent développer une technique permettant la récolte relativement facile des cellules souches gastriques des patients, suivie de la greffe, des semaines plus tard, d’organoïdes sécrétant de l’insuline qui régulent la glycémie sans avoir besoin de médicaments supplémentaires.
