Grâce aux nombreux travaux effectués dans le domaine des thérapies cellulaires, il est possible d’envisager un meilleur avenir pour les personnes diabétiques de type 1. Différents champs de recherches sont très prometteurs et permettent d’espérer dans l’avenir de meilleurs conditions de vie pour ces patients et peut-être même une vie sans injections d’insuline (insulinothérapie).

La transplantation d’îlots pancréatiques

Aujourd’hui, la transplantation d’îlots pancréatiques est devenue une alternative thérapeutique à la greffe de pancréas et aux injections d’insuline pluriquotidiennes, unique traitement actuel du diabète de type 1, très contraignant pour le patient. Cette technique, largement médiatisée et également nommée «transplantation d’îlots de langerhans» consiste à isoler et à greffer des îlots purifiés au niveau du foie de patients diabétiques de type 1. Cependant, des questions se posent pour le public et surtout pour les diabétiques de type 1 et leurs familles. Comment isole-t-on les îlots de Langerhans ? Comment les transplante-t-on ? Qui peut devenir candidat à une greffe d’îlots ? Quels résultats peut-on espérer ? Quels sont les risques et les perspectives ?

Isolement des îlots de Langerhans

Le diabète de type 1 résulte de la destruction, par un processus immunitaire anormal, des cellules produisant l’insuline. Ces cellules appelés îlots de Langerhans, au nombre d’un million environ, sont répartis dans le pancréas. Le diabète de type 1 peut être guéri par la transplantation du pancréas entier, mais cette procédure chirurgicale, dont le taux de succès est remarquable est accompagnée d’un taux de complications d’environ 30%.

L’isolement des îlots Langerhans du reste du pancréas a pour objectif de simplifier la procédure de la greffe et de diminuer les risques en ne transplantant que le tissu nécessaire à la «guérison» du diabète. Comme pour la greffe de l’organe entier, l’isolement des îlots se fait à partir de pancréas prélevés sur des donneurs multi-organes en mort cérébrale. Les techniques utilisées actuellement pour l’isolement des îlots dérivent toutes de la méthode semi-automatique développée en 1988 par le docteur Camillo Ricordi à Saint-Louis (USA).

L’implantation du greffon

A l’heure actuelle, la partie du corps la plus favorable pour l’implantation du greffon d’îlots est le foie. Un cathéter (petit tuyau) est introduit dans la veine «porte», grosse veine qui amène le sang intestinal vers le foie. Les îlots, conditionnés dans une poche similaire à celles utilisées pour les transfusions sanguines, y sont lentement infusés. Les îlots vont suivre le flux veineux et se loger en périphérie du foie où ils vont ensuite s’implanter. La mise en place du cathéter dans la veine porte est réalisée en général par un radiologue spécialisé, par voie percutanée (à travers la peau) et sous anesthésie locale. La procédure dure environ une heure.

Les îlots fragilisés par la procédure d’isolement, souffrent lors de la tentative d’implantation dans un environnement étranger : En conséquence, une bonne partie des îlots transplantés ne survivent pas à ce processus. C’est pourquoi il faut à l’heure actuelle répéter la transplantation d’îlots 2 ou 3 fois en moyenne, c’est-à-dire transplanter des îlots isolés successivement à partir de 2 ou 3 donneurs d’organes, pour obtenir un résultat positif.

Indications à la transplantation d’îlots de Langerhans

Les indications à une greffe de pancréas ou d’îlots étant globalement les mêmes, le choix de l’une ou l’autre procédure sera fait en fonction des caractéristiques médicales, mais également des préférences du patient. Deux buts différents sont recherchés lors de la transplantation de pancréas ou d’îlots.

• Dans le cas le plus fréquent, l’objectif est d’arrêter la progression des complications chroniques du diabète touchant les reins, les yeux, le cœur, les vaisseaux sanguins et les nerfs périphériques. En général, ce type de greffe se fait de façon combinée avec une greffe de rein, chez des patients diabétiques de type 1 entrant en dialyse, ou mieux juste avant qu’on ne doive la commencer. Ce type de greffe est parfois réalisé dans un second temps, après une greffe de rein réussie.

