Diabète

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Le diabète survient lorsque l’organisme est incapable de produire de l’insuline (diabète de type 1) ou d’utiliser efficacement l’insuline qu’il produit (diabète de type 2). On estime à 11,9 millions le nombre de Canadiens qui sont diabétiques ou prédiabétiques et cette situation coûte 30 milliards de dollars par an au système de santé.

Bien que l’insulinothérapie et les technologies modernes de contrôle du glucose sauvent actuellement des vies, elles ne guérissent pas les patients. Une hyperglycémie chronique peut entraîner de graves complications, notamment la cécité, l’insuffisance rénale, des lésions nerveuses, des accidents vasculaires cérébraux et des maladies cardiaques.

Le Canada est depuis longtemps un chef de file mondial de la recherche sur le diabète. Le protocole d’Edmonton, élaboré il y a plus de 20 ans, a démontré que la greffe d’îlots pancréatiques pouvait rétablir la production d’insuline et a ouvert la voie à l’utilisation d’approches cellulaires pour traiter le diabète de type 1. Depuis, des chercheurs canadiens ont mis au point des cellules d’îlots pancréatiques dérivées de cellules souches ainsi que des dispositifs implantables, qui font actuellement l’objet d’essais cliniques, qui permettraient de rétablir chez les patients la production naturelle d’insuline, d’améliorer la survie des cellules greffées et de réduire la nécessité de s’injecter quotidiennement de l’insuline.

Le RCS aura investi plus de 11,7 millions de dollars de 2016 à 2028 dans la recherche sur le diabète afin de soutenir plusieurs approches innovantes, par exemple des modèles de maladies créés en laboratoire, l’amélioration des îlots pancréatiques dérivés de cellules souches, des stratégies de vascularisation pour favoriser la survie des cellules et des dispositifs de bioingénierie susceptibles de pouvoir fournir des cellules productrices d’insuline de manière sûre et efficace. Ces investissements accélèrent le développement de thérapies qui pourraient un jour rendre possible un contrôle durable de la glycémie et procurer une voie de guérison fonctionnelle aux personnes atteintes du diabète de type 1.

Megan Levings, Université de la Colombie-Britannique, Colombie-Britannique

Cycle 5, ronde 1 : titulaire d’une Subvention pour projet à fort impact (cofinancée par Percée DT1)
Modéliser le diabète de type 1 à l’aide des cellules souches pour favoriser le développement de nouveaux traitements

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune en vertu de laquelle le système immunitaire s’attaque malencontreusement aux cellules productrices d’insuline du pancréas. Bien que de nouveaux traitements prometteurs soient en cours de développement — comme le remplacement cellulaire et certaines thérapies immunitaires — le principal obstacle qui se pose est le manque de modèles fiables pour tester ces thérapies sur des cellules humaines.

L’équipe de recherche de Megan Levings travaille à la création en laboratoire d’un modèle de DT1 en utilisant des cellules souches pour produire les trois principaux types de cellules qui interviennent dans cette maladie : les cellules productrices d’insuline, les lymphocytes T et les cellules immunitaires présentatrices d’antigènes. En les combinant, son équipe espère recréer en laboratoire le processus de la maladie.

Ce modèle permettra aux chercheurs de mieux comprendre l’évolution du DT1 et de tester plus efficacement les nouveaux traitements. Il pourrait accélérer la mise au point de thérapies innovantes susceptibles de prévenir ou de traiter le DT1 et ainsi d’améliorer la vie des personnes atteintes de cette maladie.

« En créant en laboratoire un “mini-système immunitaire” qui imite le diabète de type 1, nous pourrons étudier cette maladie complexe comme jamais auparavant. Notre objectif est de contribuer à ouvrir la voie au développement de nouveaux traitements qui pourront prévenir ou même un jour guérir le diabète de type 1. »

Dr. Yasaman Aghazadeh, Institut de recherches cliniques de Montréal, Quebec

Cycle 5, ronde 1 : titulaire d’une Subvention de démarrage pour chercheurs en début de carrière
Trouver un meilleur foyer pour les cellules greffées dans le cadre des traitements contre le diabète de type 1

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie chronique dans laquelle le système immunitaire détruit les cellules bêta du pancréas qui produisent l’insuline. Sans insuline, le taux de sucre dans le sang atteint des niveaux dangereux, ce qui oblige les personnes atteintes de DT1 à gérer leur maladie en s’injectant de l’insuline plusieurs fois par jour, une solution accablante et imparfaite.

