Identification de deux sous-types distincts de cellules bêta productrices d’insuline

Une équipe dirigée par des scientifiques de l’Institut Van Andel et de l’Institut Max Planck d’immunobiologie et d’épigénétique a identifié deux sous-types distincts de cellules bêta productrices d’insuline, ou cellules ß, chacune avec des caractéristiques cruciales qui peuvent être exploitées pour mieux comprendre et traiter les types 1 et 2 diabète.

Les cellules ß sont des gardiennes essentielles de l’équilibre métabolique de l’organisme. Ce sont les seules cellules capables de produire de l’insuline, qui régule la glycémie en désignant le sucre alimentaire pour une utilisation ou un stockage immédiat.

Dans le diabète de type 1, les cellules ß sont attaquées par le système immunitaire de l’organisme, les rendant incapables de produire de l’insuline.

Le diabète de type 2 découle de la résistance à l’insuline; l’excès de sucre dans le sang résultant de l’alimentation d’une personne oblige les cellules ß du pancréas à faire des heures supplémentaires. Finalement, les cellules ß ne peuvent plus suivre et les concentrations de sucre dans le sang peuvent atteindre des niveaux dangereusement élevés.

Les deux maladies sont traitées en potentialisant l’action de l’insuline, soit en fournissant l’insuline elle-même, soit en augmentant son activité et sa libération dans le sang. Certaines personnes atteintes de diabète de type 1 peuvent opter pour une greffe de cellules ß, une procédure expérimentale dans laquelle les cellules fonctionnelles d’un donneur sont implantées dans le pancréas.

Les nouvelles découvertes, publiées dans Métabolisme cellulairesuggèrent plusieurs avenues potentielles qui pourraient éclairer les futurs traitements du diabète, comme l’ajustement du ratio de sous-types de cellules ß dans les greffes pour assurer une fonction optimale.

Toutes les cellules varient d’une manière ou d’une autre, mais ces deux sous-types de cellules ß sont distinctement et systématiquement différents l’un de l’autre. Cela indique qu’ils remplissent deux fonctions différentes mais nécessaires en tant que producteurs d’insuline. Ce sont des spécialistes, chacun avec ses propres fonctions. Nous observons également des différences dans le rapport d’un sous-type à un autre dans le diabète. Comprendre ces deux types de cellules – ; et leur relation les uns aux autres – ; nous donne une image plus claire du diabète et offre de nouvelles opportunités de traitement. »

J. Andrew Pospisilik, Ph.D., professeur à l’Institut Van Andel et auteur principal de l’étude

Les scientifiques reconnaissent depuis longtemps les différences entre les cellules ß, mais cette étude est la première à délimiter clairement des sous-types cellulaires spécifiques. Les résultats ont été identifiés à la fois dans des modèles de souris et des échantillons de cellules β humaines.

Les deux types -; décrit par les auteurs de l’étude comme ß_SALUT et ß_IL – ; ils diffèrent par leur fonction spécifique, leur taille, leur forme et leurs caractéristiques épigénomiques, entre autres caractéristiques. Ils affichent également des motifs contrastés de marqueurs de surface, qui aident les cellules à envoyer et à recevoir des messages chimiques. HH_SALUT les cellules semblent être plus fréquentes dans le diabète de type 2.

Il est important de noter que les sous-types peuvent être séparés par la présence ou l’absence d’une protéine appelée CD24, qui agit comme un marqueur permettant de cibler un type et pas l’autre. Cette distinction peut éclairer le développement de stratégies de traitement du diabète plus précises et offre un outil essentiel qui permet aux chercheurs sur le diabète de mieux étudier chaque type de cellule en profondeur.

Les résultats modifient également ce que l’on sait sur la façon dont les cellules ß se développent tôt dans la vie. Les cellules ß sont parmi les cellules qui vivent le plus longtemps dans le corps, avec une espérance de vie de 30 à 40 ans. Comme toutes les cellules, les premières cellules ß proviennent des cellules souches, qui sont des ardoises vierges qui se différencient en plusieurs types de cellules qui composent le corps. Ce processus est largement guidé par des protéines spécialisées appelées facteurs de transcription, qui activent et désactivent les gènes.

Cependant, l’étude suggère que les cellules ß pourraient être une exception. Les chercheurs ont identifié la dose épigénétique plutôt que les facteurs de transcription comme moteur de la décision des cellules ß de devenir ß._SALUT ou ß_IL. C’est la première fois qu’il a été démontré que la dose épigénétique modifie le rapport des types de cellules apparentées.

Comme les facteurs de transcription, les marques épigénétiques indiquent aux gènes quand être allumés et quand se taire. La dose épigénétique fait référence à la quantité de ces marques. Dans les cellules ß, l’équipe a précédemment identifié une marque épigénétique appelée H3K27me3 comme facteur clé de différenciation. Dans cette nouvelle étude, ils ont découvert que la même marque contrôle la dose ß_SALUT contre ß_IL chiffres et, par conséquent, offre une nouvelle cible pour de nouveaux traitements potentiels du diabète.

« La beauté de ce mécanisme est sa nouveauté : il est purement piloté par l’épigénétique sans l’aide de facteurs de transcription », a déclaré Pospisilik. « La clé ici est que les changements épigénétiques peuvent être inversés, ce qui ouvre une foule de questions ayant des implications pour le traitement. »