Des amas cellulaires en 3D pour mieux tester les médicaments contre le diabète

Le pancréas contient des amas de cellules chargées de produire l'insuline. Ces amas, appelés îlots de Langerhans, renferment des cellules bêta qui libèrent l'insuline lorsque la glycémie augmente. Dans le diabète de type 2, ces cellules bêta dysfonctionnent. Les tester sur des cultures cellulaires plates, en deux dimensions, est une pratique de longue date, mais ces cultures ne reproduisent ni la structure spatiale ni la communication entre cellules qui existent dans de vrais îlots.

Les chercheurs, qui publient dans eLife, ont développé une plateforme qui génère dix-neuf sphéroïdes – des amas cellulaires sphériques de taille uniforme – par puits d'une plaque standard à 96 puits, à partir de cellules bêta de souris et d'un hydrogel à base de polyéthylène glycol. La taille et la position homogènes des sphéroïdes permettent l'imagerie simultanée en temps réel de jusqu'à 1 824 amas à la fois.

Ce que révèlent les sphéroïdes

Grâce à ce système, l'équipe a mesuré les signaux calciques à l'intérieur des cellules : les oscillations du calcium constituent une étape intermédiaire du mécanisme par lequel les cellules bêta libèrent l'insuline. Des concentrations de glucose plus élevées produisaient des fréquences d'oscillation plus élevées, corrélées à une sécrétion d'insuline accrue. Cette relation s'est également révélée sensible à des composés qui bloquent ou activent des canaux ioniques connus des cellules bêta.

Un résultat notable concerne le sulfate de prégnénolone, un neurostéroïde qui active le canal ionique TRPM3. Dans les sphéroïdes, il augmentait la fréquence des oscillations calciques et amplifiait la libération d'insuline. Un inhibiteur du même canal supprimait ces effets. Cela illustre concrètement comment la plateforme peut identifier des composés capables de moduler la sécrétion d'insuline.

Un modèle adaptable au criblage de médicaments

Le lien avec le vieillissement est indirect, mais réel : la résistance à l'insuline et le déclin de la fonction des cellules bêta s'accentuent avec l'âge. Des modèles plus performants pour tester des médicaments contre le diabète peuvent accélérer le développement de traitements qui restent efficaces aux âges avancés. La plateforme est pour l'instant limitée aux cellules de souris et devra être validée sur des cellules humaines avant de pouvoir en tirer des conclusions cliniques.

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