• La deuxième indication concerne les patients diabétiques de type 1 qui ont une fonction rénale préservée, mais dont le contrôle de la glycémie est difficile et l’équilibre instable. Elle s’adresse en particulier à des patients présentant des hypoglycémies sévères, fréquentes et non ressenties, susceptibles de mettre leur vie en danger à relativement court terme. Dans ce cas, le but recherché n’est pas nécessairement l’arrêt de l’insuline, mais bien la restauration d’un contrôle glycémique correct et la disparition des hypoglycémies. Cette dernière situation représente actuellement l’indication principale à la transplantation d’îlots de Langerhans.

Des résultats prometteurs, mais…

Actuellement, on parvient à obtenir le chiffre de 80% d’insulino-indépendance à un an de la greffe grâce à des transplantations d’îlots répétées combinées avec un traitement immunosuppresseur sans stéroïdes (dérivés de la cortisone) afin d’éviter la toxicité de ces médicaments envers les îlots.

Mais ce taux d’insulino-indépendance diminue au fil des années pour se réduire à 10% 5 ans après la greffe. Toutefois, malgré la reprise de l’insuline, environ 80% des patients ont encore une fonction partielle de leur greffon d’îlots. Ces patients ont des besoins quotidiens en insuline diminués et un contrôle glycémique beaucoup mieux équilibré, avec notamment une hémoglobine glyquée normale ou proche de la normale. On observe une quasi-disparition des épisodes hypoglycémiques qui sont mieux ressentis. La présence d’hypoglycémies sévères étant l’indication principale à la greffe d’îlots, on peut donc considérer un tel résultat comme un succès de ce point de vue.

Perspectives de progrès

On le constate, la transplantation d’îlots a fait récemment d’énormes progrès. Ses résultats actuels sont associés à une amélioration de l’état de santé des diabétiques de type 1 ayant bénéficié de la procédure. Toutefois, pour parler d’un succès complet, il faudrait pouvoir offrir aux patients transplantés une chance de parvenir à une insulino-indépendance similaire à celle obtenue par la greffe de pancréas. Pour arriver à un tel résultat, il faudra résoudre, entre autres, deux types de problèmes majeurs :
• Empêcher la perte précoce, voire immédiate, d’une grande partie des îlots, qui survient lors de la procédure d’isolement et au moment de la transplantation, et qui explique la faible masse d’îlots s’implantant réellement et donc le besoin de recourir à plusieurs donneurs.

• Prévenir la perte progressive de fonction des îlots au fil du temps, qui explique que la majorité des patients greffés perdent leur insulino-indépendance. Empêcher ces phénomènes de destruction des greffons implique au préalable d’en comprendre les mécanismes. La perte précoce des îlots a été assez bien étudiée, et plusieurs causes entraînant des phénomènes inflammatoires délétères ont été identifiées. Des moyens médicamenteux, sophistiqués visant notamment à empêcher la formation d’un caillot autour des îlots fraîchement injectés dans la veine porte et responsable d’une inflammation locale intense, sont en cours d’évaluation dans de nouveaux protocoles.

La greffe de cellules mères

Des millions de diabétiques pourraient à l’avenir se passer de leurs injections d’insuline si l’efficacité d’une nouvelle technique de greffe de cellules mères dans le pancréas, expérimentée avec succès par un groupe de médecins argentins, devait être confirmée à grande échelle.

Selon le cardiologue argentin Roberto Fernández Viña, cette méthode ne comporte pas les risques de rejet du greffon, ne nécessite pas d’hospitalisation prolongée et peut être effectuée par n’importe quel spécialiste en endoscopie.

Le Dr Viña est le coordinateur de l’équipe qui a réalisé avec succès la première greffe de ce type chez un patient insulino-dépendant à la Clinique San Nicolas, située dans la ville éponyme (à 270 km au nord de Buenos Aires).

Un protocole innovateur

La méthode consiste à extraire des cellules-mères de l’os iliaque (L’os de l’articulation de la hanche) et après un traitement en laboratoire à les implanter dans le pancréas grâce à un cathéter introduit dans l’artère fémorale, voie d’accès au pancréas.

Cette technique fait appel à des cellules mères et non à des cellules embryonnaires comme cela se faisait jusqu’à maintenant, par la voie d’accès choisie, une artère directe et non une veine périphérique.

Les cellules mères

Les cellules mères présentent la propriété de «copier» les informations qu’elles rencontrent dans l’organe où elles sont déposées.

Les personnes diabétiques souffrent d’une carence dans le pancréas de cellules «beta», chargées de produire l’insuline qui permet à l’organisme de réguler les niveaux de glucose dans le sang. L’introduction de cellules mères dans le pancréas stimule la reproduction des cellules beta, augmentant ainsi la capacité de production d’insuline nécessaire pour équilibrer le taux de sucre dans le sang.

