Obésité

DES GREFFES DE CELLULES CONTRE LE DIABETE
Paul Lacy
Pour la science n° 215 Juillet 1995

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TomD 7 décembre 2006 à 10:09 (MET)

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Bon travail ; le document est bien structuré et les questions permettent un bonne approche de l'article.

Ilôts de Langerhans !!! Pas une seule fois écrit correctement (j'ai corrigé la plupart).

Qu'est-ce-que le diabète?

Le diabète est une incapacité à assimiler le sucre. Les cellules d'un diabétiques n'assimilent pas le sucre présent dans le sang ce qui mène à une surconcentration de sucre dans le sang et une sousconcentration de sucre dans les cellules. Cette maladie a deux formes. La première est la forme type I, dit diabète juvénile, cette forme de la maladie présente une absence totale d'hormone régulateur de sucre. Cette maladie est très dangeureuse et le sujet meurt après quelques mois s'il ne subit aucun traitement. Avec le traitement actuel, comme l'injection de l'insuline, la maladie n'est plus mortelle mais elle reste dangeureuse.
Le deuxième type est le type II, ce type de diabète vient avec l'âge et une alimentation malsaine. Le sujet continue à sécréter en petite quantité l'hormone régulateur de sucre. Le type II est donc moins dangereux.

Quels sont ses effets sur l'organisme?

L'hyperglycémie, c.a.d. la surconcentration de sucre dans le sang, entraîne des dommages dans les tissus. Des microvaissaux sanguin sont détruits, les gros vaisseaux sanguins sont bouchés par l'artériosclérose. Ceci entraîne souvent la cécité, les perturbations rénales, perte de sensibilité dans les membres dûe à la destruction des nerfs. La maladie peut s'agraver et elle peut endommager de manière dramatique un ou plusieurs tissus, ce qui peut provoquer la mort si ce tissus est vital.

Quelle est sa cause hormonale?

L'hormone régulatrice de sucre est l'insuline et le glucagon. Le rôle de l'insuline est de gérer l'assimilation de sucre des cellules. En absence de cet hormone, le sucre n'est plus assimilé par les cellules et le sucre se concentre dans le sang. Le rôle du glucagon est de libérer du sucre dans le sang dans le cas d'une hypoglycémie. En absence du glucagon, une hypoglycémie peut provoquer des dégâts à l'organisme.

Ces hormones sont sécrété en grande quantité par un individu sain dans les îlots de Langarens.

Et le glucagon dans tout ça ??

Quel(s) est (sont) le(s) traîtement(s)?

Le traitement efficace est alors de produire de l'insuline. Pour cela, nous avons deux moyens : injecter directement l'insuline dans le sang et greffer les cellules sécrétrices de l'insuline, les ilôts de Langerhans, dans le foie. L'injection d'insuline n'est pas efficace pour le type II mais très efficace pour le type I. Ceci est dû que l'injection ne peux pas se coordonner avec la régulation du pancréas. Le pancréas s'adapte en fonction du taux de sucre dans le sang et non l'injection. Ce qui nous force à effectuer une greffe des cellules de Langerhans dans le foie.

Comment isoler les îlots de Langarens à partir du pancréas humain?

On utilise une solution contenant une enzyme de collagénase qui permet la digestions du pancréas. Le pancréas est alors digéré. Cette solution contenant la solution de Hank et le pancréas digéré est alors filtré et l'on obtient les cellules consituantes : les cellules consituantes du pancréas et les îlots. Ensuite, grâce à un processus centrifuge, nous pouvons isoler les îlots, qui sont plus légers. Ensuite, grâce à un filtre, on récupère les îlots précipités.

Comment greffer les îlots dans un pancréas?

Les processus est extrêmement simple : nous injectons les îlots dans la veine porte du foie. Il suffit que les îlots soient en contact directe avec le sang pour qu'ils fonctionnent car ils peuvent détecter la concentration de sucre dans le sang.

Il y a alors quelques problèmes dus à la greffe :

Une quantité pas assez suffisante d'îlots. Si l'on injecte 400'000 îlots dans un organisme qui en nécessite 1'000'000, ces îlots devront produire à un rythme excessif, ce qui entraîne plus rapidement la mort cellulaire. Ce problème est simple à résoudre : il suffit d'injecter plus d'îlots.

La réaction immunitaire contre les corps étrangers. Pour le cas du diabète de type I, le problème est encore plus dramatique car il s'agit d'une maladie auto-immune et non seulement une immunité normale contre les corps étrangers. Même si la glyco-protéine de surface correspond à l'organisme, les cellules injectées risquent d'être détruites. Il faut alors, dans les deux cas Type I et Type II, élaborer une protection assez efficace pour les cellules injectées ou diminuer la réaction immunitaire.

Comment résoudre le problème liés à la réaction immunitaire après la greffe?

