Îlots microencapsulés : où en sommes-nous ?

Le patient souffrant de diabète de type 1 est victime de la destruction de ses cellules bêta du pancréas par son propre système immunitaire (processus autoimmun). Les cellules bêta sécrètent l'insuline et sont regroupées en amas que l'on nomme îlots de Langerhans. Pour obtenir un traitement idéal du diabète, la libération d'insuline devrait être ajustée à chaque instant, selon le niveau de glycémie.

Les traitements actuels du diabète de type 1, comme l'insulinothérapie intensive, ont grandement amélioré la qualité de vie des patients, mais ils ne font que retarder les complications de cette maladie (cécité, maladies vasculaires, insuffisance rénale, etc.)

Transplantation d'îlots de Langerhans

La transplantation des îlots représente un des traitements les plus logiques de cette maladie, car elle permet d’éviter ces complications par une libération d’insuline de façon toute naturelle et en fonction des fluctuations de la glycémie. Cependant, ce traitement se heurte au rejet des îlots transplantés et à la récidive du processus autoimmun à l’origine de la maladie.

Il est possible de prévenir le rejet des îlots transplantés par l’utilisation d’immunosuppresseurs. Cependant, ces médicaments ont des effets toxiques, sont néfastes à long terme et ne sont pas efficaces pour prévenir la récidive de la maladie qui est causée par un processus immunitaire différent du processus de rejet.

Néanmoins, un groupe de chercheurs d’Edmonton, vers la fin de l’an 2000, a réussi à renverser le diabète chez sept patients (100% de réussite) en transplantant des îlots de Langerhans et en donnant un nouveau cocktail d’immunosuppresseurs (Protocole d’Edmonton). Ces travaux s’avèrent très importants car ce sont les premiers travaux, en plus de 20 ans de recherche dans ce domaine, qui prouvent que l’on peut traiter le diabète de type 1 à l’aide de la transplantation d’îlots de Langerhans. Depuis ce temps plus de 60 patients ont reçu des greffes d’îlots avec succès à Edmonton et plusieurs autres centres dans le monde ont institué des programmes similaires.

La prochaine étape est de réduire ou d’éliminer la prise d’immunosuppresseurs.

Microencapsulation des îlots de Langerhans

L’utilisation de l’immunoisolation (barrière autour des cellules transplantées) comme mesure de protection contre le système immunitaire du receveur, apparaît aujourd’hui comme une solution très prometteuse pour le traitement de certaines pathologies. Les îlots de Langerhans, protégés dans des microcapsules semi perméables, sont à l’abri du phénomène de rejet et de la récidive du processus autoimmun à l’origine du diabète.

Les microcapsules permettent aussi les échanges de nutriments, la libération de l’insuline et le contrôle de la glycémie. Les transplantations d’îlots microencapsulés pourraient donc être effectuées sans immunosuppresseur et plus tôt dans le développement de la maladie, avant que les complications ne se développent ou, du moins, avant qu’elles n’aient atteint un stade irréversible.

Transplantation d'îlots microencapsulés

Quelques équipes de chercheurs à travers le monde ont effectué des transplantations d’îlots microencapsulés et ont réussi à normaliser les niveaux de la glycémie de certains animaux diabétiques. Ces différents travaux ont permis à des souris, des rats, des chiens et même des singes de retrouver une vie plus normale pour une période de temps plus ou moins longue.

En 1994, le Dr Patrick Soon-Shiong a publié un article dans une revue scientifique rapportant les succès de la première transplantation d’îlots microencapsulés chez un patient humain souffrant de diabète de type 1. Cependant, ce patient, qui avait aussi reçu une greffe rénale, prenait de fortes doses d’immunosuppresseurs pour éviter le rejet de sa greffe rénale et des îlots microencapsulés transplantés. Néanmoins, cette étude nous a fourni la preuve que des îlots microencapsulés, une fois transplantés chez l’humain, peuvent très bien fonctionner. Cependant, le Dr Soon-Shiong avait du utiliser 12 pancréas provenant de 12 donneurs différents, ce qui démontre que la technique n’était pas encore vraiment au point et qu’il restait beaucoup de travail à faire.

