Vers la thérapie cellulaire pour le diabète

Administration d’insuline est le pilier actuel du traitement du diabète de type 1, mais il nécessite des injections et une surveillance fréquentes pour assurer le contrôle glycémique des patients.¹ Comme thérapies cellulaires gagner du terrain en clinique pour différents états pathologiques, les chercheurs visent à optimiser cette approche pour les futurs traitements du diabète.² Les scientifiques étudient transplantation d’îlots comme alternative prometteuse aux injections d’insuline, principalement en créant des cellules ressemblant à des îlots à partir de cultures de cellules souches pluripotentes humaines (hPSC).³

La différenciation à grande échelle de cellules souches en cellules productrices d’insuline de haute qualité pour la fabrication de produits thérapeutiques constitue un goulot d’étranglement courant dans la recherche translationnelle. Dans une étude publiée dans Recherche et thérapie sur les cellules souchesune équipe de chercheurs sur le diabète dirigée par Timothy Kieffer à l’Université de la Colombie-Britannique, a étudié les moyens d’améliorer la fabrication évolutive et démontré les paramètres clés pour surveiller la qualité pendant la production de thérapies cellulaires.⁴ Leurs travaux fournissent des informations sur la production à plus grande échelle de cellules pancréatiques dérivées de hPSC et suggèrent des moyens de standardiser le processus de fabrication.

Les chercheurs ont appliqué une approche de qualité par conception, qui interroge le processus expérimental dans le cadre du développement d’un médicament plutôt que de tester uniquement les propriétés du produit final. Ils ont utilisé cette approche pour étudier et améliorer la fabrication de cellules productrices d’insuline. « Dans ce cas, le processus est également le produit, car ce que nous faisons et la manière dont nous le faisons pourrait avoir un impact sur la qualité des cellules fabriquées », a expliqué Priye Iworimaun ingénieur en bioprocédés du laboratoire Kieffer qui a dirigé ces travaux.

Iworima et ses collègues ont développé et optimisé un processus de fabrication de cellules en sept étapes qui différencie les hPSC en groupes de type îlots producteurs d’insuline. À chaque étape de différenciation, ils ont caractérisé les paramètres des bioprocédés tels que la prolifération cellulaire, la consommation de glucose et les taux de production de lactate, ainsi que les biomarqueurs du destin cellulaire. Les chercheurs ont amélioré le rendement cellulaire en ajustant le processus de culture cellulaire et ont révélé un changement métabolique progressif de la glycolyse à la phosphorylation oxydative que les scientifiques peuvent surveiller comme mesure de contrôle qualité lors d’une fabrication évolutive.

« Cet article est intéressant dans le sens où il comble une lacune », a déclaré un biologiste des cellules souches. Joe Zhou de Weill Cornell Medicine, qui étudie les thérapies de remplacement cellulaire dérivées d’organoïdes pour le diabète et qui n’a pas été impliqué dans cette étude. « En ce qui concerne la manière dont vous augmentez la production ou effectuez le contrôle qualité, comment industrialisez-vous une thérapie cellulaire du laboratoire à la clinique ? On voit très peu de publications de ce genre dans ce domaine.»

Iworima estime que ses découvertes aideront également les chercheurs à évaluer si les produits cellulaires intermédiaires sont utiles pour certains sous-ensembles de patients, ce qui pourrait raccourcir et simplifier le processus de fabrication. « À terme, nous aurons différents produits cellulaires qui pourraient être les mieux adaptés à l’individu, qu’il s’agisse d’un groupe ressemblant à des îlots plus différenciés de manière terminale ou du progéniteur pancréatique », a déclaré Iworima.

Des études de transplantation antérieures avec des modèles de rongeurs diabétiques ont suggéré que les cellules progénitrices pourraient être adéquates pour la fonction des cellules bêta matures après l’implantation. Les paramètres de contrôle qualité mis en évidence tout au long du processus étape par étape de cette étude pourraient faciliter les futures applications translationnelles pour les cellules progénitrices et les cellules entièrement différenciées.

Si les scientifiques parviennent à surmonter les obstacles à la fabrication in vitro, tels que les limitations d’échelle et de contrôle de qualité, les méthodes de culture cellulaire permettant de cultiver des îlots imitant la production d’insuline pourraient aider les thérapies de remplacement des cellules diabétiques à atteindre les patients. « Le parcours d’un protocole de laboratoire, de la paillasse au chevet du patient, les gens en parlent toujours. Mais la plupart des journaux parlent du banc », a déclaré Zhou. « Ce serait bien de disposer de ces connaissances afin que les gens n’aient pas à réinventer la roue. Ce sera très utile.

Les références

1. Sapra A. Diabète. Dans: StatPearls – Bibliothèque NCBI. Publié le 21 juin 2023.
2. Wang LL, et al. Thérapies cellulaires en clinique. Bioeng Transl Med. 2021;6(2):e10214.
3. Gamble A, et coll. Le parcours de la transplantation de cellules d’îlots et le développement futur. Îlots. 2018;10(2):80-94.
4. Iworima DG, et al. Commutation métabolique, cinétique de croissance et rendements cellulaires dans la fabrication évolutive de cellules productrices d’insuline dérivées de cellules souches. Cellules souches Res Ther. 2024;15(1).