En réponse à un faible taux de sucre dans le sang, les cellules des îlots pancréatiques des personnes diabétiques libèrent beaucoup plus d’une hormone appelée glucagon que les cellules des îlots des personnes en bonne santé, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Stanford.
La découverte a été faite en utilisant un nouveau modèle de souris du diabète conçu par les scientifiques de Stanford qui, pour la première fois, permet des études fonctionnelles des cellules alpha humaines transplantées.
Le glucagon est produit par les cellules alpha des îlots pancréatiques tandis que l’insuline est produite par les cellules bêta. Les défauts de production d’insuline et des cellules bêta ont été considérés comme les principaux moteurs du diabète. L’étude actuelle, cependant, soutient la prise de conscience croissante que le diabète est probablement dû à des défauts dans plusieurs types de cellules et souligne l’importance du modèle de souris pour simuler plus précisément les complexités de la maladie.
« Nos investigations soutiennent l’idée que le diabète résulte non seulement d’un défaut dans les cellules bêta du pancréas, mais aussi dans les cellules alpha qui produisent le glucagon », a déclaré Seung Kim, MD, PhD, professeur de biologie du développement et directeur du Centre de recherche sur le diabète de Stanford. « Cela avait été suspecté, mais notre étude avec des îlots de Langerhans humains fournit des preuves nouvelles et sans précédent pour soutenir cette idée. »
Kim est l’auteur principal de l’étude, qui a été publiée le 8 juin dans Nature Metabolism. L’étudiante diplômée Krissie Téllez et le chercheur Yan Hang, PhD, partagent la paternité de l’étude.
Chez les personnes en bonne santé, le glucagon fonctionne en tandem avec l’insuline pour contrôler étroitement la glycémie. Immédiatement après un repas, l’insuline déclenche l’élimination du glucose du sang et favorise son stockage dans des organes comme le foie. A l’inverse, lorsque la glycémie devient faible, le glucagon stimule la libération du glucose stocké dans le sang.
Structures identiques du glucagon
Les recherches antérieures sur la relation entre l’insuline et le glucagon ont été entravées par le fait que le glucagon de la souris et celui de l’homme ont une structure identique. Il est impossible de les distinguer l’un de l’autre après la transplantation d’îlots humains dans des souris de laboratoire. Par conséquent, les chercheurs ne pouvaient étudier la production de glucagon humain que par des cellules alpha dans des tubes à essai ou des boîtes de culture, ce qui ne reproduit pas fidèlement ce qui se passe dans le corps.
Hang, Téllez et leurs collègues ont entrepris de fabriquer une souche de souris incapable de produire son propre glucagon. Ils ont utilisé un processus d’édition génétique appelé CRISPR pour retirer un petit morceau de l’ADN de l’animal qui code pour la protéine du glucagon. Le processus a été laborieux et long, prenant plus de deux ans pour être achevé.