Comment notre corps contrôle-t-il si précisément la glycémie ? Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l'Institut Paul Langerhans de Dresde (PLID) du Centre allemand de recherche sur le diabète nous a permis de trouver la réponse. Ils ont découvert un groupe spécial de cellules « de premier secours » dans le pancréas, qui sont essentielles pour déclencher la réponse glycémique. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Progrès scientifiques.
Notre corps doit maintenir un taux de sucre dans le sang à un niveau optimal. Un taux trop élevé ou trop bas peut être dangereux. Cet équilibre est perturbé dans le diabète, ce qui entraîne de graves problèmes de santé. Les cellules bêta du pancréas gèrent cet équilibre en libérant de l'insuline lorsque le taux de sucre dans le sang augmente. Comprendre comment les cellules bêta fonctionnent et coordonnent la réponse à l'augmentation du taux de sucre dans le sang peut finalement aider à développer de meilleurs traitements contre le diabète.
Sommaire
Toutes les cellules bêta ne sont pas égales
En observant le pancréas, nous nous sommes demandé si toutes les cellules bêta étaient réellement aussi sensibles au sucre. Des études antérieures ont suggéré que certaines pourraient être plus sensibles que d'autres.
Prof. Nikolay Ninov, chef du groupe de recherche au CRTD de Dresde
Pour comprendre le fonctionnement du pancréas, l’équipe de Ninov s’est tournée vers le poisson-zèbre. Ce petit poisson tropical possède un pancréas qui fonctionne de manière similaire à celui de l’homme. En même temps, il présente un avantage considérable. Les chercheurs peuvent utiliser des poissons transparents, dépourvus de tout pigment, et observer le fonctionnement du pancréas en temps réel dans le poisson vivant.
L'équipe a découvert qu'un petit groupe de cellules bêta sont plus sensibles au taux de sucre que les autres. Ces cellules réagissent au glucose plus rapidement que les autres cellules, c'est pourquoi l'équipe de Ninov les appelle cellules « premières intervenantes ». Elles déclenchent la réponse au glucose, qui est suivie par les autres « cellules suiveuses ».
Hiérarchie cachée dans le pancréas
L’équipe a voulu vérifier si les cellules suiveuses doivent être activées en premier pour réagir au glucose. À l’aide de poissons transparents, le groupe Ninov a utilisé l’optogénétique, une technologie moderne basée sur la lumière qui permet d’activer ou de désactiver des cellules individuelles à l’aide d’un faisceau lumineux. La désactivation des cellules suiveuses a réduit la réponse à la glycémie des cellules suiveuses. Dans le même temps, lorsque les cellules suiveuses ont été activées de manière sélective, la réponse des cellules suiveuses a été améliorée.
« Les premiers intervenants se situent au sommet de la hiérarchie des cellules bêta en ce qui concerne le contrôle de la réponse au sucre. Il est intéressant de noter que seulement environ 10 % des cellules bêta agissent en tant que premiers intervenants. Cela suggère que cette petite population de cellules sert de centre de contrôle pour réguler l'activité du reste des cellules bêta », explique le professeur Ninov.
Caractéristiques uniques des cellules de premiers intervenants
Pour découvrir ce qui rend les cellules de premier secours uniques, les chercheurs ont comparé l’expression génétique des cellules bêta très sensibles au glucose à celle des cellules moins sensibles. Ils ont découvert que les cellules de premier secours participent à la production de vitamine B6. Les cellules de premier secours expriment une enzyme clé qui participe à la transformation de la forme inactive de la vitamine B6 alimentaire en forme active dans les cellules. En étroite collaboration avec l’équipe du professeur Guy Rutter de l’Université de Montréal, les chercheurs ont arrêté la production de vitamine B6 dans les pancréas de poisson zèbre et de souris. La capacité des cellules bêta à réagir à une glycémie élevée a été considérablement réduite chez les deux espèces. « Cela indique que la vitamine B6 joue un rôle conservé au cours de l’évolution dans la réponse au glucose. Il est possible que les cellules de premier secours produisent et fournissent de la vitamine B6 au reste des cellules bêta pour réguler leur activité. Vérifier si c’est bien le cas est l’une de nos prochaines étapes », explique le professeur Ninov.
Implications pour la recherche sur le diabète
« Nous savons désormais que certaines cellules déclenchent la réponse au glucose et que la vitamine B6 est essentielle à ce processus », explique le professeur Ninov. La vitamine B6 sert de cofacteur à plus d’une centaine d’enzymes essentielles qui jouent des rôles cruciaux dans les cellules, allant du contrôle de la respiration cellulaire à la production de neurotransmetteurs. « Il existe en fait un ensemble de recherches qui montrent une corrélation entre de faibles niveaux de vitamine B6 et l’incidence des maladies métaboliques et du diabète de type 2. Nous aimerions nous concentrer davantage sur l’exploration de ce lien », conclut le professeur Ninov. Comprendre comment la vitamine B6 régule les cellules bêta du pancréas pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur la pathologie du diabète et, à terme, à de nouveaux traitements.
