Libération d’insuline sous contrôle électronique par des cellules humaines génétiquement modifiées et implantées sous la peau

Une solution pour contrôler de manière précise la quantité d’insuline administrée chez un patient diabétique de type 1 pourrait provenir de cellules pancréatiques β transformées et encapsulées permettant une administration systémique en réponse à des stimulations chimiques ou physiques. Une équipe suisse, française et chinoise s’est servie de la physiologie de la cellule β pour concevoir un système de production d’insuline par une lignée cellulaire. Physiologiquement, la libération d’insuline par les cellules β du pancréas, en réponse au glucose, débute par la captation et le métabolisme du glucose dans la cellule pancréatique, aboutissant à la fermeture des canaux potassiques ATP-dépendants, ce qui dépolarise la membrane plasmique, permet alors l’ouverture des canaux calciques voltage-dépendants, et fait donc entrer le calcium dans la cellule à l’origine d’une libération rapide d’insuline à partir des vésicules de stockage intracellulaires. Ces chercheurs ont développé une interface bioélectronique comportant une plateforme implantable qui contient des cellules capables de libérer de l’insuline en fonction d’un stimulus électrique à la demande, commandé à distance. Ces cellules humaines β ont été transformées pour devenir électro-sensibles. Leur contrôle électro-génétique est obtenu en couplant une expression ectopique des canaux calciques voltage-dépendants de type L et des canaux potassiques Kir2.1 à la signalisation calcique endogène. Les canaux calciques voltage dépendant font entrer du calcium dans la cellule en cas de dépolarisation de la membrane et les canaux potassiques font sortir du potassium pour repolariser la membrane. Les cellules β électrogénétiques sont à l’intérieur d’un implant sous-cutané, où toutes les conditions sont réunies pour qu’elles survivent, implant inséré sous la peau chez les souris. Leur stimulation électrogénétique permet un contrôle en temps réel et à distance de la libération d’insuline. Les insulinémies s’élèvent et atteignent un pic dans les 10 minutes qui suivent la stimulation et cette libération d’insuline déclenchée de manière électronique permet de contrôler la glycémie chez des souris diabétiques insulinoprives.