Un appareil de la taille d’un quart créé à Houston Methodist pourrait modifier radicalement le cours du traitement du diabète de type 1, une maladie chronique qui touche des millions d’Américains et qui n’a pas de remède.
Dans une étude publiée dans le numéro du 26 décembre de Communication Nature, une équipe de recherche dirigée par Houston Methodist a livré des cellules d’îlots et une immunothérapie directement dans un dispositif imprimé en 3D semblable à un pancréas bio-conçu, appelé NICHE. Le traitement a restauré des taux de glucose sains et éliminé les symptômes du diabète de type 1 chez des modèles animaux pendant plus de 150 jours tout en évitant les effets indésirables graves de la thérapie anti-rejet en administrant des médicaments immunosuppresseurs uniquement là où se trouvaient les cellules des îlots transplantés.
Le diabète de type 1 est causé par une réaction auto-immune qui détruit les cellules du pancréas qui fabriquent l’insuline. Il peut également provoquer une insuffisance rénale. Les injections quotidiennes d’insuline sont le traitement le plus conventionnel, mais le contrôle strict de la glycémie reste difficile et fastidieux pour les patients. De plus, dans les cas plus graves, les patients peuvent avoir besoin d’une greffe de pancréas et de rein, ou ils peuvent être admissibles à une greffe de cellules d’îlots, où les cellules d’îlots d’un donneur de pancréas décédé sont récoltées, traitées puis transplantées dans le foie du patient diabétique de type 1.
Ces greffes peuvent aider à améliorer les symptômes d’un patient ; cependant, comme pour toutes les greffes d’organes, l’un des plus grands défis est le besoin de médicaments immunosuppresseurs pour le reste de leur vie afin d’éviter le rejet de greffe. L’immunosuppression à vie peut rendre les patients vulnérables aux maladies infectieuses et augmenter le risque de certains types de cancer.
Le NICHE, créé au Département de nanomédecine du Houston Methodist Research Institute, est un dispositif plat placé sous la peau composé d’un réservoir de cellules pour les îlots et d’un réservoir de médicament environnant pour la thérapie d’immunosuppression localisée. Il s’agit de la première plateforme à combiner la vascularisation directe et l’immunosuppression locale en un seul dispositif implantable pour la transplantation allogénique d’îlots et la gestion à long terme du diabète de type 1. La vascularisation directe est fondamentale pour fournir des nutriments et de l’oxygène pour maintenir la viabilité des cellules des îlots transplantés.
« Un résultat clé de notre recherche est que l’immunosuppression locale pour la transplantation cellulaire est efficace », a déclaré Alessandro Grattoni, Ph.D., auteur correspondant et président du département de nanomédecine du Houston Methodist Research Institute. « Cet appareil pourrait changer le paradigme de la gestion des patients et avoir un impact considérable sur l’efficacité du traitement et l’amélioration de la qualité de vie des patients. »
La NICHE intègre des ports pour le remplissage de médicaments au besoin. Les chercheurs ont rempli les réservoirs de médicaments tous les 28 jours, ce qui est comparable à d’autres médicaments à action prolongée cliniquement disponibles pour la prévention de la migraine ou le traitement du VIH.
L’équipe de Grattoni travaille à la mise à l’échelle de la technologie NICHE pour le déploiement clinique, pour laquelle le renouvellement du médicament peut n’être nécessaire qu’une fois tous les six mois. La possibilité de recharger la technologie NICHE permet une utilisation à long terme chez les patients. De plus, des changements dans les formulations ou la concentration des médicaments pourraient prolonger les intervalles de renouvellement à une fois par an, conformément aux visites médicales de routine.
Grattoni et ses collaborateurs étendront cette recherche au cours des prochaines années, dans le but final de tester la sécurité de la NICHE chez l’homme dans environ trois ans. Le laboratoire de nanomédecine de Grattoni à Houston Methodist se concentre sur les plateformes implantables basées sur la nanofluidique pour l’administration contrôlée et à long terme de médicaments et la transplantation de cellules pour traiter les maladies chroniques.
Les collaborateurs de Grattoni sur cette étude incluent Jesus Paez-Mayorga, Jocelyn Nikita Campa-Carranza, Simone Capuani, Nathanael Hernandez, Hsuan-Chen Liu, Corrine Ying Xuan Chua, Fernanda Paola Pons-Faudoa, Gulsah Malgir, Bella Alvarez, Jean A. Niles, Lissenya B. Argueta, Xian C. Li, Joan E. Nichols et A. Osama Gaber (Houston Methodist) ; Kathryn A. Shelton, Sarah Kezar et Pramod N. Nehete (MD Anderson Cancer Center); et Dora M. Berman, Melissa A. Willman, Camillo Ricordi et Norma S. Kenyon (Université de Miami).
