Améliorer l’efficacité de la thérapie cellulaire avec une capsule à base d’algue

Jul 12, 2019 par

Un diabétique sur 10 souffre de diabète de type 1. Quand l’insulinothérapie ne permet plus de rétablir la glycémie, les patients peuvent avoir recours à une greffe de cellules pancréatiques. Pour augmenter l’efficacité de cette thérapie cellulaire, des chercheurs suisses viennent de mettre au point un gel aqueux agissant comme une capsule protectrice. Focus sur le potentiel de cette découverte.

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Quand l’insulinothérapie ne suffit plus

Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune dans laquelle les lymphocytes T, des cellules du système immunitaire, ne reconnaissent plus les cellules ß du pancréas comme des cellules de l’organisme (cellules du soi).

À savoir ! Les cellules ß du pancréas sont retrouvées dans les îlots de Langerhans du pancréas. On dénombre 500 000 ilôts dans le pancréas. A ce niveau, les cellules ß sécrètent l’insuline, une hormone qui diminue le taux de sucre dans le sang.

En les considérant comme étrangères, les lymphocytes T développent une réaction immunitaire contre ces cellules ß. Une fois que ces cellules productrices d’insuline sont quasiment toutes détruites (70% à 90%), les symptômes d’un défaut d’insuline apparaissent.

Ces symptômes sont l’hyperglycémie au moment des repas, de la fatigue, une soif intense (polydispsie), une augmentation du volume et de la fréquence des urines (polyurie), une perte de poids malgré un gros appétit et, dans les pires cas, la survenue d’une acidocétose diabétique.

À savoir ! Une acidocétose diabétique est une complication aiguë du diabète qui est provoquée par une élévation de l’acidité du sang liée à l’accumulation de substances toxiques pour l’organisme, appelées corps cétoniques. En France, cette complication survient, chaque année, chez un patient diabétique sur 250.

Quand le patient arrive au un stade de la maladie dans lequel l’insulinothérapie ne suffit plus, différents types de greffes peuvent être envisagées. La greffe cellulaire ou la greffe de pancréas dans les situations les plus extrêmes.  En 2012, 72 greffes de pancréas, dont 53 greffes combinées pancréas-rein, ont été réalisées en France.

La greffe d’ilôts de Langherans issu d’un patient en mort cérébral dans le foie d’un patient diabétique est une procédure moins lourde puisqu’elle entraîne moins de complications immédiates et moins de rejet.

Cependant, des obstacles demeurent comme la perte des îlots dans la semaine qui suit la greffe et il faut en général 2, voire 3 pancréas pour traiter efficacement 1 patient.

Pour optimiser les chances de réussite de ces greffes et diminuer les traitements immunosuppresseurs pris par le patient greffé, des chercheurs de l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) ont mis au point un gel aqueux, autrement dit un hydrogel, qui protège les cellules greffées des agressions du milieu environnant comme les attaques du système immunitaire.

Un enrobage pour protéger les cellules pancréatiques greffées

Grâce à ses travaux sur la souris, l’équipe de Sandrine Gerber a réussi à mettre au point un gel protecteur permettant d’isoler physiquement les cellules transplantées. Ce gel aqueux protège les cellules greffées en agissant comme une barrière laissant passer les molécules bénéfiques mais en stoppant celles qui pourraient compromettre leur survie.

Concrètement, ce matériau est constitué d’alginate de sodium (un polysaccharide dérivé d’algue brune) avec des protéines hydrosolubles (solubles dans l’eau). On dit que cette capsule d’hydrogel est semi-perméable car elle empêche le passage de cellules immunitaires et d’anticorps tandis qu’elle laisse passer les petites substances (nutriments, oxygène) nécessaires à la survie des cellules greffées. Elle laisse aussi passer l’insuline produite par ces cellules greffées pour qu’elle diffuse librement dans l’organisme pour remplir son rôle d’hormone hypoglycémiante.

Ces expériences de microencapsulation (ou d’immun isolation) de cellules greffées dans la cavité péritonéale de souris ont notamment abouti, via la collaboration de l’Office de transfert de technologies de l’EPL, à une licence exclusive la société privée Cell-Caps SA qui collabore avec la Fondation InsuLéman.

Cependant, avant une application clinique, d’ici 5 à 8 ans, les chercheurs doivent encore :

  • Démontrer les performances dans le temps de cet hydrogel sur le modèle animal ;
  • S’assurer qu’une fibrose ne se développe pas ;
  • Evaluer l’efficacité et la sureté de ce matériau sur les primates et sur l’homme.

Tout comme le pancréas artificiel, le développement d’une encapsulation des cellules greffées constitue une promesse d’amélioration des conditions de vie des patients atteints de diabète de type 1.

Julie P. Journaliste scientifique

– Cross-Reactive Alginate Derivatives for the Production of Dual Ionic–Covalent Hydrogel Microspheres Presenting Tunable Properties for Cell Microencapsulation. ACS Applied polymer material. Consulté le 9 juillet 2019.
– Dossier diabète de type 1. INSERM. Consulté le 9 juillet 2019.
Julie P.
Journaliste scientifique.
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