De nouvelles découvertes sur l’anatomie pancréatique pourraient affecter la recherche et le traitement du diabète

De nouvelles découvertes sur l’anatomie pancréatique pourraient affecter la recherche et le traitement du diabète

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Des chercheurs de l’Université d’Umeå ont réussi à visualiser un organe humain entier, un pancréas, en résolution microscopique. En colorant différents types de cellules avec des anticorps, puis en utilisant des techniques d'imagerie optique 3D pour étudier l'organe entier, leurs données fournissent une image partiellement nouvelle du pancréas.

Les résultats pourraient être d’une grande importance pour la recherche sur le diabète, notamment lors du développement de diverses nouvelles formes de traitement. L'étude est publiée dans Communications naturelles.

Le pancréas est un organe clé pour le développement du diabète, une maladie qui touche aujourd'hui plus d'un demi-milliard de personnes. Il contient des millions de petits amas de cellules, appelés îlots de Langerhans, qui régulent le taux de sucre dans le sang dans le corps.

Les îlots contiennent principalement des cellules bêta et alpha qui produisent respectivement les hormones insuline et glucagon. L'insuline est sécrétée dans la circulation sanguine et agit comme une clé pour déverrouiller les cellules du corps afin qu'elles puissent absorber le sucre (glucose) après un repas, la principale forme d'énergie utilisée par le corps. Le glucagon libère à son tour des réserves de glucose lorsque nous avons besoin d’un apport d’énergie. Ces deux types de cellules communiquent également directement entre eux pour optimiser le niveau de glucose correct dans le corps.

“Les cellules d'insuline et de glucagon ont été découvertes il y a plus de cent ans, et on a longtemps cru que les îlots devaient contenir les deux types de cellules pour former une unité pleinement fonctionnelle”, explique Ulf Ahlgren, professeur au Département de biologie médicale et translationnelle.

Étant donné que les îlots de Langerhans ne représentent qu’un faible pourcentage du pancréas, même s’ils sont présents en si grand nombre, ils ont toujours été très difficiles à étudier directement dans le pancréas. Dans la plupart des cas, les chercheurs ont dû étudier des coupes de tissus qui ne fournissaient qu’une image 2D d’une très petite partie de l’organe. Aujourd’hui, les chercheurs d’Umeå ont utilisé des techniques optiques 3D dans lesquelles différents types de cellules peuvent être marqués avec des anticorps de couleur fluorescente.







Organe entier à résolution microscopique

“En divisant l'organe entier en parties plus petites, nous permettons aux anticorps d'arriver là où ils doivent aller. Puisque nous savons d'où vient chaque morceau, nous pouvons ensuite, après avoir scanné les différentes parties individuellement, “réassembler” à nouveau l'ensemble du pancréas en utilisant logiciel informatique. Cela nous permet d'effectuer une multitude de calculs et d'étudier quels types de cellules sont présents, ainsi que leur emplacement dans l'espace 3D, car nous connaissons les coordonnées 3D, leur volume, leur forme et d'autres paramètres pour chacun. objet taché dans tout l'organe”, explique Ahlgren.

En plus des nouvelles données sur la répartition des cellules productrices d'insuline dans le pancréas, les chercheurs montrent désormais que les cellules productrices de glucagon ne sont pas présentes dans jusqu'à 50 % des îlots de Langerhans qui contiennent des cellules insuliniques. Ceci est contraire à ce que l’on pensait auparavant, où l’on pensait que les îlots contenaient à la fois des types de cellules exprimant l’insuline et le glucagon avec le même îlot.

“Cela a été une surprise pour nous et je pense que ces résultats pourraient être d'une grande importance pour la recherche sur le diabète. Premièrement, ils montrent que les îlots ont une composition ou une cellularité beaucoup plus inégale qu'on ne le pensait auparavant. Cela pourrait signifier que les îlots de différentes compositions pourraient être spécifiquement spécialisées pour répondre à différents signaux et/ou fonctionner dans différents environnements métaboliques. Bien sûr, nous voulons vraiment découvrir cela », explique Ahlgren.

“Deuxièmement, de nombreuses recherches dans le domaine du diabète sont menées sur des îlots isolés de Langerhans provenant de donneurs décédés. Puisque nous montrons également que cette composition inégale est largement liée à la taille des îlots, cela signifie que les résultats de telles expériences ne reflètent peut-être pas pleinement comment les îlots sont structurés et fonctionnent dans le pancréas vivant. Ceci pourrait potentiellement être important pour tout, depuis les greffes d'îlots dans le diabète de type 1 jusqu'aux études essayant de produire des îlots de Langerhans à partir de cellules souches.

Base pour les études futures

L’équipe de recherche va maintenant continuer à travailler pour voir si leurs méthodes peuvent être utilisées pour déterminer si d’autres types de cellules du pancréas contribuent également à la formation des îlots d’une manière qui n’était pas connue auparavant. En outre, ils étudieront si cela ressemble à des modèles murins, ce qui pourrait affecter l’utilisation de souris pour la recherche préclinique sur le diabète.

“Les méthodes et les données que nous publions actuellement pourront constituer une base importante pour de futures études sur le matériel humain afin de mieux comprendre ce qui se passe dans le pancréas dans le développement du diabète de type 1 et de type 2, mais aussi pour des maladies telles que cancer du pancréas”, explique Ahlgren.

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