Cette intervention expérimentale sur le pancréas pourrait éliminer le besoin d'injections d'insuline chez certaines personnes atteintes de diabète. Mais elle n'est pas facile, c'est pourquoi d'autres solutions de remplacement des cellules des îlots de Langerhans font l'objet de recherches.
Bien que leur nom puisse évoquer des images d'affleurements balayés par le vent au large de la côte nord de l'Écosse, les îlots de Langerhans, ou "cellules bêta-îlots du pancréas" comme on les appelle plus communément, constituent la réserve naturelle de cellules sécrétrices d'insuline de l'organisme.
Ce sont ces cellules qui sont détruites ou gravement endommagées dans le diabète de type 1 et déficientes dans certains cas de diabète de type 2. Dépourvues de source naturelle d'insuline, une hormone essentielle au contrôle de la glycémie, les personnes atteintes de diabète de type 1 doivent recevoir des injections quotidiennes d'insuline.
Mais tout au long de la dernière décennie, les chercheurs ont étudié et affiné les techniques de remplacement des cellules bêta des îlots de Langerhans, dans le but de rétablir la production et la libération naturelles d'insuline et d'éliminer le besoin d'injections d'insuline chez les personnes atteintes de diabète de type 1. Les personnes atteintes de diabète de type 2, qui est causé par un processus pathologique différent, ne bénéficieraient généralement pas de ce type de thérapie.
Une méthode éprouvée de transfert de cellules d'îlots de Langerhans est la transplantation du pancréas, la grande glande (située derrière l'estomac) où vivent les cellules des îlots bêta. Des études ont montré que la transplantation du pancréas peut éliminer le besoin d'insuline injectée dans environ la moitié des cas pendant au moins cinq ans.
Pourtant, en raison des risques liés à la chirurgie de transplantation et de la nécessité de prendre des médicaments anti-rejet après la greffe, cette procédure est principalement une option pour les patients qui reçoivent également une greffe de rein en raison d'une maladie rénale avancée. Selon l'American Diabetes Association (ADA), les transplantations simultanées de rein et de pancréas chez des patients sélectionnés n'augmentent pas le risque pour le patient, peuvent améliorer la survie des reins transplantés et rétabliront un contrôle normal de la glycémie.
Les lignes directrices de l'ADA sur le diabète notent également, cependant, que la transplantation de pancréas ne réussit que partiellement à inverser certains des graves effets secondaires à long terme du diabète. La procédure permet d'éviter les problèmes rénaux et la nécessité d'injections quotidiennes, voire multiples, d'insuline. Mais les affections chroniques comme les maladies oculaires et les anomalies nerveuses restent fréquemment un problème chez ces patients transplantés.
Au moment où cet article a été écrit, il y avait 1 389 personnes sur la liste d'attente nationale pour une greffe de pancréas, et 2 409 autres personnes en attente d'une greffe combinée de rein et de pancréas, selon le Réseau uni pour le partage d'organes (UNOS).
Greffes de cellules d'îlots
Une alternative légèrement moins invasive à la transplantation du pancréas est la transplantation d'îlots de Langerhans seuls. Dans cette procédure expérimentale, les cellules des îlots bêta sont identifiées, isolées et prélevées sur les pancréas des donneurs et sont injectées dans une veine principale reliée au foie. Les îlots injectés trouvent leur chemin dans des vaisseaux sanguins microscopiques et sont entourés et fixés en place par le tissu hépatique. Une fois là, les cellules prennent en charge la production et la sécrétion d'insuline, transformant ainsi le foie en un pancréas de substitution.
L'un des problèmes de cette approche est que les îlots bêta humains sont peu nombreux et difficiles à trouver ; ils ne représentent en fait que 1 % de toutes les cellules du pancréas (la plupart des autres cellules produisent et sécrètent des enzymes qui facilitent la digestion). En outre, certains îlots sont inévitablement endommagés ou détruits pendant le processus de récolte, explique un chercheur en diabétologie dans un entretien avec le médecin.
"Le processus de prélèvement du pancréas, d'isolement des cellules, puis de transplantation en une seule journée est assez difficile, surtout si l'on tient également compte de la situation où l'on peut effectivement passer toute cette journée à essayer d'isoler les cellules et ne jamais obtenir suffisamment de cellules à l'issue de cette procédure", explique Emmanuel Opara, PhD, professeur de recherche associé au département de chirurgie expérimentale et professeur de recherche adjoint au département de biologie cellulaire du Duke University Medical Center à Durham, en Caroline du Nord.