La méthode de préimmunisation : L'enclenchement de la réaction immunitaire n'est pas dû aux cellules bêtas. Les cellules qui détruisent les îlots sont des cellules cytotoxiques T qui doivent être activées par de la cytokine. Cette cytokine n'est pas générée par la cellule bêta mais par les globules blancs "passagers" situés dans les îlots greffés. Les cellules cytotoxiques qui détectent cette cytokine détruisent l'ensemble des cellules de l'îlot comprenant aussi les cellules bêtas. Il faudrait alors, avant la greffe, détruire les globules blancs passagers pour éviter la réaction immunitaire.

Une autre méthode est alors d'abriter les îlots dans les capsules plastiques poreuses qui permettent au sucre et à l'insuline de passer à travers ses pores et qui empêchent les globules blancs d'attaquer les îlots. Cette technique a des lacunes : ces capsules en plastique sont rapidement entourées de tissus fibreux, ce qui empêche le passage des nutriments pour les îlots, ce qui les tue. Cette technique ne marche pas.

Une méthode alternative est alors envisagée : celle du tube acrylique aux mêmes propriétés que les capsules. Ce tube est rempli de gel d'alginate. Ce gel permet de "suspendre" les îlots à une place fixe, ce qui évite qu'ils s'amassent à un endroit et meurent par manque de nutriments et oxygène. Cette technique marche bien.

Comment combler le manque d'îlots disponibles?

Les demandes sont élevées et les dons sont rares. Il faut alors trouver des moyens d'avoir plus d'îlots.

On pourrait envisager récupérer les cellules souches productrices de cellules bêtas dans les foetus avortés. Ces cellules, à leur maturation, continuent à se reproduire et à fonctionner comme des cellules normales.

Les cellules bêtas tumorales sont aussi utilisable. Si l'on les cultive in vitro, on pourrait avoir une quantité énorme de cellules bêtas en maintenant les conditions favorables. Ces cellules générées en grande quantité pourront être greffées ensuite. Ces cellules sont biensûr anormales et certaines ont perdu leur capacité à produire l'insuline ou certaines peuvent générer des tumeurs chez le patient. C'est une technique à considérer mais à maîtriser ultérieurement.

On peut mettre en oeuvre aussi des pancréas artificiels. Une petite structure qui permet, grâce à un détecteur petit et précis, de fournir la quantité d'insuline par rapport au taux de sucre dans le sang. Cette structure est chère et une greffe est largement plus préférable.

L'encapsulation est une technique très intéressante car les greffes entre espèces ne poseront pas de problèmes. Les cellules greffées sont protégées par les fibres acryliques dont elles ne sont pas atteignables par le système immunitaire. On pourrait alors utiliser toute structure permettant de détecter le sucre et de sécréter l'hormone d'insuline humaine. Les îlots du porc, par exemple, sont envisageables. Cette technique d'encapsulation permet de guérir d'autres maladies que le diabète. L'injection de facteur de coagulation dans les fibres acryliques permettent à l'hémophile de coaguler son sang, par exemple.

Contexte endocrinien

L'organe concerné par le diabète est le pancréas. Il est responsable de la régulation de la glycémie. Cette régulation est très importante pour le maintient de l'homéostasie. La détection du taux de sucre est aparement au niveau du pancréas lui-même ou même au niveau des îlots de Langerhans. En effet, l'hypothalamus ne sécrètent pas d'hormone qui commande spécifiquement le pancréas. Donc le pancréas est un organe qui est autonome.
Cet organe contient dans son tissu exocrine les îlots pancréatiques ou les îlots de Langerhans. Chacun de ces îlots contient plusieurs groupements de cellules

Il y a les cellules sécrétrices :

Les cellules alpha : elles sécrètent le glucagon. Le glucagon a pour fonction de faire augmenter le taux de sucre dans le sang lorsque ce dernier tombe sous le seuil de référence (3.9 à 6,1 [mmol/l] ). Les cellules bêta : elles sécrètent l'insuline. L'insuline a pour fonction de faire diminuer le taux de sucre dans le sang lorsque ce dernier dépasse le seuil de référence.

Le glucagon et l'insuline sont essentiel pour le maintien du taux de sucre dans le sang.

Les hormones comme le glucagon et l'insuline ont pour cible le foie et les cellules adipeuses. En effet, lorsque l'insuline parvient au foie, il incite le foie à produire de la glycogène, un polymère qui fait d'office d'entrepôt fait à partir du sucre "récupéré" dans le sang. Le glucagon a pour message d'inciter le foie de dégrader le glycogène et libérer le sucre dans le sang.

L'insuline excite aussi l'absortion du glucose par les cellules de l'organisme.

Il y a les cellules inhibitrices :

Les cellules delta : elles sécrètent la somatostatine qui a pour fonction d'inhiber la sécrétion de l'insuline et du glucagon et elle ralentit l'absorbtion des nutriments dans le tube digestif. Elle permet donc d'arrêter la régulation lorsque le seuil est atteint et elle permet aussi d'empêcher des dérèglements dûs à l'excès des hormones du pancréas.

Enfin, les cellules PP qui sécrètent la polypeptide pancréatique qui permet d'inhiber la sécrétion de la somatostatine et d'autres sécrétions exocrines du pancréas.