PARIS – 3 mai 2024 – Une avancée majeure dans la lutte contre le diabète a été réalisée grâce à la création d’organoïdes pancréatiques vascularisés. Ces mini-organes, développés par des chercheurs internationaux, imitent fidèlement les îlots de Langerhans, des structures clés pour la production d’insuline, ouvrant de nouvelles perspectives pour étudier et traiter le diabète. Cette percée pourrait mener à des traitements plus efficaces. Continuons notre exploration plus en détail…

Une équipe internationale de chercheurs a franchi une étape significative dans la lutte contre le diabète. Ils ont mis au point un modèle d’organoïde vascularisé des îlots pancréatiques dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (SC-îlots). Cette avancée promet d’améliorer la recherche sur le diabète et les thérapies cellulaires.

L’importance de la vascularisation

Les îlots de Langerhans, ces amas de cellules dans le pancréas, abritent différents types de cellules sécrétant des hormones, notamment les cellules bêta productrices d’insuline. L’équipe de recherche a découvert que les organoïdes SC-îlots dotés de vaisseaux sanguins contenaient un plus grand nombre de cellules bêta matures et sécrétaient davantage d’insuline que leurs homologues non vascularisés. Ces organoïdes vascularisés imitent de plus près les cellules des îlots que l’on trouve dans le corps.

Conseil pratique : La vascularisation est cruciale pour la maturation et la fonction des cellules bêta. Les modèles d’organoïdes vascularisés offrent une plateforme plus réaliste pour étudier le diabète et tester de nouvelles thérapies.

Selon les chercheurs, nos résultats soulignent l’importance d’un réseau vasculaire pour soutenir la fonction des cellules des îlots pancréatiques. Ils ajoutent que ce modèle nous rapproche de la reproduction de l’environnement naturel du pancréas, ce qui est essentiel pour étudier le diabète et développer de nouveaux traitements.

Ingénierie des îlots de cellules souches vascularisés

Les organoïdes cellulaires SC-îlots, ces mini-organes qui reproduisent les amas de cellules productrices d’insuline à l’extérieur du corps, sont largement utilisés pour étudier le diabète et d’autres maladies endocriniennes pancréatiques. Cependant, les cellules bêta de ces organoïdes sont généralement immatures, ce qui en fait des modèles sous-optimaux pour l’environnement in vivo.

Le saviez-vous ? Les cellules bêta immatures ne répondent pas efficacement au glucose, ce qui limite l’utilité des organoïdes non vascularisés pour la recherche sur le diabète.

Pour mieux imiter l’environnement in vivo, les chercheurs ont ajouté des cellules endothéliales humaines, qui tapissent les vaisseaux sanguins, et des fibroblastes, des cellules qui aident à former le tissu conjonctif, aux organoïdes d’îlots cultivés à partir de cellules souches. L’équipe a expérimenté différents milieux de culture cellulaire jusqu’à ce qu’elle trouve un cocktail qui fonctionne. Non seulement les cellules ont survécu, mais elles ont mûri et développé un réseau de vaisseaux sanguins tubulaires qui a enveloppé et pénétré les SC-îlots.

La clé de cette avancée réside dans la mise au point de la recette appropriée. Notre percée a été de concevoir la recette, expliquent les chercheurs. Il a fallu cinq ans d’expérimentation avec diverses conditions, impliquant une équipe dévouée de biologistes des cellules souches et de bioingénieurs.

Des organoïdes d’îlots de cellules souches vascularisés plus matures

En comparant les organoïdes vascularisés aux organoïdes non vascularisés, les chercheurs ont constaté que les premiers sécrétaient plus d’insuline lorsqu’ils étaient exposés à des niveaux élevés de glucose. Les cellules bêta immatures ne répondent pas bien au glucose. cela nous a indiqué que le modèle vascularisé contenait plus de cellules matures, ont-ils précisé.

L’équipe a ensuite exploré les mécanismes spécifiques par lesquels la vascularisation favorise la maturation des organoïdes. Ils ont identifié deux éléments clés :

• Les cellules endothéliales et les fibroblastes contribuent à la construction de la matrice extracellulaire,un réseau de protéines et de glucides à la surface des cellules. La formation de cette matrice envoie un signal aux cellules pour qu’elles arrivent à maturité.
• Les cellules endothéliales sécrètent la protéine morphogénétique osseuse (BMP), qui stimule à son tour la maturation des cellules bêta.

Le saviez-vous ? La matrice extracellulaire et la BMP sont des éléments essentiels pour la maturation des cellules bêta dans les organoïdes vascularisés.

Conscients que les forces mécaniques stimulent également la sécrétion d’insuline, les chercheurs ont intégré les organoïdes dans des dispositifs microfluidiques, permettant au milieu nutritif d’être pompé directement à travers leurs réseaux vasculaires. ils ont constaté que la proportion de cellules bêta matures augmentait encore davantage.

Nous avons trouvé un gradient, ont-ils expliqué. Les organoïdes non vascularisés avaient les cellules les plus immatures, une plus grande proportion a mûri avec la vascularisation, et encore plus ont mûri en ajoutant un flux de nutriments à travers les vaisseaux sanguins. Un modèle de cellule humaine d’îlots pancréatiques qui reproduit fidèlement la physiologie in vivo ouvre de nouvelles voies pour étudier les mécanismes sous-jacents du diabète.

Enfin, les chercheurs ont démontré que les SC-îlots vascularisés sécrètent également plus d’insuline in vivo. les souris diabétiques greffées avec des SC-îlots non vascularisés ont obtenu de moins bons résultats que celles greffées avec des cellules SC-îlots vascularisées, certaines souris ne présentant aucun signe de la maladie 19 semaines après la transplantation. Ces résultats confirment d’autres études qui ont montré que la pré-vascularisation améliore la fonction des SC-îlots transplantés.

Un meilleur modèle pour étudier le diabète de type 1

Les chercheurs prévoient maintenant d’utiliser des modèles d’organoïdes SC-îlots vascularisés pour étudier le diabète de type 1, une maladie causée par des cellules immunitaires qui attaquent et détruisent les cellules bêta du pancréas, contrairement au diabète de type 2, où le pancréas produit moins d’insuline au fil du temps et les cellules de l’organisme deviennent résistantes aux effets de l’insuline.

Ils cultivent des organoïdes vascularisés à partir des cellules de patients atteints de diabète de type 1. Ils transfèrent les organoïdes sur des puces microfluidiques et ajoutent les cellules immunitaires des patients. Nous voulons comprendre comment les cellules immunitaires détruisent les cellules bêta, expliquent-ils. Notre approche fournit un modèle plus réaliste de la fonction des cellules des îlots et pourrait aider à développer de meilleurs traitements à l’avenir.

question pour les lecteurs : Selon vous, quelles sont les implications les plus prometteuses de cette recherche pour le traitement du diabète ?

FAQ sur les organoïdes pancréatiques vascularisés

Qu’est-ce qu’un organoïde pancréatique vascularisé ? C’est un mini-organe cultivé en laboratoire qui imite la structure et la fonction des îlots pancréatiques, avec un réseau de vaisseaux sanguins intégré. Pourquoi la vascularisation est-elle importante ? Elle favorise la maturation et la fonction des cellules bêta productrices d’insuline, rendant le modèle plus réaliste pour l’étude du diabète. Comment cette recherche peut-elle aider les patients atteints de diabète ? Elle offre une meilleure plateforme pour étudier les mécanismes du diabète et tester de nouvelles thérapies, y compris pour le diabète de type 1.