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La percée du diabète: des cellules productrices d’insuline formées à l’aide de médicaments contre le paludisme

Le diabète affecte actuellement 29 millions d’Américains. Pendant des décennies, les chercheurs ont essayé de remplacer les cellules d’insuline du pancréas qui sont détruites par la maladie. Des recherches novatrices ont peut-être trouvé un moyen de transformer génétiquement les cellules alpha en cellules bêta productrices d’insuline.

[diabète type 1 avec définition]

Selon le Centre pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), le diabète est la septième cause de décès aux États-Unis.

Le rapport de CDC que 29 millions d’Américains vivent actuellement avec la maladie, et un autre 86 millions ont prédiabète.

Le diabète de type 1 est caractérisé par l’incapacité du pancréas à produire de l’insuline. Plus précisément, le propre système immunitaire du corps cesse de reconnaître les cellules bêta normalement responsables de la production d’insuline. Au lieu de cela, il les attaque et les détruit.

Sans insuline – qui «dit» normalement au corps de commencer à réduire les niveaux de glucose – le sucre dans le sang ne peut pas entrer dans les cellules, où il est normalement transformé en énergie. En conséquence, le glucose se coince dans la circulation sanguine, conduisant au diabète.

Pendant des décennies, les scientifiques ont essayé de trouver un moyen de remplacer ces cellules bêta – parfois appelés cellules des îlots, car ils sont situés dans une zone endocrinienne du pancréas connu sous le nom des îlots de Langerhans.

Les chercheurs ont tenté de remplacer les cellules bêta détruites par de nouvelles cellules en utilisant des cellules souches et des cellules adultes. Bien que les résultats aient semblé encourageants, ils n’ont pas encore réussi.

Maintenant, les chercheurs du Centre de recherche en médecine moléculaire du CeMM en Autriche semblent avoir trouvé le chaînon manquant, donnant l’espoir d’un remède contre le diabète de type 1.

Le rôle des cellules alpha et bêta

Une équipe de chercheurs – dirigée par Stefan Kubicek, chef de groupe au CeMM – a examiné le rôle d’une variété de médicaments approuvés sur la transformation des cellules alpha et bêta. Leurs résultats ont été publiés dans la revue

En plus des cellules bêta, les cellules alpha et trois autres types de cellules forment les îlots de Langerhans dans le pancréas, où ils sont responsables de la régulation du taux de sucre dans le sang.

[Cellule alpha]

Alors que les cellules bêta aident à signaler une réduction de la glycémie, les cellules alpha font le contraire, en produisant du glucagon. Cependant, les cellules alpha sont flexibles: elles peuvent se transformer en cellules bêta.

En cas de déplétion extrême des cellules bêta, il a été démontré que les cellules alpha se transforment en cellules bêta productrices d’insuline, à l’aide d’un régulateur épigénétique connu sous le nom d’Arx.

Les cellules endocrines ont besoin de régulateurs pour garder leur identité. Par exemple, des études récentes ont montré qu’après la différenciation des cellules endocrines, pour que les cellules bêta conservent leur identité, le régulateur épigénétique des cellules alpha Arx doit être activement réprimé.

« Arx régule de nombreux gènes qui sont cruciaux pour la fonctionnalité d’une cellule alpha », explique Kubicek. « Travail préalable de notre collaborateur, l’équipe de Patrick Collombat a montré qu’un knockout génétique d’Arx conduit à une transformation des cellules alpha en cellules bêta. »

Ainsi, à ce stade, les chercheurs savaient qu’ils avaient besoin d’Arx pour transformer les cellules, mais ils ne savaient pas s’il y avait d’autres facteurs dans l’organisme humain qui ont influencé le processus.

Pour étudier cela, Kubicek et son équipe ont conçu des lignées cellulaires alpha et bêta et les ont isolées de leur environnement. Ils ont analysé les cellules et ont démontré qu’une privation d’Arx est suffisante pour donner à une cellule son identité bêta, et aucun autre facteur du corps humain n’est requis.

Le médicament contre le paludisme transforme les cellules alpha en cellules productrices d’insuline

Maintenant, les scientifiques ont pu tester les effets d’une large gamme de médicaments approuvés sur des cellules alpha cultivées en utilisant un test spécialement conçu et entièrement automatisé.

Les chercheurs ont découvert que les artémisinines – un groupe de médicaments couramment utilisés pour traiter le paludisme – avaient le même effet qu’une perte d’Arx.

En d’autres termes, les artémisinines ont transformé les cellules alpha pancréatiques en cellules bêta fonctionnelles produisant de l’insuline.

« Avec notre étude, nous avons pu montrer que les artémisinines modifient le programme épigénétique des cellules alpha productrices de glucagon et induisent de profondes altérations de leur fonction biochimique », explique Kubicek.

La façon dont cela se passe est à travers l’activation des récepteurs GABA.

L’effet du GABA chez les rongeurs et les humains

Le GABA est un neurotransmetteur majeur produit par les cellules bêta des îlots. Il fonctionne comme un émetteur dans les cellules des îlots, où il régule la sécrétion et la fonction de l’îlot.

Les artémisinines remodèlent les cellules alpha en se liant à une protéine appelée géphyrine. Cette protéine active les récepteurs GABA, qui sont comme des commutateurs centraux de la signalisation cellulaire. À la fin d’une chaîne plus longue de réactions biochimiques, le GABA déclenche la production d’insuline.

L’étude de Kubicek confirme des études précédentes sur des souris qui ont montré que le GABA aidait à transformer les cellules alpha en cellules bêta. Une de ces études est menée par Patrick Collombat et est publiée dans le même numéro de.

Les effets bénéfiques des artémisinines ont été démontrés non seulement dans des expériences de lignées cellulaires isolées, mais aussi dans des organismes modèles. Kubicek et son équipe ont montré que le médicament contre le paludisme augmentait la masse des cellules bêta et améliorait l’homéostasie chez le poisson-zèbre, la souris et le rat.

Il est très probable que le même effet se produira chez les humains, disent les auteurs, parce que les cibles moléculaires pour les artémisinines chez les poissons, les rongeurs et les humains sont très similaires.

« Évidemment, l’effet à long terme des artémisinines doit être testé, en particulier la capacité de régénération des cellules alpha humaines est encore inconnue.En outre, les nouvelles cellules bêta doivent être protégées du système immunitaire.Mais nous sommes convaincus que la découverte des artémisinines et leur mode d’action peut former la base d’une toute nouvelle thérapie du diabète de type 1. « 

Dr. Stefan Kubicek

Découvrez comment le diabète et l’obésité pourraient être évités grâce à une nouvelle protéine.

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