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La compréhension d’une forme rare de diabète chez les bébés donne un éclairage sur les mécanismes critiques de production d’insuline

Publié le 9 novembre 2020 Mis à jour le 10 novembre 2020

En résolvant la question génétique de pourquoi des bébés développent une forme rare de diabète, des chercheurs ont mis au jour un nouveau chemin biologique qui est fondamental à la production d’insuline, et qui pourrait stimuler la recherche de nouveaux traitements pour des formes communes de diabète. Leur étude montre pour la première fois le rôle essentiel du gène YIPF5.

Publiée le 9 novembre dans le Journal of Clinical Investigation, l’étude a utilisé le séquençage du génome pour révéler qu’un groupe de bébés présentant des caractéristiques cliniques communes, qui ont développé un diabète peu après la naissance, présentaient tous des altérations génétiques dans le gène YIPF5. L’étude a combiné recherche sur les cellules souches et techniques de génie génétique (édition génétique par CRISPR) pour montrer que ce gène YIPF5 est essentiel au fonctionnement des cellules productrices d’insuline.

Emmenée par l’Université libre de Bruxelles - Miriam Cnop, ULB Center for Diabetes Research, Faculté de Médecine, et Hôpital Erasme -, l’University of Exeter et l’University of Helsinki, et en collaboration avec des partenaires internationaux, l’équipe a réussi à montrer comment ces changements génétiques aboutissent à des niveaux élevés de stress dans les cellules, causant la mort cellulaire. L’étude montre pour la première fois que la fonction du gène YIPF5 est essentielle pour les neurones et les cellules beta productrices d’insuline, mais il semble qu’on puisse s’en passer pour la fonction des autres cellules.

Ces résultats aident à comprendre quelles sont les étapes cellulaires importantes pour la production d’insuline, qui régulent le taux de sucre dans le sang, et le maintien de la fonction des cellules béta dans le pancréas. Cette avancée pourrait aider les chercheurs à développer de meilleurs thérapies pour les patients atteints de diabète commun, soit quelque 460 millions de malades dans le monde.

Dr Elisa De Franco, un des auteurs principaux de l’étude explique :

« Cette étude met en évidence l’importance de la découverte génétique pour progresser dans la compréhension des mécanismes fondamentaux en biologie. Dans ce cas, notre recherche a résulté en l’identification d’un gène essentiel à la fois aux cellules productrices d’insuline et aux neurones, éclairant un chemin biologique dont on ignorait jusqu’alors le rôle fondamental pour les cellules béta. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives de recherche et pourrait finalement permettre de mieux comprendre comment d’autres types de diabète se développent ».

Plus de détails sur leur étude :

Certains bébés développent un diabète avant leurs six mois. Dans plus de 85% des cas, c’est dû à une erreur d’écriture dans leur ADN (souvent appelée mutation génétique). Certains de ces enfants ont également des problèmes de santé qui peuvent affecter leur cerveau.

Pour mieux comprendre quels gènes de l’ADN sont importants pour les cellules productrices d’insuline, les chercheurs de l’University of Exeter ont étudié les profils génétiques de près de 190 patients du monde entier qui ont développé un diabète peu après la naissance. En utilisant les technologies génétiques les plus récentes, ils ont trouvé que six bébés avec des signes cliniques similaires, y compris épilepsie et microcéphalie présentaient des mutations génétiques sur le gène YIPF5.

Des chercheurs de l’Université libre de Bruxelles et de l’University of Helsinki ont alors utilisé des techniques de pointe sur les cellules souches et cellules productrices d’insuline pour comprendre comment le gène YIPF5 travaille dans ces cellules productrices d’insuline. Leurs études ont montré que quand le gène YIPF5 est absent ou présente une mutation génétique trouvée chez les patients, les cellules productrices d’insuline ne peuvent pas jouer leur rôle : elles ne peuvent pas produire d’insuline. Pour tenter de gérer ce dysfonctionnement, les cellules activent des mécanismes de stress, ce qui aboutit au final à la mort cellulaire.

Professeur Miriam Cnop, un des auteurs senior de l’étude précise :

« La capacité de générer des cellules productrices d’insuline à partir de cellules souches nous a permis d’étudier ce qui dysfonctionne dans les cellules béta des patients avec des formes rares ainsi que d’autres types de diabète. C’est un extraordinaire modèle de pathologie pour étudier les mécanismes de la maladie et tester des traitements ».

Professeur Timo Otonkoski, un des auteurs senior ajoute : « En utilisant les ciseaux génétiques CRISPR - technologie qui a dernièrement reçu le Prix Nobel -, nous pourrions corriger les mutations dans les cellules souches pour comprendre parfaitement les effets. La combinaison de corrections génétiques avec des cellules souches fournit des outils puissants pour les étude des mécanismes pathologiques ».

Professeur Andrew Hattersley, un des auteurs senior de l’étude conclut :

"Nous sommes très reconnaissants aux patients, à leurs familles et à leurs médecins d’avoir participé à cette étude. Sans eux, nous n’aurions pas réussi. Notre souhait est que la recherche bénéficie aux patients, pour faciliter le diagnostic et le traitement du diabète."

Contact scientifique :

Miriam Cnop
ULB Center for Diabetes Research
Université libre de Bruxelles
Tél. : 02 555 63 05
mcnop@ulb.ac.be
https://www.ulbcdiabres.com/

Contact
Communication Recherche : com.recherche@ulb.ac.be