Le diabète de type 1 (DT1) touche près de deux millions d'Américains et, au moment où la plupart des gens apprennent qu'ils en sont atteints, la plupart des cellules productrices d'insuline du corps sont détruites. Désormais, identifier un groupe caché de cellules « d'attaque » immunitaires dans les ganglions lymphatiques pancréatiques qui apparaissent plus tôt dans la maladie pourrait offrir la première véritable chance de détecter – et même d'arrêter – le DT1, selon une nouvelle recherche de la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie détaillée dans Immunologie scientifique.
Pour la première fois, cette recherche a capturé les cellules d’attaque en flagrant délit, alors que la maladie se développe encore ; nous ne voyons pas seulement les ruines après que le système immunitaire ait détruit les cellules productrices d’insuline dans le pancréas. »
Golnaz Vahedi, PhD, professeur de génétique et auteur co-correspondant de l'étude, faculté de médecine de l'Université de Pennsylvanie
Sommaire
Deux protéines agissent comme des interrupteurs principaux dans le pancréas
En analysant près d'un million de cellules immunitaires – une cellule à la fois – provenant des ganglions lymphatiques pancréatiques et de la rate de 43 donneurs d'organes, certains atteints de DT1, d'autres présentant des signes avant-coureurs et d'autres en bonne santé, les chercheurs ont identifié un sous-ensemble unique de cellules T CD4 : un type de cellules immunitaires « auxiliaires » dans les ganglions lymphatiques pancréatiques des personnes atteintes de DT1 actif. Ces cellules développent deux protéines, NFKB1 et BACH2, qui agissent comme des interrupteurs principaux, activant et désactivant les gènes de manière à accélérer l'attaque immunitaire contre les cellules productrices d'insuline.
« L'étude a montré que le même schéma cellulaire se produisait chez les personnes pré-diabétiques de type 1, qui ne présentent pas encore de symptômes. Cela suggère que les ratés immunitaires commencent tôt, potentiellement alors que de nombreuses cellules bêta productrices d'insuline sont encore en bonne santé », a déclaré Vahedi.
Indices sanguins dans la rate
Dans la rate, certains globules blancs ou lymphocytes B présentaient également des changements moléculaires spécifiques au DT1, et ces signaux pouvaient être détectés dans de simples échantillons de sang. Cela fait allusion à un futur test sanguin pour signaler le risque de DT1 des années avant l’apparition de symptômes comme l’hyperglycémie. « Les modifications de la rate détectables dans le sang signifient que nous pourrions surveiller les enfants à risque, comme les membres de la famille des patients diabétiques de type 1, sans procédures invasives », a déclaré Vahedi. « Si nous pouvons bloquer les voies qui alimentent ces cellules T CD4 voyous, nous pourrons peut-être retarder, voire prévenir le diabète de type 1. »
Le plus beau don alimente la recherche
L’équipe de recherche a étudié les tissus du pancréas et des ganglions lymphatiques généreusement donnés par des donneurs d’organes décédés et leurs familles. « Le personnel du programme de dons de vie, les chirurgiens transplanteurs de Penn, les équipes d'approvisionnement, le personnel de laboratoire et surtout les donneurs d'organes ont rendu cette recherche possible », a expliqué Vahedi. L’équipe a jusqu’à présent étudié les tissus du pancréas et des ganglions lymphatiques de plus de 200 donneurs d’organes, générant des données auxquelles d’autres chercheurs peuvent accéder gratuitement via PANC-DB, une base de données publique gérée avec des partenaires de l’Université Vanderbilt, de l’Université de Floride et de l’Université de Stanford. « Chaque ensemble de données représente d'innombrables soirées tardives et un cadeau d'un donateur », a déclaré Robert Faryabi, PhD, professeur agrégé de pathologie et de médecine de laboratoire et co-auteur correspondant de l'étude. « C'est une science collaborative réunissant les meilleurs chirurgiens, scientifiques, familles et bailleurs de fonds qui rend l'impossible possible. »
Utiliser l'IA pour cartographier TD1
La recherche est menée dans le cadre du programme d'analyse du pancréas humain (HPAP), codirigé par Ali Naji, MD, PhD, professeur Jonathan E. Rhoads de sciences chirurgicales II et Klaus Kaestner, PhD, professeur Thomas et Evelyn Suor Butterworth en génétique. Le programme a été lancé en 2016 grâce au financement des National Institutes of Health (NIH) pour mener une étude approfondie du pancréas afin de déterminer exactement ce qui ne va pas à l'intérieur de l'organe avant et pendant le diabète de type 1 et de type 2. Le programme a récemment reçu un financement pour quatre années supplémentaires. Vahedi et les chercheurs espèrent maintenant développer des modèles d'IA qui peuvent non seulement aider à détecter le DT1 plus tôt, mais aussi cartographier la maladie au niveau moléculaire. « Notre objectif est d'enseigner à l'IA le langage moléculaire du DT1, en l'entraînant sur les cellules pathogènes des ganglions lymphatiques pancréatiques afin qu'elle puisse détecter leurs faibles traces dans le sang, même lorsqu'elles sont comme une aiguille dans une botte de foin », a déclaré Vahedi.
