FRDJ offre un financement de démarrage pour des recherches très novatrices qui ont le potentiel d’accélérer les recherches les plus prometteuses sur le diabète de type 1 (DT1), tant en ce qui concerne les thérapies de guérison que les approches pour améliorer la gestion de la maladie. Les subventions de FRDJ pour l’innovation abordent les principaux défis de la recherche sur le DT1 et ont le potentiel de générer des découvertes révolutionnaires.
FRDJ est ravie d’annoncer que deux chercheurs canadiens de l’université de la Colombie-Britannique (UBC) ont récemment reçu des subventions pour l’innovation d’un an pour leurs études sur le DT1 portant sur les cellules bêta dérivées de cellules souches.
La greffe d’îlots de Langerhans (les cellules responsables de la production d’insuline) provenant de donneurs récemment décédés constitue une thérapie de guérison potentielle pour le DT1. Cependant, il n’y a pas assez de donneurs pour répondre à la demande de toutes les personnes atteintes de DT1 qui pourraient potentiellement bénéficier de ce traitement. Il existe toutefois une réserve potentiellement illimitée de cellules sécrétrices d’insuline pour la transplantation si les cellules souches pouvaient être transformées ou « dirigées » en cellules bêta qui sécrètent de l’insuline en réponse au glucose. Cette approche se heurte au fait que, jusqu’à présent, les cellules bêta dérivées de cellules souches ne produisent pas autant d’insuline que les cellules bêta naturelles et saines. Des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour comprendre comment nous pouvons obtenir des cellules bêta dérivées de cellules souches qui égalent, voire dépassent, les propriétés des cellules bêta naturelles.
Les deux nouvelles bourses pour l’innovation tenteront de quantifier (Dr Hongshen Ma) et d’optimiser (Dr Dan Luciani) la capacité de production d’insuline des cellules bêta dérivées de cellules souches, afin de nous rapprocher d’un produit capable de guérir le DT1.
Alors que le Dr Ma et son équipe se concentrent sur l’identification des propriétés des cellules bêta dérivées de cellules souches à haut rendement, le Dr Luciani et son équipe étudient le rôle des mitochondries dans la capacité de production d’insuline des cellules bêta dérivées de cellules souches.
Dr Hongshen Ma (université de la Colombie-Britannique)
Dr Ma s’efforce de découvrir pourquoi la capacité de sécrétion d’insuline des cellules bêta dérivées de cellules souches est limitée, en examinant les cellules au niveau individuel.
Des recherches récentes ont indiqué que les cellules bêta d’un îlot ne sont pas toutes égales. Au contraire, les différentes cellules bêta d’un îlot ont des rôles différents et peuvent produire des quantités différentes d’insuline. Une explication possible de la capacité limitée de sécrétion d’insuline des cellules bêta dérivées de cellules souches est qu’il y a des sous-producteurs et des surproducteurs. La théorie veut que lorsqu’elles sont étudiées en tant que groupe, toutes les cellules souches transplantées semblent produire peu d’insuline par rapport aux cellules bêta naturelles et saines, mais si on les examine individuellement, un sous-ensemble de ces cellules produit en fait beaucoup plus d’insuline que le reste. L’étude de ces différences est complexe, mais les approches de pointe qui permettent l’identification de cellules uniques peuvent révéler de nouvelles informations sur le fonctionnement des îlots, et donc sur la manière dont nous pouvons les recréer pour des thérapies de guérison.
Pour relever ce défi, Dr Ma et son équipe développent une nouvelle technologie pour mesurer la capacité de sécrétion d’insuline des cellules bêta dérivées de cellules souches au niveau de la cellule unique. Cette technologie permettra de découvrir quels gènes et quelles protéines sont responsables du sous-type de cellules souches qui atteint un niveau d’insuline plus élevé. En comparant ces cellules aux cellules extraites des îlots de Langerhans de donneurs, les chercheurs seront également en mesure d’évaluer dans quelle mesure les cellules bêta dérivées des cellules souches sont similaires à celles que l’on trouve chez une personne non atteinte de DT1. Ensemble, ces travaux permettront de repousser les limites de la compréhension actuelle du fonctionnement des îlots de Langerhans afin que les scientifiques puissent développer des thérapies plus efficaces à base de cellules souches pour le DT1, qui pourraient un jour être disponibles pour tous ceux qui en ont besoin.
Dr Dan Luciani (université de la Colombie-Britannique)
Le projet de Dr Luciani repose sur la théorie selon laquelle le développement de cellules bêta matures et pleinement fonctionnelles implique une communication à double sens entre le métabolisme dans les mitochondries (en termes simples, la centrale électrique d’une cellule) et la régulation appropriée de gènes spécifiques. On suppose qu’en l’absence d’une communication bidirectionnelle appropriée, toutes les cellules bêta dérivées de cellules souches ne parviennent pas à maturité de manière à produire de l’insuline en réponse au glucose.
L’équipe de Dr Luciani pense que ce processus de maturation n’est pas entièrement activé lorsque les cellules bêta sont créées en laboratoire à partir de cellules souches, mais que leurs mitochondries peuvent être « démarrées » pour déclencher une séquence d’événements qui aboutissent à la formation de cellules bêta capables de sécréter de l’insuline à des niveaux plus élevés, peut-être proches des cellules bêta saines présentes naturellement dans l’organisme.
Pour relever ce défi, Dr Luciani et son équipe utiliseront deux approches innovantes. Tout d’abord, ils extrairont des mitochondries entièrement fonctionnelles et les transplanteront dans les cellules bêta immatures dérivées de cellules souches. Ils contrôleront également de manière expérimentale les processus par lesquels les mitochondries fusionnent normalement entre elles ou se divisent en unités plus petites afin d’influencer les cellules bêta qui en résultent. L’équipe utilisera ensuite des molécules métaboliques spécifiques, de nouveaux médicaments et des manipulations génétiques pour modifier la structure et la fonction des mitochondries existantes dans les cellules bêta immatures dérivées de cellules souches. Ces travaux pourraient offrir une possibilité inexploitée d’améliorer la fonction des cellules bêta dérivées de cellules souches en vue d’une transplantation.
