Dans l’étude, publiée le 16 mars dans Biologie Cellulaire Nature, Le Dr James Lo, professeur agrégé de médecine à Weill Cornell Medicine, et ses collègues ont mesuré l’expression des gènes dans des cellules bêta individuelles prélevées sur des souris pour déterminer combien de types différents de cellules bêta existent dans le pancréas. L’équipe a découvert quatre types de cellules bêta distincts, dont un qui s’est démarqué. Le groupe de cellules bêta du groupe 1 produisait plus d’insuline que les autres cellules bêta et semblait mieux capable de métaboliser le sucre. L’étude a également montré que la perte de ce type de cellules bêta pourrait contribuer au diabète de type 2.

« Avant cela, les gens pensaient qu’une cellule bêta était une cellule bêta, et ils comptaient simplement le nombre total de cellules bêta », a déclaré le Dr Lo, qui est également membre du Weill Center for Metabolic Health et de l’Institut de recherche cardiovasculaire de Weill Cornell Medicine and cardiologue au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. « Mais cette étude nous dit qu’il pourrait être important de sous-typer les cellules bêta et que nous devons étudier le rôle de ces cellules bêta spéciales du groupe 1 dans le diabète. »

Drs. Doron Betel, Jingli Cao, Geoffrey Pitt et Shuibing Chen de Weill Cornell Medicine se sont associés au Dr Lo pour mener à bien l’étude.

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée transcriptomique unicellulaire pour mesurer tous les gènes exprimés dans les cellules bêta de souris individuelles, puis ont utilisé ces informations pour les regrouper en quatre types. Les cellules bêta du groupe 1 avaient une signature d’expression génique unique qui comprenait une expression élevée de gènes qui aident les centrales cellulaires appelées mitochondries à décomposer le sucre et à les forcer à sécréter plus d’insuline. De plus, ils ont pu distinguer les cellules bêta du cluster 1 des autres types de cellules bêta par sa forte expression du gène CD63, ce qui leur a permis d’utiliser la protéine CD63 comme marqueur pour ce type de cellule bêta spécifique.

« L’expression de CD63 nous a fourni un moyen d’identifier les cellules sans les détruire et nous a permis d’étudier les cellules vivantes », a-t-il déclaré.

Lorsque l’équipe a examiné les cellules bêta humaines et murines, elle a découvert que les cellules bêta du groupe 1 à forte expression du gène CD63 produisaient plus d’insuline en réponse au sucre que les trois autres types de cellules bêta à faible expression de CD63.

« Ce sont des cellules bêta très performantes », a déclaré le Dr Lo. « Nous pensons qu’ils peuvent supporter l’essentiel de la charge de travail de production d’insuline, de sorte que leur perte pourrait avoir des impacts profonds. »

Chez les souris nourries avec un régime alimentaire riche en graisses induisant l’obésité et les souris atteintes de diabète de type 2, le nombre de ces cellules bêta productrices d’insuline a diminué.

« Parce que le nombre de cellules du groupe 1 / CD63 élevées a diminué, vous pouvez avoir moins de production d’insuline, ce qui peut jouer un rôle majeur dans le développement du diabète », a-t-il déclaré.

La transplantation de cellules bêta à forte production de CD63 chez des souris atteintes de diabète de type 2 a rétabli leur glycémie à la normale. Mais le retrait des cellules transplantées a provoqué le retour d’une glycémie élevée. La transplantation de cellules bêta à faible production de CD63 chez les souris n’a pas rétabli la glycémie à des niveaux normaux. Les cellules bêta à faible taux de CD63 transplantées semblaient plutôt dysfonctionnelles.

La découverte peut avoir des implications importantes pour l’utilisation des greffes de cellules bêta pour traiter le diabète, a déclaré le Dr Lo. Par exemple, il peut être préférable de ne transplanter que des cellules CD63-bêta élevées. Il a noté qu’il pourrait également être possible de transplanter moins de ces cellules hautement productives. L’équipe du Dr Lo a également découvert que les humains atteints de diabète de type 2 présentaient des niveaux inférieurs de cellules bêta CD63 élevées par rapport à ceux qui n’étaient pas diabétiques.

Ensuite, le Dr Lo et ses collègues aimeraient découvrir ce qu’il advient des cellules bêta à forte production de CD63 chez les souris atteintes de diabète et comment les empêcher de disparaître.

« Si nous pouvons comprendre comment les garder plus longtemps, survivre et fonctionner, cela pourrait conduire à de meilleures façons de traiter ou de prévenir le diabète de type 2 », a-t-il déclaré.

Ils aimeraient également étudier comment les traitements du diabète existants affectent tous les types de cellules bêta. Les agonistes du GLP-1, qui aident à augmenter la libération d’insuline chez les personnes atteintes de diabète, interagissent avec les cellules bêta productrices de CD63 élevées et faibles.

« Notre étude montre également que les agonistes du GLP-1 pourraient également être un moyen d’améliorer le fonctionnement des cellules bêta à faible production de CD63 », a déclaré le Dr Lo.