Des "super-greffons" pour soigner le diabète
Publié par Adrien le 08/11/2019 à 08:00
Source: Université de Genève
En parvenant à renforcer les îlots pancréatiques avant leur transplantation, des chercheurs de l'UNIGE et des HUG permettent d'espérer une amélioration importante du succès des greffes cellulaires chez les patients diabétiques graves.


A gauche, un îlot de Langerhans standard, à droite, un "super-îlot". Les cellules à insuline (cellules bêta) sont en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement...) et les cellules à glucagon (cellules alpha) en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.); le "super-îlot" compte en plus les cellules amniotiques en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône...). © UNIGE

Pour sauver les patients souffrant d'une forme sévère de diabète de type 1 (Cet article traite du diabète de type 1, une forme de diabète sucré. Il existe d'autres types de diabètes : voir la page d'homonymie Diabète) (absence de cellules productrices d'insuline fonctionnelles), la greffe de cellules pancréatiques s'avère parfois l'ultime recours. Le pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des reins. Ses fonctions dichotomiques de glandes...) abrite en effet des amas cellulaires - nommé îlots de Langerhans - où se regroupent les cellules produisant les hormones régulatrices de la glycémie (La glycémie (du grec glukus = doux et haima = sang) désigne la concentration de glucose dans le sang ou plus exactement dans le plasma.). Le processus de greffe est cependant long et complexe: une partie importante des cellules transplantées meurent rapidement sans pouvoir s'implanter. En ajoutant à ces amas cellulaires des cellules épithéliales amniotiques, des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) sont parvenus à créer des "super-îlots" de Langerhans beaucoup plus robustes. Une fois transplantés, ces derniers s'implantent en plus grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) et se remettent beaucoup plus rapidement à fabriquer de l'insuline. Ces travaux, à découvrir dans la revue Nature Communications, permettraient non seulement d'améliorer le succès des greffes cellulaires, mais offrent également de nouvelles perspectives pour d'autres types de greffes ou pour la transplantation de cellules-souche.

Aujourd'hui, la transplantation d'îlots de Langerhans constitue l'option de la dernière chance pour les patients souffrant d'une forme particulièrement grave de diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète »...) de type 1. Les îlots sont prélevés dans le pancréas d'un donneur, isolés, puis réinjectés dans le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux...) du patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est...). "La procédure est bien maîtrisée - une quinzaine de patients en bénéficient chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) en Suisse - mais néanmoins complexe, indique Ekaterine Berishvili, chercheuse au Département de chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les tissus, notamment par incision et suture. Un médecin spécialisé dans cette discipline...) de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du...) de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux. Une bonne partie des îlots meurent en cours de route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) ; il faut donc souvent plusieurs donneurs pour soigner une seule personne et nous manquons cruellement de donneurs."

Les cellules placentaires au secours des greffons

Pour améliorer le succès de la transplantation d'îlots de Langerhans et la survie des cellules greffées, les chercheurs genevois ont cherché à créer de nouveaux îlots, plus robustes, qui résisteraient mieux que les îlots naturels au traumatisme (Un traumatisme est un dommage de la structure ou du fonctionnement du corps ou du psychisme. Il peut être dû à un agent ou à une force...) de la transplantation. Pour ce faire, ils ont eu l'idée d'ajouter aux cellules pancréatiques des cellules épithéliales amniotiques extraites de la paroi de la membrane interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...) du placenta (Le placenta est un organe unique qui connecte physiquement et biologiquement l'embryon en développement à la paroi utérine. Durant toute la grossesse, le placenta apporte à l'embryon puis au fœtus...). "Ces cellules, très semblables aux cellules souches, sont déjà utilisées dans d'autres thérapies, comme la réparation de cornées par exemple, souligne Thierry Berney, professeur au Département de chirurgie de la Faculté de médecine de l'UNIGE et chef du service de transplantation des HUG, qui a co-dirigé ces travaux. Dans notre cas, nous avons constaté qu'ils peuvent favoriser la fonction des cellules pancréatiques, qui est de produire des hormones en fonction de la fluctuation du taux de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est...)."

Première étape, in vitro: l'ajout de cellules épithéliales amniotiques a permis aux amas cellulaires de former des sphères régulières, signe d'une meilleure communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) intracellulaire et d'une plus grande connectivité. Deuxième étape in vivo: les scientifiques ont transplanté leurs "super-îlots" de Langerhans chez des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue...) diabétiques, qui se sont rapidement mises à produire de l'insuline. "Même avec très peu d'amas cellulaires, nos super-îlots se sont très bien adaptés à leur nouvel environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) et se sont rapidement vascularisés, explique Fanny Lebreton, chercheuse au Département de chirurgie de la Faculté de médecine et première auteure de ces travaux. Une bonne vascularisation est en effet l'élément clé de toute transplantation: cela permet d'alimenter le nouvel organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs...) en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et nutriments et garantit leur survie." De plus, les îlots artificiels se sont rapidement mis à produire de l'insuline.

Améliorer l'oxygénation et protéger les îlots

Les cellules épithéliales amniotiques s'avèrent ainsi essentielles à la survie des îlots: elles semblent agir sur deux éléments vitaux: le manque d'oxygène, qui tue habituellement un grand nombre d'îlots transplantés, et la modulation du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le...) hôte pour limiter les risques de rejet: "Lors de toute transplantation, le premier pas consiste à supprimer l'immunité du receveur afin de limiter les risques de rejet, indique Ekaterine Berishvili. Les cellules épithéliales amniotiques ont cette caractéristique unique de protéger le foetus, qui est aussi un "non-soi", contre les attaques du système immunitaire de sa mère. Nous pensons que le même mécanisme est à l'oeuvre pour protéger les greffons." Le mécanisme de protection, observé ici sur des greffes cellulaires, pourrait se vérifier dans d'autres types de greffes ou même dans le cadre de xénotransplantation - où il s'agit de transplanter chez l'être humain des cellules ou des organes non humains.

Ces découvertes devront ensuite être confirmées sur l'être humain. L'utilisation de cellules épithéliales amniotiques étant déjà courante dans d'autres contextes cliniques sans effets secondaires néfastes, cela pourrait se faire relativement rapidement. Un espoir important pour toutes les personnes en attente de greffe.

Ces travaux ont été soutenus par le Fonds national Suisse pour la recherche scientifique, la Fondation privée des HUG, la Fondation romande de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) sur le diabète, la Fondation européenne pour l'étude du diabète, ainsi que par la Fondation pour la recherche sur le diabète juvénile.
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