Les greffes d'îlots pancréatiques, qui relancent la production d'insuline pour traiter le diabète de type 1, ne durent en moyenne que trois ans.
En tirant les leçons d'une stratégie de traitement du cancer révolutionnaire basée sur une découverte récente lauréate du prix Nobel, des chercheurs du Georgia Institute of Technology et de l'Université du Missouri ont développé une nouvelle méthode d'administration de médicaments microgel qui pourrait prolonger l'efficacité des transplantations d'îlots pancréatiques – de plusieurs années. à éventuellement toute la durée de vie d'un destinataire.
Travaillant au sein d'équipes multidisciplinaires utilisant un modèle animal, les laboratoires des professeurs Andrés García de Georgia Tech et Haval Shirwan de l'Université du Missouri ont développé un nouveau microgel de biomatériau qui pourrait fournir des dosages plus sûrs, plus petits et plus rentables d'un immunosuppresseur. protéine qui pourrait conduire à une meilleure acceptation à long terme des transplantations d'îlots dans le corps.
L'étude a été publiée le 28 août 2020 dans la revue Progrès scientifiques. La recherche a été dirigée par Maria Coronel, stagiaire postdoctorale au laboratoire de García, titulaire de la chaire Parker H. Petit et directrice exécutive du Petit Institute for Bioengineering and Bioscience. García est également professeur Regents à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering.
En 2018, le prix Nobel de médecine a été décerné pour avoir découvert comment les cellules cancéreuses envoient des signaux moléculaires pour supprimer la réponse immunitaire, cachant et protégeant ainsi ces cellules cancéreuses du système immunitaire du corps. Les chercheurs ont rapidement mis au point des méthodes de traitement novatrices pour signaler et «activer» le système immunitaire (comme les cellules T) afin que le cancer envahissant soit à nouveau reconnu, permettant au système immunitaire du patient d'éliminer plus efficacement ses cellules cancéreuses.
«Le travail que nous faisons consiste à prendre une page de cette découverte et à utiliser l'immunothérapie dans le sens opposé utilisé par les traitements contre le cancer pour contrôler et« désactiver »une réponse immunitaire pour transplanter une greffe», a déclaré Coronel. «Lorsque vous obtenez une greffe, comme une greffe d'îlots ou une greffe d'organe, même si elle correspond, vous aurez une réponse immunitaire à cette greffe, et votre système immunitaire le reconnaîtra comme non-soi et tentera de rejeter et d'attaquer le site. de la greffe. «
Après la chirurgie de transplantation d'îlots, les traitements postopératoires traditionnels utilisent des médicaments systémiques immunosuppresseurs qui affectent tout le corps et peuvent être toxiques – créant de nombreux effets secondaires indésirables, dont la gravité limite souvent le nombre de candidats à la greffe d'îlots et d'autres organes.
«Un aspect unique de notre méthode est que nous avons considérablement réduit la posologie nécessaire, ce qui réduira ou éliminera considérablement les effets secondaires actuellement causés par les traitements médicamenteux systémiques actuels», a déclaré Coronel.
L'équipe de recherche a développé une nouvelle méthode «d'acceptation immunitaire», qui insère un biomatériau artificiel – dans ce cas un microgel – avec les îlots au moment de la transplantation. Les microgels, qui ressemblent à des grappes d'œufs de poisson de taille micro, contenaient et délivraient une protéine (SA-PD-L1) à une zone de transplantation spécifique qui a réussi à signaler au système immunitaire de retenir une réponse immunitaire, protégeant ainsi un greffon d'îlots transplanté d'être rejeté. Ce signal moléculaire délivré localement, à l'aide de SA-PD-L1, a été conçu pour supprimer silencieusement toute réponse immunitaire et a été efficace jusqu'à 100 jours sans intervention de médicament immunosuppresseur systémique supplémentaire.
Nous voulions utiliser PD-L1 pour la prévention du rejet de greffe allogénique d'îlots en simulant la façon dont les cellules tumorales utilisent cette molécule pour échapper au système immunitaire, mais sans recourir à la thérapie génique. »
Haval Shirwan, professeur de santé infantile et de microbiologie moléculaire et d'immunologie à la faculté de médecine de l'Université du Missouri
Pour atteindre cet objectif, Shirwan a travaillé avec Esma Yolcu, professeur de santé infantile, également à la faculté de médecine de l'Université du Missouri. Les deux étaient auparavant à l'Université de Louisville, où ils ont généré le SA-PD-L1, une nouvelle forme de la molécule qui peut être positionnée sur la surface des greffons d'îlots ou des microgels pour la livraison au site de greffe.
« Les microgels présentant SA-PD-L1 représentent un développement technologique important qui a un potentiel non seulement pour le traitement du diabète de type 1, mais aussi d'autres maladies auto-immunes et divers types de transplantation », a déclaré Shirwan.
En plus de l'ingénierie de ce microgel de biomatériau spécifique, l'équipe a testé sa durabilité et ses possibilités de libération de dosage. Ils ont également examiné ses effets à long terme sur la greffe et la réponse immunitaire et la fonction du receveur – en évaluant son potentiel de biocompatibilité à long terme.
« L'un des principaux objectifs dans le domaine du diabète au cours des deux dernières décennies a été de permettre l'acceptation immunitaire des greffons et d'éviter les médicaments toxiques utilisés pour induire la suppression immunitaire, qui affectent tout le corps », a déclaré García.
«D'une manière générale, la transplantation d'organes réussit très bien à traiter une variété de conditions chroniques. Ce sont des résultats très excitants comme preuve de principe qui démontrent que ce biomatériau et cette procédure peuvent fournir une technologie de plate-forme qui est applicable à d'autres contextes de transplantation et peut élargir la bassin de candidats qui peuvent recevoir des greffes en toute sécurité. «
La source:
Institut de technologie de la Géorgie
Référence du journal:
Coronel, M.M., et coll. (2020) L'immunothérapie via des biomatériaux présentant PD-L1 conduit à la survie à long terme du greffon d'îlots. Progrès scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.aba5573.
