Les injections quotidiennes d'insuline sont douloureuses et peu pratiques, c'est pourquoi les scientifiques développent des implants capables de traiter le diabète sans avoir recours à des injections. Un nouvel implant semble particulièrement prometteur car il produit de l’oxygène pour fournir des nutriments aux cellules des îlots implantés.
Chez la plupart des gens, les cellules des îlots pancréatiques produisent l’insuline nécessaire au maintien d’un taux de sucre dans le sang adéquat. Malheureusement, le système immunitaire des personnes atteintes de diabète de type 1 détruit ces cellules, c'est pourquoi l'insuline doit être injectée manuellement dans le sang.
Une alternative à l’injection d’insuline est l’implantation de cellules d’îlots extraites de cadavres ou dérivées de cellules souches. Bien que cela fonctionne dans de nombreux cas, les patients doivent prendre des immunosuppresseurs à vie pour éviter le rejet de ces cellules.
Les scientifiques ont essayé d'envelopper les cellules des îlots dans de minuscules implants flexibles qui protègent les cellules du système immunitaire de l'hôte tout en permettant à l'insuline produite par ces cellules de se diffuser dans la circulation sanguine. Cependant, ces implants empêchent également l’oxygène vital de pénétrer dans les cellules, ce qui signifie que celles-ci ne vivent pas aussi longtemps.
Certains implants comblent cette lacune en incorporant des chambres à oxygène préremplies ou des agents chimiques qui produisent de l'oxygène. Cependant, avec le temps, l’oxygène et les réactifs s’épuisent, l’implant doit donc être remplacé ou rempli à nouveau.
Une équipe du MIT et du Boston Children's Hospital a récemment développé un nouveau dispositif dans le but de trouver une alternative à plus long terme.
L'appareil abrite des centaines de milliers de cellules d'îlots et une membrane échangeuse de protons, qui sépare la vapeur d'eau (naturellement présente dans le corps humain) en hydrogène et oxygène. L'hydrogène se diffuse sans danger, tandis que l'oxygène pénètre dans la chambre de stockage de l'implant. Une membrane respirante dans la chambre de stockage permet ensuite à l'oxygène de s'écouler vers la chambre de stockage contenant les cellules des îlots.
Le déclenchement de la division de la vapeur d'eau nécessite une petite tension transmise sans fil d'une bobine magnétique externe à l'antenne de l'implant. Les spirales peuvent être collées sur la peau du patient, immédiatement à côté du site implantaire.
Dans des expériences sur des souris diabétiques, un groupe a reçu un dispositif complet produisant de l'oxygène implanté sous la peau, tandis qu'un autre groupe a reçu un dispositif non produisant de l'oxygène contenant uniquement des cellules d'îlots pancréatiques. Alors que les deux groupes de rongeurs se sont bien comportés au départ, le groupe non oxygéné a développé une hyperglycémie en deux semaines environ.
Il est actuellement prévu de mener des essais sur des animaux plus gros, puis des essais cliniques sur des humains. On espère que cette technologie pourra également être utilisée pour produire d’autres types de protéines thérapeutiques pour traiter d’autres maladies. En fait, l’appareil a été utilisé pour soutenir la production cellulaire d’érythropoïétine, une protéine qui stimule la production de globules rouges.
"Les patients atteints de diverses maladies ont besoin d'un apport en protéines exogènes, parfois très fréquemment", a déclaré Daniel Anderson, professeur au MIT et auteur principal de l'étude. "Si nous pouvions remplacer les perfusions toutes les deux semaines par un seul implant qui fonctionne à long terme, je pense que cela pourrait vraiment aider beaucoup de patients."