Séquençage du génome humain – ; un exploit accompli en 2003 – ; fourni la liste des ingrédients qui composent un être humain, mais pas les instructions qui expliquent comment ces ingrédients sont utilisés par chaque type de cellule pour créer des « repas » complexes. En d’autres termes, simplement parce que nous connaissons la séquence d’ADN dans une cellule, cela ne signifie pas nécessairement que nous savons comment ces instructions informent la fonction cellulaire, ou comment les variations génétiques influencent la fonction et le risque de maladie.
Pour aider à combler le fossé entre le génotype (séquence d’ADN) et le phénotype (comportement cellulaire), le National Human Genome Research Institute, qui fait partie des National Institutes of Health, a lancé un nouveau consortium Impact of Genomic Variation on Function.
Dans le cadre du nouveau programme, les chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego recevront une subvention de 6,4 millions de dollars pour étudier comment les signaux externes et les variations génétiques influencent le comportement d’un type de cellule en particulier : les cellules bêta productrices d’insuline dans le pancréas.
Nous prévoyons de développer une feuille de route des variations génétiques, pertinentes dans les cellules bêta, pour prédire les changements dans la production d’insuline – ; des informations importantes qui peuvent nous permettre de mieux prévenir et traiter le diabète. »
Maike Sander, MD, chef d’équipe, professeur et directeur du Pediatric Diabetes Research Center à l’UC San Diego School of Medicine
Les cellules bêta produisent l’hormone insuline en réponse à l’augmentation du taux de sucre dans le sang, comme cela se produit après un repas. L’insuline aide d’autres cellules à absorber et à utiliser le sucre pour produire de l’énergie.
Dans le diabète de type 1, le système immunitaire d’une personne attaque par erreur les cellules bêta, de sorte qu’elles ne produisent pas d’insuline. Dans le diabète de type 2, les cellules bêta ne produisent pas suffisamment d’insuline et les autres cellules cessent d’y répondre. Dans les deux cas, des quantités élevées de sucre qui circulent dans le sang peuvent endommager les systèmes circulatoire, nerveux et autres. C’est un équilibre prudent, cependant -; si les cellules bêta produisaient trop d’insuline, il resterait trop peu de sucre dans le sang pour maintenir une personne en vie.
Sander est un médecin-chercheur spécialisé dans la biologie des cellules bêta et le diabète. L’équipe de chercheurs comprend un groupe d’experts multidisciplinaire : Bing Ren, PhD de l’UC San Diego School of Medicine, professeur, directeur du Center for Epigenomics et membre de la branche de San Diego du Ludwig Institute for Cancer Research (technologies unicellulaires et épigénomique); Hannah Carter, PhD, professeure agrégée (modélisation de réseau); et Kyle Gaulton, PhD, professeur adjoint (génétique humaine et génomique).
L’équipe a précédemment construit des modèles de cellules bêta à base de cellules souches humaines en laboratoire et des cartes génomiques détaillant la façon dont divers gènes de cellules bêta sont régulés. Ils peuvent également utiliser l’édition de gènes CRISPR pour récapituler les variantes génétiques qui peuvent affecter la production et la sécrétion d’insuline.
Avec le nouveau financement, l’équipe utilisera ses modèles de cellules bêta pour détailler comment les signaux externes déterminent la production d’insuline. Ils examineront 10 stimuli différents connus pour modifier la sécrétion d’insuline, y compris le sucre, d’autres nutriments et les hormones dépendantes de l’alimentation, et détermineront comment le génome des cellules bêta et la libération d’insuline changent en réponse à ces stimuli sur différentes durées.
