Les personnes atteintes de diabète de type I doivent s’injecter plusieurs fois par jour de l’insuline fabriquée pour maintenir des niveaux sains d’hormone, car leur corps n’en produit pas naturellement suffisamment. Les injections doivent également être programmées en fonction de l’alimentation et de l’exercice, car toute consommation ou utilisation de glucose doit être gérée.
La recherche sur l’insuline sensible au glucose, ou insuline « intelligente », espère améliorer la qualité de vie des personnes atteintes de diabète de type I en développant une forme d’insuline qui doit être injectée moins fréquemment, tout en permettant de contrôler la glycémie sur une période prolongée. période de temps plus longue.
Une équipe de l’Université du Zhejiang, en Chine, a récemment publié une étude documentant un système d’insuline intelligent amélioré dans des modèles animaux. Les travaux en cours n’impliquent aucun test sur l’homme. Leur insuline était capable de réguler la glycémie pendant une semaine chez des souris et des porcs nains diabétiques après une seule injection sous-cutanée.
« Théoriquement, [smart insulin is] extrêmement important pour l’avenir », a déclaré Steve Bain, directeur clinique de l’unité de recherche sur le diabète de l’université de Swansea, qui n’a pas participé à l’étude. « Cela changerait la donne. »
Cage en polymère
La nouvelle insuline intelligente est basée sur une forme d’insuline modifiée avec de l’acide gluconique, qui forme un complexe avec un polymère grâce à des liaisons chimiques et une forte attraction électrostatique. Lorsque l’insuline est piégée dans le polymère, sa fonction de signalisation est bloquée, ce qui permet d’administrer une semaine d’insuline en une seule injection sans risque de surdosage.
Le fait que les structures chimiques du glucose et de l’acide gluconique soient extrêmement similaires est crucial pour la nature « sensible au glucose » de ce système, ce qui signifie que les deux molécules se lient de manière très similaire. Lorsque le glucose rencontre le complexe insuline-polymère, il peut déplacer une partie de l’insuline liée et former ses propres liaisons chimiques avec le polymère. La liaison du glucose perturbe également l’attraction électrostatique et favorise davantage la libération d’insuline.
En se liant préférentiellement au polymère, le glucose est capable de déclencher la libération d’insuline. Et l’ampleur de cette libération d’insuline dépend de la quantité de glucose présente : entre les repas, lorsque la glycémie est assez basse, seule une petite quantité d’insuline est libérée. C’est ce qu’on appelle l’insuline basale et elle est nécessaire à la régulation de base de la glycémie.
Mais après un repas, lorsque la glycémie augmente, beaucoup plus d’insuline est libérée. Le corps peut désormais réguler correctement l’excès de sucre, évitant ainsi des niveaux de glucose anormalement élevés, appelés hyperglycémie. Les effets à long terme de l’hyperglycémie chez l’homme comprennent des lésions nerveuses des mains et des pieds et des lésions permanentes de la vue.
Ce système imite le processus naturel du corps, dans lequel l’insuline est également libérée en réponse au glucose.
Meilleure régulation que l’insuline standard
La nouvelle insuline intelligente a été testée sur cinq souris et trois mini-porcs. Les mini-porcs sont souvent utilisés comme modèle animal physiologiquement plus similaire à celui des humains. L’un des trois mini-porcs a reçu une dose légèrement inférieure d’insuline intelligente et les deux autres une dose plus élevée. Le porc ayant reçu la dose la plus faible a présenté la meilleure réponse : sa glycémie a été étroitement contrôlée et est revenue à une valeur saine après les repas.
Pendant le traitement, les deux autres porcs présentaient des taux de glucose toujours supérieurs à ceux observés chez les animaux en bonne santé, bien qu’ils aient été considérablement réduits par rapport aux niveaux pré-injection. La régulation de la glycémie était également plus stricte que celle des injections quotidiennes d’insuline.
Il convient cependant de noter que le cochon miniature ayant la meilleure réponse avait également les taux de glycémie les plus bas avant le traitement, ce qui peut expliquer pourquoi il semblait si bien fonctionner chez cet animal.
Surtout, ces effets étaient tous durables : une meilleure régulation pouvait être constatée une semaine après le traitement. Et l’injection d’insuline intelligente aux animaux n’a pas entraîné de réponse immunitaire significative, ce qui peut constituer un piège courant lors de l’introduction de biomatériaux chez les animaux ou les humains.
Ne l’édulcorez pas
L’étude n’est pas sans limites. Bien qu’une régulation du glucose à long terme ait été observée chez les souris et les mini-porcs examinés, seuls quelques animaux ont été impliqués dans l’étude : cinq souris et trois mini-porcs. Et bien sûr, il existe toujours le risque que les résultats des études sur les animaux ne soient pas complètement transmis aux essais cliniques sur les humains. « Nous devons accepter qu’il s’agit d’études sur des animaux, et donc la transmission aux humains est toujours un peu problématique », a déclaré Bain.
Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires avant de pouvoir tester ce système d’insuline intelligent chez l’homme, ces travaux constituent une avancée prometteuse dans le domaine.
Génie biomédical naturel, 2023. DOI : 10.1038/s41551-023-01138-7
Ivan Paul est un écrivain indépendant basé au Royaume-Uni, où il termine son doctorat en recherche sur le cancer. Il est sur X @ivan_paul_.