Un échafaudage 3D pour optimiser la greffe d'ilots pancréatiques dans le diabète de type 1

Dr. Gregory Korbutt

Imaginez un monde où les personnes atteintes de diabète de type 1 (DT1) n’auraient plus à s’injecter de l’insuline plusieurs fois par jour. Pour quelques personnes, ce monde est déjà une réalité. Les greffes d’ilots pancréatiques ont révolutionné le traitement du DT1 en permettant le transfert de cellules bêta productrices d’insuline qu’on retrouve dans ces ilots chez des patients qui n’ont plus la capacité de produire de l’insuline. Professeur de chirurgie à l’Université de l’Alberta et chercheur subventionné par FRDJ, le Dr Gregory Korbutt et son équipe travaillent avec diligence à rendre la greffe d’ilots pancréatiques plus largement disponible et fonctionnelle grâce à l’utilisation d’une nouvelle technologie « d’échafaudage 3D » qu’ils ont mis au point.

L’échafaudage est un polymère (une feuille faite d’une répétition de molécules) qu’on peut rendre actif biologiquement, c’est-à-dire lui permettre d’avoir un effet sur un être vivant.

Rendre la greffe d’ilots pancréatiques plus largement accessible comporte deux défis : avoir à disposition des cellules bêta à greffer et maintenir ces cellules bien oxygénées et en santé. Le Dr Korbutt et ses collègues s’attaquent à résoudre ces problèmes en greffant des ilots de source animale (et plus particulièrement de porcs) plutôt que de source humaine, utilisant leur technologie d’échafaudage pour améliorer le débit sanguin et l’oxygène au site de la greffe et intégrant à cet échafaudage des protéines qui contribueront à garder les cellules en santé.

« Les porcs sont des sources potentielles de greffes de cœur, de reins, d’ilots, etc. », indique le Dr Korbutt. « Du point de vue anatomique et physiologique, les porcs sont semblables aux humains. Les chercheurs ont réussi, par exemple, à modifier génétiquement des cœurs de porcs, et ce, sans rejet. Les ilots pancréatiques de porcs adultes ont été difficiles à isoler, mais les porcs nouveau-nés s’avèrent être de bonnes sources. »

Trouver un meilleur site de greffe

Lors de greffes, les ilots sont généralement infusés directement dans la veine portale du foie, la greffe au pancréas étant tout simplement impossible. Toutefois, le foie n’est pas le meilleur foyer de greffe et certains chercheurs ont étudié l’idée de greffer les ilots à d’autres endroits du corps, par exemple sous la peau (greffe sous-cutanée).

« La greffe sous-cutanée est parfaite et facile à réaliser, mais ce site n’offre généralement pas un bon débit sanguin », explique le Dr Korbutt. « Sans lui, les ilots greffés meurent par manque d’oxygène. C’est ici que la technologie de l’échafaudage peut aider. Lorsque greffé sous la peau, un échafaudage peut permettre le développement de vaisseaux sanguins en vue de créer un site bien vascularisé. »

Un échafaudage permet à un plus grand nombre de vaisseaux sanguins d’accéder au site de la greffe, ce qui fournit aux cellules bêta greffées un supplément d’oxygène et aide à les garder en santé. Le fonctionnement de cette technologie est similaire aux échafaudages utilisés dans d’autres types de greffe, par exemple les greffes de peau chez les victimes de brûlures.

Améliorer le taux de réussite des greffes

Le Dr Korbutt et son équipe ont mis au point un « échafaudage modifiable » pour la greffe d’ilots pancréatiques qui permet non seulement à ceux-ci d’être incorporés, mais permet également l’ajout de molécules nutritives, ce qui favorise la croissance des cellules et leur fonctionnalité. D’autres facteurs seront intégrés de la même manière pour aider les ilots greffés à survivre et à fonctionner. Les échafaudages sont par exemple conçus pour libérer des médicaments antirejet directement au site de la greffe, ce qui en améliorera le succès.

L’équipe prévoit d’abord optimiser son échafaudage en utilisant la greffe d’ilots pancréatiques issus de porcs nouveau-nés chez des souris diabétiques immunodéficientes, pour déterminer si la greffe sous-cutanée constitue le meilleur choix.

« Nous testerons aussi cette nouvelle technologie en la greffant dans le muscle ou la graisse, et nous en raffinerons la conception pour établir le nombre d’ilots de porcs nouveau-nés nécessaires pour atteindre des taux de glucose sanguin normaux chez les souris », de dire le Dr Korbutt. « L’échafaudage sera alors raffiné davantage pour soutenir la greffe d’ilots de porcs nouveau-nés chez de jeunes porcs. »

Les chercheurs prévoient publier certains résultats préliminaires de leurs recherches lors de la rencontre de l’International Pancreas and Islet Transplant Association qui se tiendra plus tard cette année à Oxford, en Angleterre.

L’objectif est de passer aux essais cliniques humains d’ici quelques années. Avec le soutien du Alberta Cell Therapy Manufacturing Facility, un centre de 26 millions de dollars à l’Université de l’Alberta destiné à la production de cellules pour les thérapies touchant le diabète, ainsi que du Ingenuity Lab Nanotechnology Accelerator, laboratoire où sont fabriqués les échafaudages, cela devrait devenir vraiment possible dans un avenir proche.

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