Des thérapies à base de cellules bêta dérivées de cellules souches offrant un réel espoir de guérison à long terme font actuellement l’objet d’essais cliniques. Mais l’un des principaux défis que pose ce type de traitement est le manque d’apport sanguin nécessaire aux cellules pour survivre, détecter le sucre et sécréter de l’insuline.

Les travaux antérieurs Yasaman Aghazadeh ont montré que la greffe de vaisseaux sanguins issus de morceaux de tissu adipeux en conjonction avec l’administration de cellules bêta permettait de garder les cellules en vie et d’assurer leur bon fonctionnement grâce à l’apport supplémentaire en oxygène et en nutriments fourni par cette approche. Mme Aghazadeh travaille actuellement à affiner cette approche en cultivant des vaisseaux sanguins à partir de cellules souches, une méthode qui permettrait de créer des vaisseaux particulièrement aptes à relever les défis qui se posent après la greffe.

Si elle est fructueuse, cette recherche pourrait déboucher sur une thérapie à base de cellules bêta tout à fait révolutionnaire, dont le niveau de production serait plus élevé et qui aurait des effets à plus long terme.

« Notre objectif est de créer un environnement propice pour les cellules bêta greffées afin de favoriser leur survie et leur fonctionnement à long terme, ce qui permettrait aux patients de se libérer plus définitivement des injections. »

Tara MacDonald, Université de Toronto, Ontario

Cycle 5, ronde 1 : titulaire d’une Subvention de démarrage pour chercheurs en début de carrière
Corriger les problèmes liés aux îlots pancréatiques dérivés de cellules souches utilisés pour traiter le diabète de type 1

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie chronique qui touche plus de 8 millions de personnes dans le monde. Il survient lorsque le système immunitaire détruit par erreur les cellules bêta du pancréas qui produisent l’insuline. Sans ces cellules, les personnes atteintes doivent s’injecter quotidiennement de l’insuline pour vivre, mais le contrôle de la glycémie reste difficile et les patients doivent fréquemment composer avec des complications à long terme.

Une nouvelle approche prometteuse consiste à remplacer les cellules bêta perdues par des îlots pancréatiques cultivés à partir de cellules souches (îlots-SC). Ces cellules cultivées en laboratoire agissent comme des usines à insuline, mais elles ne fonctionnent pas toujours comme leurs cellules homologues naturelles. On peut les considérer un peu comme des logiciels qui contiennent des bogues, à savoir capables de fonctionner en général, mais susceptibles de planter dans certaines conditions. En particulier, elles ont du mal à traiter le glucose, une fonction essentielle des cellules bêta saines.

La chercheuse Tara MacDonald cherche donc à « déboguer » ces îlots-CS. Son équipe utilise des outils issus de la biologie moléculaire, de l’ingénierie et de la physiologie pour découvrir ce qui ne va pas et concevoir des solutions en laboratoire qui amélioreront leur fonctionnement. En collaboration avec des experts de l’Université de Toronto, berceau de la découverte de l’insuline, elle mettra à l’essai des îlots-CS améliorés pour déterminer s’ils peuvent mieux imiter les îlots pancréatiques naturels en ce qui a trait au traitement du glucose.

Si ces travaux sont concluants, ils pourraient contribuer à la mise au point de thérapies cellulaires de nouvelle génération qui offriront aux personnes atteintes de DT1 une solution plus naturelle et durable et qui les libérera enfin du fardeau constant des injections d’insuline.

