Diabétologie
Diabète : faire produire de l’insuline à des fibroblastes, possible chez l’humain ?
Un protocole basé sur un cocktail de cinq facteurs de transcription endocriniens pourrait inciter les fibroblastes humains à activer le programme de transcription des cellules bêta, tout en régulant à la baisse leur programme de transcription fibroblastique natif, entraînant la génération de cellules qui produisent et sécrètent de l'insuline in vitro et in vivo.
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Le diabète est caractérisé par une perte de fonction bêta totale (type 1) ou relative (type 2) ; pour y pallier, il existe déjà des indications de greffes de pancréas ou d’ilots pancréatiques, mais ces deux possibilités sont soumises à la disponibilité des greffons et nécessitent une immunosuppression à vie. Le remplacement de ces cellules, via une autogreffe de fibroblastes reprogrammés en cellules bêtas, pourrait être une thérapeutique pour le traiter voire le guérir.
Les fibroblastes de la peau ont l’avantage d’être accessibles, simples à manipuler et faciles à cultiver en laboratoire. Au cours des vingt dernières années les facteurs de transcriptions permettant, lors de l’embryogenèse, la différenciation progressive en cellule bêta ont été identifiés. Dans un article publié dans Nature en Mars 2023, les chercheurs veulent réussir la reprogrammation directe de fibroblastes en cellules bêta fonctionnelles.
Différenciation in vitro de cellules bêta-like à partir de fibroblastes de peau
La première partie est une étape in vitro : des fibroblastes humains, obtenus par biopsie cutanée, sont mis en culture 2D et vont acquérir la capacité d’exprimer 5 facteurs de transcriptions indispensables à la différenciation bêta : Pdx1, Neurog3, MafA, Pax4 et Nkx2-2. Ce gain de compétence est obtenu grâce à l’utilisation d’adénovirus encodant les gènes de ces facteurs de transcription.
Grâce à ces 5 facteurs de transcriptions, les fibroblastes vont exprimer le gène de l’insuline, d’autres associés à la fonction bêta (KCNJ11, ABCC8, PCSK1, GLP1R, GIPR et NCAM1), tout en réprimant des voies de différenciation fibroblastiques. Soumises à une stimulation par du glucose, elles sont capables de sécréter de l’insuline, mais pas de manière dose dépendante. Cette capacité va être partiellement acquise, et la sécrétion d’insuline décuplée, via le passage à une culture cellulaire 3D sphéroïde.
Transplantation in vivo des cellules bêta-like
Une fois ces structures sphéroïdes pérennes et insulino-sécrétrices obtenues, les auteurs sont passés à la partie in vivo de l’étude : injecter ces structures à des souris afin d’évaluer leurs survies et leur insulinosécrétion. Initialement, 300 sphéroïdes (1000-1200 cellules par sphéroïdes) ont été transplantées dans la chambre antérieure de l’œil de souris non diabétiques.
Après 10 jours, le transplant de sphéroïdes bénéficiait d’une vascularisation fonctionnelle, et de l’insuline humaine était détectable dans l’œil. Néanmoins les taux d’insuline y étaient bien inférieurs à ceux obtenus après transplantation d’îlots humains.
Afin d’améliorer ces taux, il a été décidé d’en greffer une plus grande quantité (3500-5000 sphéroïdes) dans l’omentum des souris non diabétiques. Les chercheurs ont alors pu constater une insulinémie humaine, capable de se majorer de 6 à 10 fois après injection intrapéritonéale de glucose, même 30 jours après la transplantation.
Une preuve de concept réussie, un réel espoir pour le futur
Il s’agit ici de travaux encore préliminaires, mais leurs résultats positifs ouvrent la voie à des recherches plus approfondies pouvant découler sur des possibilités thérapeutiques qui pourraient changer le pronostic du diabète dans les 20 prochaines années.
