Régénération de cellules productrices d’insuline chez la souris à partir des cellules intestinales

Notre recherche porte sur le diabète de type 1 (DT1), une maladie caractérisée par la destruction des cellules β pancréatiques responsables de la production d’insuline. Cette destruction entraîne des hyperglycémies chroniques, pouvant entraîner de graves complications vasculaires. Nous avons précédemment montré que la surexpression d’un gène appelé Pax4 dans les cellules α productrices de glucagon (une hormone permettant d’augmenter la glycémie) du pancréas induit leur régénération et leur conversion en cellules β fonctionnelles. Ces nouvelles cellules β peuvent produire de l’insuline et rétablir une glycémie normale chez la souris diabétique. Il est intéressant de noter que ce phénomène de conversion a également été observé dans l’intestin. Cependant, il est encore difficile de savoir si l’amélioration de la glycémie chez ces souris provient du pancréas ou de l’intestin. L’objectif de notre étude est donc de comprendre quelle contribution chaque organe apporte à cette amélioration. Pour ce faire, nous allons réaliser des expériences de transplantation et de retrait d’organoïdes intestinaux (structures tridimensionnelles créées à partir de cellules de l’intestin, imitant les propriétés de l’organe) dans un modèle de souris diabétiques. Cela nous permettra d’étudier spécifiquement la fonction des cellules de type β provenant de l’intestin. Pour ce projet, nous aurons besoin de 480 souris. Nous suivrons les principes des 3R pour respecter le bien-être des animaux : Remplacement (nous utilisons des animaux parce que le diabète ne peut pas être modélisé entièrement en laboratoire sans eux); Réduction (nous limiterons le nombre d’animaux au minimum nécessaire et ajusterons nos expériences en fonction des résultats obtenus); Raffinement (nous utiliserons une grille de score pour surveiller le stress et la souffrance des animaux, avec des mesures prises précocement en cas de besoin).

L’objectif de ces travaux est de montrer, dans un modèle vivant, que les cellules de type β provenant de l’intestin sont capables de produire de l’insuline en réponse à un apport en sucre. Nous cherchons ainsi à démontrer que les cellules de l’intestin, une fois reprogrammées, pourraient devenir une source de cellules de type β capables de produire de l’insuline, et ainsi aider à rétablir une glycémie normale chez les patients atteints de diabète de type 1.

Dans le cadre de cette étude, des transplantations et des retraits d’organoïdes intestinaux seront effectués. Chaque intervention durera environ 20 minutes par animal. Selon le groupe, chaque animal subira une ou deux interventions, espacées de 10 semaines. Avant chaque intervention, les animaux seront mis à jeun pendant une période définie et recevront une anesthésie d’une durée d’environ 30 minutes. Concernant les injections, le protocole prévoit environ 32 administrations par animal sur une période de plusieurs semaines. Chaque injection durera environ 30 secondes. Pour surveiller l’évolution des paramètres biologiques, un prélèvement sanguin de faible volume sera effectué chaque semaine pendant 14 semaines. En fin de procédure, des prélèvements supplémentaires seront réalisés, portant le total à 22 prélèvements, incluant un prélèvement initial. Chaque prélèvement durera environ 30 secondes.

Les souris immunodéficientes utilisées dans cette étude sont particulièrement sensibles aux infections, qu’elles proviennent de germes courants, opportunistes ou de leur propre flore intestinale. Les transplantations et retraits d’organoïdes intestinaux prévus nécessitent une période de jeûne et une anesthésie, ce qui peut entraîner des effets secondaires comme une douleur postopératoire, de légers saignements, un risque d’infection et un stress lié à la manipulation. Pour induire un diabète modéré, les souris recevront, sur plusieurs jours, des injections d’un composé capable de provoquer cette condition. Ces injections peuvent provoquer un inconfort au site d’injection, de légères douleurs et un faible risque de complications. D’autres injections administrées sur plusieurs semaines peuvent également causer un inconfort similaire. À fortes doses, un léger gonflement temporaire peut apparaître, mais cet effet est indolore et sans impact sur la santé ou le comportement des animaux. Un test de tolérance au glucose sera également réalisé. Il nécessitera une période de jeûne suivie d’une injection destinée à augmenter temporairement la glycémie. Après cette injection, plusieurs prélèvements sanguins de faible volume seront effectués à intervalles réguliers. Ces prélèvements peuvent entraîner une douleur légère et passagère ou un inconfort local. Toutefois, le risque d’infection sera minimisé grâce à des procédures strictes d’asepsie.

À la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort pour permettre des analyses post-mortem.

Dans cette étude, nous cherchons à comprendre si les cellules de type β issues de l’intestin peuvent fonctionner correctement, c’est-à-dire sécréter de l’insuline, dans un organisme vivant. Pour cela, nous utilisons des souris immunodéficientes. Ces souris sont idéales pour ce type de recherche, car elles permettent, d’une part, de greffer des cellules sans risque de rejet et, d’autre part, elles facilitent l’étude de la reprogrammation cellulaire dans un contexte vivant. Cela offre ainsi la possibilité d’évaluer précisément la fonctionnalité des cellules de type β intestinales et de suivre leur évolution à long terme. Nous avons choisi d’utiliser des souris âgées de 10 et 20 semaines. Ces âges correspondent au stade adulte, ce qui est optimal, car les souris à ce stade ne sont plus influencées par les changements métaboliques liés au sevrage. En sélectionnant deux groupes d’âges différents, nous pourrons également examiner si l’âge ou le vieillissement a un impact sur la capacité des cellules intestinales à se régénérer et à produire de l’insuline.