Traitement du diabète: des microparticules magnétiques pour stimuler la sécrétion d'insuline

Publié par Adrien le 07/12/2022 à 09:00
Source: CEA IRIG
...

Une solution de traitement du diabète peu invasive a été développée par les chercheurs de l'Irig. La stimulation mécanique de la membrane plasmique de cellules bêta pancréatique via la vibration de microparticules magnétiques entraîne la sécrétion d'insuline.
Le diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes...) est une maladie qui touche environ 537 millions d'adultes, selon les chiffres de l'International Diabetes Federation en 2021. Il existe deux types de diabètes qui conduisent à l'hyperglycémie, un taux trop élevé de sucre (glucose) dans le sang.

La quantité de glucose sanguin est régulée par l'action d'une hormone: l'insuline, secrétée par le pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est...). Le diabète de type 1 (Cet article traite du diabète de type 1, une forme de diabète sucré. Il existe...) résulte d'une absence de sécrétion d'insuline par le pancréas, alors que le diabète de type 2 (Cet article traite du « diabète de type 2 », une forme de diabète...) est dû à une mauvaise utilisation de l'insuline par les cellules de l'organisme. Classiquement tous les malades atteints de diabète surveillent leur taux de glucose plusieurs fois par jour et procèdent ensuite à des injections sous-cutanée de doses appropriées d'insuline. Ce contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) de glycémie (La glycémie (du grec glukus = doux et haima = sang) désigne la concentration de glucose...) est pour la plupart des patients réalisé manuellement.

Des solutions plus intégrées existent, mais la technologie reste imparfaite et invasive. Idéalement, ce genre de dispositif médical (Un dispositif médical est défini comme:) comprendra un capteur capable de mesurer le taux de sucre sanguin en continu, un algorithme pour calculer la dose d'insuline appropriée, et une pompe d'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) d'insuline. Pour pallier au manque d'insuline, d'autres axes de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) peuvent être envisagés comme le développement de pancréas artificiels ou la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs...) du pancréas déficient chez les patients diabétiques.

Dans ce contexte des chercheurs de l'Irig étudient comment stimuler la sécrétion d'insuline par un pancréas défaillant. Ils utilisent la vibration de microparticules magnétiques déposées à la surface de cellules bêta pancréatiques. Les chercheurs avaient déjà utilisé ces particules pour éliminer des cellules cancéreuses par apoptose. Ce sont des microdisques (diamètre: 1,3 µm ; épaisseur: 60 nm d'épaisseur, figure A), composés de fer et de nickel, et qui peuvent être recouverts sur leurs deux faces par une couche d'or (Au/Fe20Ni80/Au). Lorsqu'ils sont déposés sur la membrane de cellules bêta pancréatiques INS-1E (Figure C), et que l'ensemble est soumis à un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) de faible fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...), la vibration des particules stimule la surface cellulaire, ce qui conduit à la sécrétion d'insuline. La quantité d'insuline ainsi produite dépend à la fois de la concentration de particules appliquée sur la surface des cellules (de 10 à 50 µg/mL), de la fréquence du champ magnétique (de 10 à 40 Hz) et de la durée de la stimulation (de 5 à 30 minutes).


A) microdisques magnétiques lors de leur fabrication sur substrat de silicium, vus par imagerie MEB.
B) membrane dopées avec les microdisques.
C) cellules pancréatiques sur lesquelles sont déposés des amas de particules magnétiques.
D) Dispositif magnétique pour stimuler la sécrétion d'insuline.

Dans les conditions optimales, la quantité d'insuline sécrétée est proche de celle qui est observée lorsque les cellules sont stimulées via une concentration efficace de glucose. Cette mécano-stimulation n'est pas délétère pour les cellules et n'entraîne pas d'apoptose. Cependant les microparticules magnétiques sont internalisées par les cellules. Pour pallier à cet effet et pour garantir la sécurité du dispositif, les chercheurs ont incorporé les microparticules magnétiques dans un film polymère de polydiméthylsiloxane PDMS (Figure B). Ce nouveau dispositif évite l'internalisation des particules et conduit lui aussi à la sécrétion d'insuline par les cellules (Figure D).

Ainsi, la mécano-stimulation de la surface des cellules bêta pancréatiques, via la vibration de particules magnétiques isolées ou inclues dans un film polymère, entraine la sécrétion d'insuline. Ces membranes dopées avec les particules magnétiques pourraient à terme devenir l'un des composant d'un pancréas artificiel. Il est aussi imaginable d'implanter ce dispositif au sein du pancréas déficient d'un patient diabétique.

Références:
Ponomareva S, Joisten H, François T, Naud C, Morel R, Hou Y, Myers T, Joumard I, Dieny B and Carrière M
Magnetic particles for triggering insulin release in INS-1E cells subjected to a rotating magnetic field.
Nanoscale, 2022.
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.322 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
A propos - Informations légales | Partenaire: HD-Numérique