Dans le numéro de janvier 2006 de la revue Diabetes Care, le Dr Ricardo Calafiore de Pise en Italie rapportait deux cas de patients diabétiques de type 1 qui ont reçu des îlots de Langerhans microencapsulés provenant d’un seul donneur (par receveur). Quoique ce traitement n’ait pas éliminé la nécessité de l’insulinothérapie, ils ont amélioré considérablement le contrôle glycémique avec seulement 1/3 de la dose d’insuline antérieure.

C’est un grand progrès par rapport aux expériences décrites plus haut. Notons que les patients d’Edmonton ont tous reçu les îlots d’au moins 2 pancréas. On se rapproche donc du but pour ce qui est de la transplantation d’îlots microencapsulés.

Plusieurs obstacles à franchir

Il reste cependant plusieurs obstacles majeurs à surmonter avant de considérer que cette technologie a atteint sa maturité.

On se doit d’améliorer la compatibilité des îlots microencapsulés transplantés avec le patient receveur (biocompatibilité) car, à plus ou moins long terme, on observe le développement d’une réaction du receveur contre les microcapsules. De plus, il faudra prouver l’efficacité et la résistance des microcapsules à long terme par de nombreuses expériences. Notre équipe de recherche a développé et validé des méthodes d’évaluation de la biocompatibilité et de la résistance qui nous permettent d’améliorer la formulation des microcapsules.

L’approvisionnement en îlots de Langerhans est un autre problème qu’il faut solutionner. Présentement, il faut plus d’un pancréas humain pour isoler un nombre suffisant d’îlots pour réaliser une transplantation (au moins deux et parfois trois pancréas humains pour une transplantation). La microencapsulation pourrait fournir la solution au manque de donneurs en permettant l’utilisation d’îlots d’origine animale. Au moins deux entreprises en biotechnologie font des essais d’îlots de porc microencapsulés avec certaines réussites à court terme. Cependant il reste à démontrer que des cellules d’une autre espèce animale peut réussir chez l’être humain.

La taille des microcapsules régulières limite les transplantations d’îlots microencapsulés presque exclusivement à la cavité abdominale (péritoine). Malheureusement, ce site n’est pas l’endroit idéal, car les échanges d’oxygène et des substances nutritives ne sont pas aussi rapides et efficaces. Notre équipe de recherche, une des rares à travers le monde, possède une technologie de pointe pour fabriquer de très petites microcapsules.

Ces petites microcapsules possèdent plusieurs avantages :

meilleure biocompatibilité,
meilleure diffusion de l’oxygène,
meilleure libération d’insuline,
meilleure résistance.

De plus, elles permettent l’accès à de nouveaux sites de transplantation, qui sont beaucoup plus vascularisés que le péritoine, comme certains tissus graisseux, la rate, le foie et la capsule rénale.

Plusieurs autres percées ont été effectuées depuis. Par exemple, nous avons démontré que l’incubation des îlots dans un facteur de croissance appelé IGF-II augmentait de 400 % l’efficacité des transplantations d’îlots chez la souris. Nous avons également développé une méthode pour produire des capsules qui sont 22 fois plus résistantes que les capsules régulières.

Conclusion

À l’aube des premiers essais cliniques, la microencapsulation est encore un concept en développement et sous expérimentation animale. Cependant d’énormes progrès ont été réalisés depuis la première transplantation d’îlots de Langerhans microencapsulés, réussie chez des rongeurs, par le Dr Anthony M. Sun en 1980.

Ces faits nous laissent espérer qu’un jour, un patient souffrant de diabète de type 1 pourra être complètement guéri par une greffe d’îlots de Langerhans microencapsulés.