« Nous construisons des cellules bêta plus intelligentes et plus résistantes afin qu’un jour, les personnes atteintes de diabète de type 1 puissent vivre sans aiguilles, sans inquiétudes et sans compromis. »

Timothy Kieffer, Université de la Colombie-Britannique, Colombie-Britannique

Cycle 5, ronde 1 : titulaire d’une Subvention de soutien aux partenariats biotechnologiques (financée conjointement par le RCS et Percée DT1)
Soutenir la survie des cellules pour améliorer les thérapies cellulaires contre le diabète

Les personnes atteintes de diabète de type 1 (DT1) doivent surveiller constamment leur glycémie et s’administrer elles-mêmes de l’insuline. Ces contraintes sont mentalement épuisantes et, malgré les meilleurs efforts, il est souvent difficile pour elles d’éviter les complications à long terme.

Les thérapies à base de greffes de cellules bêta productrices d’insuline provenant de donneurs décédés ou de cellules souches aident certaines personnes atteintes du DT1 à mieux contrôler leur glycémie et à diminuer leurs complications à long terme. Mais de nombreuses cellules greffées ne survivent pas, ce qui signifie qu’il en faut de grandes quantités pour alimenter ces thérapies. Cela soulève donc des défis de production. De plus, avec le temps, les cellules cessent souvent de fonctionner, ce qui oblige les patients à reprendre un traitement à l’insuline.

Le Dr Timothy Kieffer et ses collaborateurs, ainsi que l’équipe de Lunar Therapeutics, travaillent en vue d’améliorer la durée de survie et le fonctionnement de ces cellules greffées. En cultivant en laboratoire de minuscules organoïdes d’îlots pancréatiques prêts à former leur propre approvisionnement sanguin une fois implantés dans l’organisme, et en les administrant à l’aide d’une méthode peu invasive, l’équipe souhaite rendre les thérapies cellulaires plus durables et plus accessibles. Son objectif ultime est d’améliorer la vie des personnes diabétiques en mettant au point des traitements plus durables et plus efficaces.

« Les thérapies cellulaires permettent déjà à certaines personnes atteintes de diabète de type 1 de ne plus avoir à surveiller constamment leur glycémie et à s’injecter régulièrement de l’insuline, parfois même pendant plusieurs années. Notre objectif est de prolonger avantages afin que davantage de patients puissent se libérer durablement du fardeau quotidien qu’impose cette maladie. »

Corinne Hoesli, Université McGill, Québec

Cycle 5, ronde 1 : titulaire d’une Subvention pour projet à fort impact (financée conjointement par le RCS et Percée DT1)
Un nouvel implant pour restaurer la production d’insuline chez les personnes atteintes de diabète de type 1

Le diabète de type 1 détruit les cellules des îlots pancréatiques qui produisent l’insuline ce qui oblige les patients à s’injecter quotidiennement de l’insuline. Même avec une gestion rigoureuse, les fluctuations de la glycémie peuvent être dangereuses. La greffe d’îlots pancréatiques peut restaurer la production de l’insuline, mais les îlots de donneurs sont rares.

L’équipe de Corinne Hoesli cherche à mettre au point un dispositif qui utiliserait des îlots cultivés à partir de cellules souches en laboratoire afin d’offrir aux équipes médicales un approvisionnement potentiellement illimité. Pour garantir la sûreté du procédé, les cellules sont contenues dans un implant amovible. Contrairement aux dispositifs classiques qui limitent l’apport sanguin, ce dispositif comprend un greffon vasculaire, qui assure un flux sanguin à la manière d’un pontage, afin d’améliorer le fonctionnement et la survie des îlots.

L’équipe optimisera le dispositif et le testera sur de grands modèles animaux. Si l’essai est fructueux, cette approche pourrait permettre de contrôler à long terme et sans injection d’insuline la glycémie des patients et jeter les bases de la création de futurs organes bioartificiels.

« Nous sommes en train de bâtir un dispositif vivant qui pourrait un jour libérer les personnes atteintes du diabète de type 1 de leurs injections quotidiennes d’insuline et nous rapprocher de la création d’organes bioartificiels pleinement fonctionnels. »