Les premiers test sur l’être humain

L’équipe du Dr Viña a réalisé la première greffe de ce type chez un patient de 42 ans contraint de s’injecter de l’insuline depuis dix-sept ans. Les tests effectués depuis incitent à l’optimisme dans la mesure où les niveaux de glucose dans le sang du patient se sont stabilisés sans aide pharmaco-chimique. Toutefois, Le Dr Viña indique que chaque patient est un cas distinct et il est possible que le pancréas réponde de manière diverse en cas de greffe.

Cette technique est le fruit d’une recherche engagée en 2003 en Argentine sur l’implantation de cellules-mères dans le coeur pour réparer des tissus endommagés à la suite d’un infractus.

La thérapie cellulaire est une intervention qui peut être effectuée plusieurs fois chez le même patient, qui peut rentrer chez lui le lendemain de l’opération.

Une deuxième étape débute avec la sélection de 35 patients entre 22 et 65 ans, sur les 500 volontaires pour une greffe.

Les volontaires retenus sont à la fois des personnes diabétiques dont les cellules beta ne peuvent déjà plus produire d’insuline et d’autres qui doivent renforcer leur production d’insuline à travers la prise de médicaments.

L’objectif du Dr Viña et de son équipe est de mettre au point un traitement à la fois efficace, rapide et simple sans qu’il y ait besoin d’attendre des années, alors que la maladie connaît une forte recrudescence du fait de l’obésité et la vie sédentaire.

Le pancréas artificiel

Un diabétique âgé de 58 ans vivant à Montpellier fut le premier patient français à tester un dispositif innovant, agissant comme une sorte de pancréas artificiel. Celui-ci lui a permis pendant un temps d’essai limité, de vaquer à ses occupations sans avoir à se préoccuper de son traitement, alors qu’au auparavant sa vie était dictée par les contrôles de son taux de glucose sanguin et un apport régulier en insuline.

Le concept

Il s’agit est un système de pompe à insuline portable qui est capable de s’auto-réguler. Placé sous la peau, un appareil de mesure de glycémie relève de façon continue les concentrations de glucose et communique les résultats à un système de contrôle informatique installé dans un smartphone. Après l’analyse de ces données, il transmet alors à la pompe la quantité d’insuline qu’elle doit relâcher pour maintenir la glycémie à un niveau convenable.

Ce dispositif permet d’éviter les multiples contrôles sanguins et les injections d’insuline, allégeant ainsi le fardeau quotidien associé à la gestion du diabète.

Deux innovations principales

L’un des éléments innovants de ce système est la miniaturisation du module de commande de la pompe selon le niveau glycémique. Autre progrès, il fonctionne en automatique, sans avoir besoin d’une intervention humaine et permet donc une grande liberté physique et une tranquillité d’esprit, en permettant au patient d’oublier son traitement et sa maladie.

Jusque-là les expérimentations ne se faisaient pas à l’extérieur de l’hôpital, comme l’année passée lorsque des médecins de l’université de Cambridge en Angleterre ont testé avec succès un dispositif automatisé de distribution d’insuline chez une vingtaine d’enfants et d’adolescents diabétiques : pour les besoins de l’expérimentation, les patients ont du passer une cinquantaine de nuits à l’hôpital.

Un second patient habitant cette fois à Padoue en Italie s’est aussi vu brièvement installer le dispositif de «pancréas artificiel». Au vu des résultats, les essais vont se poursuivre sur huit patients supplémentaires à Montpellier et à Padoue, avant que la durée d’étude dans la vie courante ne soit étendue sur plusieurs jours, puis sur plusieurs semaines si les premiers succès sont confirmés.

Un pancréas bio-artificiel sera testé sur l’homme en 2016

Une précision s’impose sur ce nouveau projet afin de ne pas le confondre avec le «pancréas artificiel» qui consiste à implanter sous la peau une électrode miniaturisée qui intègre les valeurs de glycémie et programme en temps réel une quantité d’insuline en fonction des algorithmes physiologiques, un peu comme une pompe à insuline.

