Un gel antioxydant préserve la fonction des îlots après l'ablation du pancréas

Des chercheurs de l'Université Northwestern ont développé un nouveau biomatériau antioxydant qui pourrait à l'avenir faciliter grandement la vie des personnes souffrant de pancréatite chronique.

Principales conclusions de l'étude

L'article, « La macromolécule de citrate à changement de phase combat les dommages oxydatifs des îlots pancréatiques, permet la greffe et la fonction des îlots dans l'épiploon », a été publié le 7 juin dans la revue Science Advances.

Avant de retirer le pancréas des patients atteints de pancréatite chronique sévère et douloureuse, les chirurgiens prélèvent d'abord des amas de tissu producteur d'insuline, appelés îlots de Langerhans, et les transplantent dans le système vasculaire hépatique. L'objectif de la greffe est de préserver la capacité du patient à contrôler sa glycémie sans injection d'insuline.

Malheureusement, cette intervention détruit 50 à 80 % des îlots, et un tiers des patients deviennent diabétiques après l'opération. Trois ans après l'opération, 70 % des patients nécessitent des injections d'insuline, ce qui s'accompagne de nombreux effets secondaires tels que prise de poids, hypoglycémie et fatigue.

Une nouvelle approche de la transplantation

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont transplanté des îlots de Langerhans dans l'épiploon, un tissu adipeux large et plat qui tapisse les intestins, plutôt que dans le foie. Pour créer un microenvironnement plus favorable aux îlots, les chercheurs ont utilisé un biomatériau antioxydant et anti-inflammatoire qui se transforme rapidement de l'état liquide en état de gel à température corporelle.

Résultats des expériences sur les animaux

Lors d'expériences menées sur des souris et des primates, le gel a réussi à prévenir le stress oxydatif et les réactions inflammatoires, améliorant significativement la survie et la fonctionnalité des îlots transplantés. C'est la première fois qu'un gel antioxydant synthétique est utilisé pour préserver la fonctionnalité d'îlots transplantés.

« Bien que la transplantation d'îlots se soit améliorée ces dernières années, les résultats à long terme restent insatisfaisants », a déclaré Guillermo A. Ameer, qui a dirigé l'étude. « Notre nouveau matériau synthétique crée un microenvironnement favorable au fonctionnement des îlots. Lors des tests sur les animaux, il s'est avéré très efficace et a rétabli une glycémie normale. »

Avantages du nouveau biomatériau

« Avec cette nouvelle approche, nous espérons que les patients ne seront plus obligés de choisir entre la douleur de la pancréatite chronique et les complications du diabète », a ajouté Jacqueline Burke, première auteure de l'étude.

Rôle et perspectives

Pour les patients sans pancréas, les effets secondaires, comme la gestion de la glycémie, peuvent représenter un défi permanent. Les îlots de Langerhans aident l'organisme à contrôler la glycémie. Sans îlots fonctionnels, les personnes doivent surveiller fréquemment leur glycémie et s'injecter de l'insuline.

« Vivre sans îlots fonctionnels représente un fardeau considérable pour les patients », a déclaré Burke. « Ils doivent apprendre à compter les glucides, à doser l'insuline au bon moment et à surveiller constamment leur glycémie. Cela leur demande beaucoup de temps et d'énergie. »

Problèmes avec la méthode actuelle

Malheureusement, les soins standard actuels pour les îlots de Langerhans entraînent souvent de mauvais résultats. Après une ablation du pancréas, les chirurgiens isolent les îlots et les transplantent dans le foie par perfusion porte. Cette intervention entraîne plusieurs complications fréquentes. Les îlots en contact direct avec la circulation sanguine subissent une réaction inflammatoire, plus de la moitié meurent et les îlots transplantés peuvent provoquer de dangereux caillots sanguins dans le foie. C'est pourquoi médecins et chercheurs recherchent un site de transplantation alternatif.

Une nouvelle approche utilisant une solution de citrate

Pour protéger les îlots et améliorer les résultats, Ameer s'est tourné vers une plateforme de biomatériaux à base de citrate, développée dans son laboratoire et dotée de propriétés antioxydantes. Dans les cultures cellulaires, les îlots murins et humains conservés dans un gel de citrate sont restés viables beaucoup plus longtemps que les îlots conservés dans d'autres solutions. Exposés au glucose, les îlots ont sécrété de l'insuline, démontrant ainsi une fonctionnalité normale.

Intégration dans les tissus

Au bout de trois mois, le corps avait réabsorbé 80 à 90 % du gel biocompatible, qui n'était alors plus nécessaire. « Ce qui était étonnant, c'est que les îlots ont régénéré les vaisseaux sanguins », a déclaré Ameer. « Le corps a créé un réseau de nouveaux vaisseaux sanguins reliant les îlots au corps. C'est une avancée majeure, car les vaisseaux sanguins maintiennent les îlots en vie et en bonne santé. »

Ameer prévoit de tester l'hydrogel sur des modèles animaux sur une période plus longue. Il a également souligné que le nouvel hydrogel pourrait être utilisé pour diverses thérapies de remplacement cellulaire, notamment la thérapie par cellules souches pour le diabète.