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SÉRIE MUSIQUE D’AVENIR
Cellules souches et diabète
Henryk Zulewski, médecin-chef suppléant a.i., Département d’endocrinologie,
de diabétologie et de nutrition clinique, Hôpital universitaire de Bâle
N o 6 Décembre 2008
La substitution de l’insuline manquante
par injection sous-cutanée constitue depuis
1922 la base pour le traitement du
diabète sucré de type 1. Cette première utilisation
de l’insuline a permis de sauver la
vie des patients, principalement des enfants,
alors condamnés à mort. C’est donc
à juste titre que les chercheurs qui avaient
trouvé l’insuline ont reçu quelques
années plus tard le Prix Nobel de médecine.
Il a ensuite fallu attendre plusieurs
décennies jusqu’à ce que les complications
tardives du diabète comme la rétinopathie
diabétique, la néphropathie, la
polyneuropathie et la macroangiopathie,
fassent leur apparition et puissent être
observées. C’est ce qui a alors permis de
classer le diabète de type 1 traité à l’insuline
comme nouvelle maladie.
Environ 70 ans se sont écoulés jusqu’à ce
qu’on puisse clairement établir un lien
entre une glycémie élevée et l’apparition
de complications tardives. Deux études
évolutives à large échelle en Suède et aux
Etats-Unis ont permis de prouver qu’un
diabète contrôlé avec un taux d’HbA1c
de 7% ou moins pouvait manifestement
retarder l’apparition de ces complications
tardives, voire même les empêcher.
Imiter la nature
Pour atteindre cet objectif, on tente d’imiter
la sécrétion physiologique de l’insuline
en administrant une insuline basale,
principalement pendant la période de
jeûne, par exemple pendant la nuit ou
l’après-midi, qui couvre le besoin en
insuline ainsi que par l’injection d’une
insuline pour le repas qui est appliquée
à dose adéquate en fonction de la prise
de glucides. L’imitation de la sécrétion
normale de l’insuline sur une période de
24 heures pose cependant d’importantes
difficultés au quotidien. Il faut donc souvent
corriger des glycémies trop élevées
ou alors réduire l’insulinothérapie en
cas d’activité physique accrue. Tout cela
exige une coopération optimale de la part
du patient et également une compréhension
de la physiologie du métabolisme
glucidique ainsi que de la cinétique de
l’insuline. Nous formons les patients pour
leur permettre de gérer ces exigences
particulières dans le cadre de l’insulinothérapie
fonctionnelle.
Remplacer les cellules bêta
Bien qu’on ait pu observer d’énormes
progrès dans ce domaine ces dernières
années, il ne demeure pas moins difficile
de contrôler le diabète chez de nombreux
patients sans les exposer au danger
d’hypoglycémies sévères. Celles-ci constituent,
à part les complications tardives, le
deuxième problème majeur de l’insulinothérapie
intensive. Contrairement aux
personnes ne souffrant pas de diabète, les
patients atteints de diabète de type 1 présentent
sous traitement à l’insuline des
taux de glycémie qui fluctuent presque en
permanence. L’objectif visant à obtenir
des taux de glycémie proches des taux
physiologiques conduit souvent à l’apparition
d’hypoglycémies qui sont, plus le
HbA1c est bas, d’autant plus fréquentes
et graves. Ce lien a déjà été établi dans
le cadre de l’étude DCCT à large échelle
réalisée en 1993 [1].
Il n’existe jusqu’ici aucun appareil qui
permettrait de mesurer la glycémie
en continu et de manière fiable, tout en
appliquant la dose d’insuline correspondante.
Cette faculté constitue une des
caractéristiques marquantes de la cellule
pancréatique bêta qui surveille quasiment
minute par minute la glycémie
et qui sécrète l’insuline en fonction du
besoin momentané. Le remplacement
des cellules bêta manquantes chez des
patients atteints de diabète de type 1 constituerait
donc le traitement idéal de cette
maladie. La transplantation des îlots pancréatiques
qui contiennent les cellules
bêta est une issue possible au dilemme
thérapeutique auquel sont confrontés
ces patients. Cette méthode a déjà été
appliquée avec succès dans des centres
expérimentés [2, 3]. Le problème qui se
pose ici est qu’il n’existe pas suffisamment
d’organes pour la majorité des
PERSPECTIVES
diabétiques et que les patients doivent
prendre des immunosuppresseurs après
une transplantation des îlots, qui présentent
des effets secondaires considérables.
Ce traitement reste donc réservé aux
patients qui souffrent d’un diabète particulièrement
instable et dont la qualité de
vie est fortement réduite, ce qui justifie
alors la prise des risques liés à la transplantation
des îlots pancréatiques. La
fabrication de cellules produisant de
l’insuline à partir de cellules souches
constitue donc d’une manière générale
une alternative intéressante à la transplantation
des îlots.
Je veux présenter ici l’état actuel de la recherche,
en particulier en tenant compte
des cellules souches embryonnaires, des
cellules souches du pancréas et du foie
ainsi que des cellules souches mésenchymales.
Les données présentées ci-après se
rapportent en premier lieu à des résultats
qui ont été obtenus sur la base de matériel
humain.
Cellules souches
embryonnaires
Les cellules souches embryonnaires ont
le potentiel de produire de l’insuline de
manière quasi illimitée. Seulement une
année après que, pour la première fois,
une production d’insuline dans des cellules
souches embryonnaires de la souris
ait été publiée en 2000, le même résultat
a été obtenu avec des cellules souches
embryonnaires humaines (ESC) [4]. Depuis
lors, de nombreux essais ont été
réalisés pour améliorer l’efficacité du
procédé lors de la différenciation des cellules
souches embryonnaires en cellules
productrices d’insuline. L’objectif est
d’augmenter le nombre des cellules productrices
d’insuline et d’améliorer leur
capacité de sécréter de l’insuline lors
d’une augmentation du glucose. Le procédé
qui a apporté les résultats les plus
prometteurs jusqu’ici tente d’imiter le
développement naturel de la cellule pancréatique.
Les cellules souches embryonnaires
ont ainsi d’abord été transformées
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