L'ajout de cellules de formation de vaisseaux sanguins humains à des transplantations d'îlots a augmenté la survie des cellules productrices d'insuline et inversé le diabète dans une étude préclinique dirigée par les chercheurs de la médecine de Weill Cornell. La nouvelle approche, qui nécessite un développement et des tests supplémentaires, pourrait un jour permettre une utilisation beaucoup plus large des greffes d'îlots pour guérir le diabète.
Les îlots, trouvés dans le pancréas, sont des grappes de sécrétion d'insuline et d'autres cellules émouflées dans de minuscules vaisseaux sanguins spécialisés. Les cellules d'insuline sont tuées par un processus auto-immune dans le diabète de type 1, qui affecte environ neuf millions de personnes dans le monde. Bien que la transplantation des îlots soit une approche prometteuse pour traiter de tels cas, la seule méthode approuvée par la FDA à ce jour a des limites importantes.
Dans une étude publiée le 29 janvier dans les avancées scientifiques, les chercheurs ont montré que les cellules spéciales formant des vaisseaux qu'ils ont développées, appelées «cellules endothéliales vasculaires reprogrammées» (R-VEC), peuvent surmonter certaines de ces limites en fournissant un fort soutien aux îlots, leur permettant de survivre et d'inverser le diabète à long terme lorsqu'il est transplanté sous la peau des souris.
« Ce travail jette les bases de greffes d'îlots sous-cutanées comme une option de traitement relativement sûre et durable pour le diabète de type 1 », a déclaré le premier auteur Dr Ge Li, un associé de recherche postdoctorale au laboratoire de l'auteur principal, le Dr Shahin Rafii, directeur de la Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration and the Ansary Stem Cell Institute, chef de la Division de médecine régénérative et du professeur Arthur B. Belfer en Médecine génétique à Weill Cornell Medicine. Le Dr Rafii est également membre de l'Institut d'Angleterre pour la médecine de précision et du Sandra et Edward Meyer Cancer Center à Weill Cornell Medicine.
La méthode de transplantation des îlots actuellement approuvée insuffle les îlots dans une veine du foie. Cette procédure invasive nécessite l'utilisation à long terme de médicaments à suppression immunitaire pour prévenir le rejet des îlots, implique la dispersion relativement incontrôlée des îlots et devient généralement inefficace en quelques années, probablement en partie à l'absence de cellules de soutien appropriées. Idéalement, les chercheurs veulent une méthode qui implants des îlots dans un site plus contrôlé et accessible, comme sous la peau, et permet au tissu transplanté de survivre indéfiniment. Les chercheurs espèrent également éventuellement contourner le problème de rejet immunitaire en utilisant des îlots et des cellules endothéliales dérivées des cellules des patients ou conçues pour être invisibles pour le système immunitaire.
Dans la nouvelle étude, Drs. Li et Rafii et leurs collègues ont démontré la faisabilité de greffes d'îlots sous-cutanées à long terme en utilisant R-VEC comme cellules de soutien critiques. « Nous avons montré que les îlots humains vascularisés implantés dans le tissu sous-cutané de souris qui étaient immunitaires déficientes rapidement connectés à la circulation de l'hôte, fournissant une nutrition immédiate et de l'oxygène, améliorant ainsi la survie et la fonction des îlots vulnérables », a déclaré le Dr Rafii. En effet, dérivés de cellules veineuses ombiliques humaines, les R-VEC sont relativement durables dans des conditions de transplantation – contrairement aux cellules endothéliales fragiles trouvées dans les îlots – et sont conçues pour être très adaptables, soutenant le type de tissu spécifique qui les entoure.
Remarquablement, nous avons constaté que les R-VEC s'adaptaient lorsqu'ils étaient co-transplantés avec des îlots, soutenant les îlots avec un riche maillage de nouveaux vaisseaux et même en prenant l'activité génique « signature » de cellules endothéliales d'îlots naturels « .
Dr David Redmond, professeur adjoint de recherche en biologie informatique en médecine, Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration
Une majorité substantielle de souris diabétiques transplantées avec des îlots-plus-R-VECS ont retrouvé un poids corporel normal et ont montré un contrôle normal de la glycémie même après 20 semaines – une période que pour ce modèle de souris de diabète suggère une greffe d'îlot efficacement permanente. Des souris qui ont reçu des îlots mais aucune R-VEC, se sont beaucoup moins comportées.
L'équipe a montré dans l'étude que les combinaisons de cellules et de R-VEC des îlots peuvent également se développer avec succès dans de petits dispositifs « microfluidiques » – qui peuvent être utilisés pour les tests rapides de médicaments potentiels sur le diabète.
« En fin de compte, le potentiel de l'implantation chirurgicale de ces îlots vascularisée doit être examiné pour leur sécurité et leur efficacité dans des modèles précliniques supplémentaires », a déclaré le co-auteur, le Dr Rebecca Craig-Schapiro, professeur adjoint de chirurgie à Weill Cornell Medicine et transplantation Chirurgien au Newyork-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center. Le Dr Craig-Schapiro est également associé au Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration at Weill Cornell Medicine.
« Néanmoins, la traduction de cette technologie pour traiter les patients atteints de diabète de type 1 nécessitera de contourner de nombreux obstacles, notamment une augmentation du nombre suffisant d'îlots vascularisés et de concevoir des approches pour éviter l'immunosuppression », a déclaré le Dr Li. Cette étude est la première étape pour atteindre ces objectifs, qui pourraient être à portée de main au cours des prochaines années.