Le pancréas bio-artificiel est un projet qui consiste en à implanter une poche sous la paroi abdominale du patient. L’idée est de mettre des cellules des îlots de Langerhans dans cette poche afin que celles-ci sécrètent l’insuline de façon automatisée en fonction des besoins du patient diabétique. Le pancréas bio-artificiel assurerait le mécanisme de sécrétion de l’insuline chez les diabétiques. Avec ce dispositif, les patients ne seraient plus obligés de s’injecter de l’insuline : l’hormone serait fabriquée naturellement par des cellules de pancréas (obtenues par génie génétique ou à partir de cellules souches), placées à l’intérieur de la poche artificielle.

Une membrane très spéciale

Pour l’instant, les cellules béta sont prélevées dans le pancréas de patients en état de mort cérébrale et placées dans une poche à la membrane très spéciale. En effet, elle possède une perméabilité particulière qui laisse passer le glucose dans un sens et l’insuline dans l’autre sens. En revanche elle ne laisse pas entrer les anticorps et les cytokines habituellement responsables des réactions de rejet des greffes faites dans le foie.

Le Mailpan – pour macro-encapsulation d’îlots pancréatiques – devra cependant être remplacé tous les quatre à six ans, et les cellules tous les 6 à 12 mois via une injection sous-cutanée.

Si à terme le pancréas bio-artificiel fonctionne, persistera quand même la difficulté d’avoir des dons humains de cellules souches. D’autres projets de recherches sont en cours afin d’obtenir une source de cellules Beta non-humaine, et inépuisable. Le pancréas bio-artificiel, mis au point par des chercheurs strasbourgeois, fera l’objet d’ici fin 2015 début 2016 de premiers tests chez l’homme.

Les nanoparticules pour soigner le diabète

Le docteur Zhen Gu (professeur de génie médical à l’université de Caroline du nord) et son équipe de chercheurs américains ont mis au point un système de nanoparticules capable de réguler d’elles-mêmes le taux de glycémie dans le sang en libérant l’insuline qui manque aux diabétiques.

Ce «nanoréseau» permettant une certaine indépendance des patients vis-à-vis de leur traitement pourrait être une révolution dans le traitement du diabète.

Le principe

Un système «intelligent» est injecté dans le corps Plus précisément, il s’agirait d’injecter sous la peau un réseau composé de nanoparticules programmées pour traiter le diabète en parfaite autonomie. Comme l’ont expliqué les chercheurs, le rôle de celles-ci est en fait de libérer l’insuline manquante aux diabétiques et de permettre ainsi le transport du glucose du système sanguin aux cellules. L’insuline est une hormone produite par le pancréas qui aide le corps à utiliser son glucose et en contrôler le niveau, mais les personnes atteintes de diabète de type 1 présentent un défaut de production de cette molécule. A terme, le glucose mal absorbé s’accumule ainsi dans le sang et entraîne de graves répercussions sur les organes. C’est ce manque que chercheraient à pallier les scientifiques. Lorsque la glycémie augmente (taux de glucose dans le sang), les nanoparticules se mettraient à agir et maintiendraient le taux à un niveau dit «normal» sur une durée d’à peu près 10 jours. Un réseau intelligent et prometteur composé d’insuline, d’enzymes de dextrane ou encore d’oxydase. Certaines de ces particules ont une charge négative et d’autres positive, ce qui les attire les unes avec les autres et les maintient en contact.

Elles forment ainsi un nanoréseau qui les empêcherait de se disperser partout dans le corps. Ce vaste réseau propose une biocompatibilité unique avec le corps et semble déjà fonctionner de lui-même. Le docteur Zhen Gu décrit cette technologie comme une «boucle fermée qui imite l’activité du pancréas, libérant l’insuline en réponse au changement du glucose.

Selon l’organisation mondiale de la santé (OMS), le diabète toucherait quelque 347 millions de personnes dans le monde. A ce jour, les traitements s’articulent davantage autour d’une surveillance accrue du taux de glycémie, une diététique particulière, une activité physique ou encore des injections d’insuline qui parfois sont douloureuses. Cette nouvelle technologie autonome et ses avantages pourraient ainsi améliorer les conditions de traitement des patients en les libérant de mesures contraignantes. Reste que les tests bien que concluants, ont pour le moment été réalisés sur des souris de laboratoire. Aussi, l’équipe en charge du projet tente désormais d’adapter ce procédé à l’être humain.

Les différents champs de recherche sur le diabète sont tous très prometteurs et pourront d’ici quelques années améliorer considérablement le confort de vie des diabétiques…
Les piqûres d’insuline pourraient devenir un lointain souvenir pour de nombreux diabétiques !