Une équipe de recherche multidisciplinaire dirigée par Jonathan Lakey, professeur de chirurgie et d’ingénierie biomédicale à l’université de Californie à Irvine, a mis au point un biomatériau pour les greffes d’îlots pancréatiques qui ne déclenche pas de réaction immunitaire de l’organisme.
Basé sur la technologie des cellules souches, l’alginate hybride offre un traitement possible à long terme du diabète de type 1, une réaction auto-immune qui détruit les cellules bêta des îlots pancréatiques, qui régulent la glycémie. Selon l’American Diabetes Association, près de 1,6 million de personnes sont touchées par cette maladie aux États-Unis.
Ces travaux s’appuient sur le “protocole d’Edmonton”, une méthode de transplantation d’îlots pancréatiques pour le traitement du diabète de type 1 mise au point au Canada par Lakey et qui nécessite l’utilisation chronique de médicaments immunosuppresseurs. La formulation hybride AlgXO de l’UCI libère des exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses de cordon ombilical humain, qui suppriment les réactions négatives à un corps étranger, prévenant ainsi le rejet.
Les résultats de l’étude, publiés en ligne dans la revue Communications Biology, montrent que les îlots pancréatiques de rat contenus dans les microcapsules hybrides AlgXO implantés dans des modèles de souris diabétiques n’ont pas provoqué de réaction indésirable et ont régulé la glycémie pendant plus de 180 jours sans nécessiter d’insuline ou de traitements anti-rejet.
« Depuis les années 1980, on a constaté que la transplantation d’îlots de Langerhans dans des microcapsules d’alginate prolongeait la correction glycémique chez les rongeurs diabétiques, mais cette promesse a été limitée par les attaques du système immunitaire, qui provoquent des infections et d’autres complications de santé qui compromettent l’efficacité à long terme. Notre biomatériau AlgXO peut atténuer les réponses immunitaires indésirables, ce qui permet aux implants de fonctionner pendant une période beaucoup plus longue », a déclaré le co-auteur Reza Mohammadi, qui a obtenu un doctorat en science et ingénierie des matériaux à l’UCI l’année dernière.
La longévité et les mécanismes de l’immunosuppression locale sont des facteurs clés pour déterminer la durabilité des cellules transplantées, et cela est particulièrement vrai pour les xénogreffes, dans lesquelles le donneur et le receveur sont d’espèces différentes.
L’AlgXO hybride utilisé dans l’étude a été conçu pour libérer des exosomes de cellules souches mésenchymateuses de manière contrôlée et durable afin de réduire l’inflammation des îlots, ce qui a permis le fonctionnement à long terme des xénogreffes d’îlots rat-souris.
« Nous proposons que notre AlgXO hybride, avec sa libération mesurée d’exosomes dérivés de CSM de cordon ombilical humain, constitue une nouvelle plateforme prometteuse pour la transplantation cellulaire en atténuant la réponse immunitaire aux biomatériaux implantables » a déclaré Jonathan Lakey, Ph.D., auteur correspondant de l’étude et directeur du programme clinique sur les îlots de Langerhans, Université de Californie, Irvine.
Les études futures porteront sur des modèles animaux plus grands afin de valider l’efficacité de l’AlgXO hybride, si elles sont concluantes, le biomatériau pourrait alors être appliqué dans des essais cliniques sur des patients humains.
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