Un implant vivant à base de cellules, fonctionnant comme un pancréas artificiel autonome, pourrait réduire considérablement, voire éliminer, le besoin d’injections quotidiennes d’insuline chez les personnes diabétiques. C’est la conclusion d’une nouvelle étude menée par Shady Farah au Technion, l’Institut de technologie d’Israël, en étroite collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology et plusieurs grands instituts de recherche américains.
Cette recherche présente un implant novateur, un « implant vivant », qui surveille en continu la glycémie et réagit en produisant et en libérant de l’insuline de l’intérieur du corps. Contrairement aux technologies actuelles pour le diabète, telles que les injections d’insuline, les pompes ou les systèmes de surveillance glycémique en boucle fermée, cet implant fonctionne de manière totalement autonome. Une fois implanté, il ne nécessite aucun dispositif externe, aucun remplissage ni aucune intervention du patient.
Une thérapie vivante et autorégulée
Au cœur de cette innovation se trouve une population de cellules productrices d’insuline fonctionnant comme un système biocapteur-actionneur. Lorsque la glycémie augmente, ces cellules réagissent en produisant de l’insuline et en libérant la quantité exacte nécessaire pour rétablir l’équilibre. Lorsque la glycémie diminue, la production d’insuline chute automatiquement. De fait, l’implant agit comme un organe autorégulé, capable de produire son propre médicament.
Ce qui rend cette approche particulièrement remarquable, c’est sa stabilité à long terme. Les thérapies cellulaires contre le diabète sont explorées depuis des décennies, mais leur succès clinique a été limité par le rejet immunitaire. L’organisme reconnaît généralement les cellules implantées comme étrangères, déclenchant une réponse immunitaire qui les détruit ou en limite fortement la fonction.
bouclier cristallin
L’équipe de recherche a relevé ce défi en développant une stratégie de protection qu’elle nomme « bouclier cristallin ». Ce bouclier est constitué de cristaux thérapeutiques conçus pour protéger physiquement et biologiquement les cellules implantées du système immunitaire, empêchant ainsi les cellules immunitaires de les reconnaître et de les attaquer. Parallèlement, il laisse passer librement le glucose, l’insuline et d’autres petites molécules, permettant ainsi un fonctionnement métabolique normal.
D’après les chercheurs, cette approche permet à l’implant de fonctionner de manière fiable et continue pendant plusieurs années, une condition essentielle pour toute thérapie destinée à remplacer un traitement quotidien à vie. Ces résultats ont été publiés dans la revue Science Translational Medicine.
Résultats précliniques prometteurs
Cette technologie a déjà été testée sur plusieurs modèles précliniques. Chez la souris, l’implant a permis une régulation efficace et durable de la glycémie sans nécessiter d’insulinothérapie supplémentaire. Chez les primates non humains, des études portant sur la viabilité et la fonctionnalité cellulaires ont confirmé que les cellules protégées restaient viables et réactives pendant de longues périodes.
Ces résultats sont largement considérés comme une étape cruciale vers une application chez l’humain. Bien que les essais cliniques chez l’homme n’aient pas encore débuté, la combinaison du contrôle de la glycémie, de la durabilité et de la protection immunitaire constitue une preuve de concept solide.
L’origine de cette technologie remonte à 2018, lorsque Farah a commencé à développer ce concept lors de son postdoctorat au MIT et à l’hôpital pour enfants de Boston/faculté de médecine de Harvard. Il y a travaillé sous la direction de Daniel Anderson et de Robert Langer, pionnier dans le domaine de l’administration de médicaments et de l’ingénierie tissulaire, et cofondateur de Moderna. Aujourd’hui, ces travaux se poursuivent au sein du laboratoire de Farah au Technion, grâce à une collaboration internationale impliquant l’université Harvard, l’université Johns Hopkins, l’université du Massachusetts et l’hôpital pour enfants de Boston.
Au-delà du diabète
Bien que le diabète soit au cœur des recherches actuelles, les chercheurs soulignent que la plateforme sous-jacente présente un potentiel beaucoup plus vaste. Cette même approche implantable en boucle fermée pourrait être adaptée à des maladies chroniques nécessitant l’administration continue de traitements biologiques, comme l’hémophilie, les déficits enzymatiques et certains troubles métaboliques ou génétiques.
Si elle est transposée avec succès en clinique, cette technologie pourrait révolutionner la prise en charge des maladies chroniques, en remplaçant les administrations répétées et les dispositifs externes par des thérapies vivantes et autorégulées, agissant de l’intérieur même du corps. Pour les patients, cela se traduirait par une réduction des contraintes quotidiennes, un meilleur contrôle de la maladie et une qualité de vie nettement améliorée.
Dosage d’insuline plus sûr
L’an dernier, des chercheurs de l’École de médecine Icahn du Mont Sinaï ont développé GLUCOSE, un modèle d’aide à la décision basé sur l’intelligence artificielle, afin d’aider les médecins à administrer l’insuline en toute sécurité aux patients en soins intensifs se remettant d’une chirurgie cardiaque. La gestion de la glycémie dans ce contexte est complexe, car une hyperglycémie ou une hypoglycémie peuvent entraîner de graves complications. GLUCOSE utilise l’apprentissage par renforcement pour analyser de grands volumes de données réelles issues des soins intensifs et générer en temps réel des recommandations personnalisées de dosage d’insuline.
Lors des évaluations, le modèle a obtenu des résultats équivalents, voire supérieurs dans certains cas, à ceux de médecins intensivistes expérimentés, malgré l’absence d’accès aux dossiers médicaux complets des patients. Selon les chercheurs, cet outil démontre comment l’IA peut améliorer la prise de décision clinique dans des environnements complexes tels que les soins intensifs. Publiée dans la revue Nature, l’étude suggère qu’une assistance par IA basée sur les données pourrait améliorer la sécurité et les résultats cliniques lorsqu’elle est utilisée de manière responsable en soins critiques.