Opara et ses collègues étudient des alternatives aux cellules d'îlots humains, notamment l'utilisation d'îlots prélevés sur des pancréas de porc. Bien que l'utilisation d'organes animaux chez l'homme soit controversée, l'insuline dérivée de pancréas de porc et de vache est utilisée depuis le début des années 1920, lorsque la production commerciale d'insuline a commencé ; l'utilisation d'insuline humaine est un développement relativement récent.
Les cellules d'îlots de Langerhans de porc sont très similaires en nature et en fonction aux îlots de Langerhans humains, mais parce qu'elles proviennent d'un animal, elles sont considérées comme des envahisseurs étrangers par le système immunitaire du patient, qui envoie des cellules spécialisées pour les traquer, les marquer pour les éliminer et les tuer.
Pour contourner ce problème, Opara et ses collègues de Duke ont mis au point des sphères spéciales de délivrance de médicaments composées d'un glucide complexe appelé alginate. Les sphères entourent, ou "encapsulent", les cellules des îlots de Langerhans, et seraient suffisamment poreuses pour laisser entrer le sucre sanguin et sortir l'insuline tout en protégeant les cellules des îlots de Langerhans de l'action du système immunitaire. Les sphères ressemblent un peu aux fentes pour les flèches utilisées par les archers défendant les anciens châteaux.
Les chercheurs de Duke étudient également les méthodes de congélation des cellules d'îlots récoltées. "L'une des choses que je fais est de concevoir des procédures qui nous permettront de stocker ces cellules dans un état très viable, de sorte que, lorsque vous en aurez besoin, vous vous rapprocherez de la situation où vous devez aller chez un médecin pour obtenir une ordonnance [de cellules d'îlots], puis aller à la pharmacie pour les récupérer", explique Opara au docteur.
En plus de constituer des réserves de cellules d'îlots, cette technique a l'effet secondaire bénéfique de rendre les cellules moins offensives pour le système immunitaire, ce qui les aide à survivre plus longtemps lorsqu'elles sont transplantées chez un patient atteint de diabète de type 1, explique Opara.
Feuilles d'îlots, virus et cellules souches
D'autres équipes de recherche travaillent sur des feuilles de cellules d'îlots de Langerhans entourées d'un plastique poreux ; les feuilles ainsi obtenues pourraient théoriquement servir de pancréas bio-artificiels. D'autres encore expérimentent des virus qui pourraient rendre les transplantations de cellules d'îlots bêta plus acceptables pour le système immunitaire, dans une forme de technologie biologique "furtive".
Et comme l'a rapporté le médecin en 2001, des chercheurs du National Institutes of Health travaillent à la mise au point d'une nouvelle méthode pour rétablir la production d'insuline en amadouant des cellules souches embryonnaires pour qu'elles deviennent des cellules bêta-îlots type spécialisé de cellule productrice d'insuline. Si cette technique fonctionne chez l'homme, elle pourrait représenter une avancée majeure dans le traitement du diabète et pourrait même remplacer l'insuline injectée, rapportent les chercheurs dans le numéro du 26 avril de la revue Science.
Mais comme les cellules sécrétrices d'insuline nouvellement frappées sont dérivées d'un type de cellule non spécialisée que l'on ne trouve qu'aux premiers stades du développement embryonnaire, une version humaine du traitement se heurterait à une forte opposition de la droite politique et religieuse, qui s'oppose à la recherche médicale utilisant des cellules dérivées d'embryons humains.
En 2001, l'administration Bush a annoncé l'interdiction de la recherche utilisant des cellules dérivées d'embryons nouvellement créés (tels que ceux jetés quotidiennement par les cliniques de fertilité), limitant les scientifiques à travailler avec les lignées de cellules souches actuellement disponibles ; les chercheurs en cellules souches ont déclaré que cette décision paralysait leur capacité à mener des recherches significatives, et pourrait retarder le développement de traitements vitaux -- comme ceux pour le diabète -- de plusieurs années, voire de plusieurs décennies.
