Augmenter les niveaux d’une certaine protéine dans les cellules souches du sang afin que le système immunitaire cesse d’attaquer les cellules de l’insuline dans le pancréas pourrait être un moyen d’arrêter le diabète de type 1, selon une nouvelle étude rapportée dans.
Des chercheurs dirigés par ceux du Boston Children’s Hospital de l’université de Harvard ont découvert qu’ils pouvaient inverser l’hyperglycémie chez les souris diabétiques en modifiant leurs cellules souches sanguines défectueuses pour augmenter la production d’une protéine appelée PD-L1.
Dans le diabète de type 1, le pancréas ne produit pas suffisamment d’insuline. Sans insuline suffisante, le corps ne peut pas convertir le sucre dans le sang, ou le glucose, en énergie pour les cellules, avec le résultat qu’il s’accumule dans la circulation sanguine.
Au fil du temps, l’hyperglycémie ou l’hyperglycémie entraîne des complications graves, telles que des problèmes de vision et des dommages aux vaisseaux sanguins, aux nerfs et aux reins.
Le système immunitaire attaque les cellules bêta
Environ 5 pour cent des 23,1 millions de personnes diagnostiquées avec le diabète aux États-Unis ont le diabète de type 1.
Le corps produit de l’insuline dans le pancréas, qui est un organe situé juste derrière l’estomac. Il contient des cellules bêta productrices d’insuline qui normalement détectent les niveaux de glucose dans le sang et libèrent juste la bonne quantité d’insuline pour maintenir les taux de sucre normaux.
Dans le diabète de type 1, une défaillance du système immunitaire fait que les lymphocytes T inflammatoires – qui réagissent habituellement au matériel «étranger» – attaquent les cellules bêta du pancréas. Personne ne sait exactement comment cela se produit, mais les scientifiques soupçonnent qu’un virus, ou un autre déclencheur dans l’environnement, le déclenche chez les personnes ayant certains gènes hérités.
Le « Saint Graal » des scientifiques qui cherchent un remède contre le diabète de type 1 est de trouver un moyen de prévenir ou d’arrêter l’attaque immunitaire sur les cellules bêta.
Plusieurs approches ont été essayées, y compris des médicaments «cytostatiques» pour stopper l’activité cellulaire, des vaccins qui tentent de modifier la réponse immunitaire, et des traitements utilisant des cellules souches prélevées sur des cordons ombilicaux.
«Cellules souches sanguines défectueuses»
Une approche qui s’est révélée plus prometteuse est la «greffe de moelle osseuse autologue», qui tente de «redémarrer» le système immunitaire d’une personne en utilisant ses propres cellules souches hématopoïétiques. Cependant, même cette méthode ne s’est pas révélée aussi efficace que les médecins l’avaient espéré.
Maintenant, dans la nouvelle étude, les chercheurs – dirigés par le chercheur senior Paolo Fiorina, professeur adjoint de pédiatrie à l’hôpital pour enfants de Boston de la Harvard Medical School – pourraient avoir découvert pourquoi les traitements utilisant les cellules souches du sang ne fonctionnent pas toujours.
« Nous avons constaté que dans le diabète », explique le professeur Fiorina, « les cellules souches du sang sont défectueuses, ce qui favorise l’inflammation et peut-être conduire à l’apparition de la maladie. »
Le défaut qu’ils ont découvert est que les cellules souches du sang – c’est-à-dire les cellules progénitrices qui donnent naissance à des cellules matures – ne produisent pas assez de protéine appelée PD-L1 qui repousse l’attaque des cellules T.
Ils ont trouvé cela en utilisant le profil d’expression génique pour découvrir quelles protéines font les cellules souches du sang. Ils ont constaté que le réseau génétique des voies qui contrôlent la production de PD-L1 est différent dans les cellules souches sanguines des humains et des souris diabétiques. Cette différence est suffisante pour arrêter la production de PD-L1, même dans les premiers stades de la maladie.
« Remodeler le système immunitaire »
PD-L1 est une molécule « check-point immunitaire » qui aide à maintenir l’équilibre du système immunitaire. Quand il se branche sur une autre protéine appelée PD-1 qui se trouve à la surface des cellules T, il les inactive.
Les scientifiques ont mené un certain nombre d’expériences dans lesquelles ils ont traité les cellules souches du sang de sorte qu’ils ont fait plus de PD-L1, puis les ont testés sur des cellules humaines et murines. Ils ont découvert que les cellules souches sanguines modifiées réduisaient la réaction immunitaire inflammatoire dans les cellules humaines et murines.
Lorsqu’ils ont injecté des cellules souches modifiées à des souris diabétiques, ils ont constaté que les cellules se déplaçaient vers les pancréas des animaux et inversaient leur hyperglycémie à court terme. À long terme, un tiers des souris ont maintenu des niveaux normaux de sucre dans le sang pour le reste de leur vie.
« Il y a vraiment une refonte du système immunitaire lorsque vous injectez ces cellules », note le professeur Fiorina.
Les chercheurs ont expérimenté deux façons d’obtenir que les cellules souches du sang produisent plus de PD-L1: une qui insérait un gène sain pour PD-L1 et une autre qui modifiait la machinerie protéique des cellules avec un «cocktail» de trois petites molécules. Les deux méthodes ont eu le même effet d’inversion du diabète.
« La beauté de cette approche est l’absence virtuelle d’effets indésirables, car elle utiliserait les propres cellules des patients. »
Prof. Paolo Fiorina
En attendant, les chercheurs travaillent avec une entreprise privée pour améliorer la méthode qui utilise le cocktail de petites molécules. Ils espèrent lancer un essai clinique de cette approche en tant que traitement du diabète de type 1.
