Imaginez un appareil qui permette aux diabétiques d’utiliser une application ou une télécommande pour se donner une dose d’
insuline quand ils en ont besoin, sans injection. Des chercheurs de l’ETH Zurich ont mis au point un prototype d’appareil qui peut faire exactement cela, en utilisant des chocs électriques pour contrôler l’expression des gènes dans les cellules bêta.
Les patients diabétiques nécessitent des injections d’insuline
Le rôle des cellules bêta du pancréas est de détecter les pics de sucre dans le sang et de réagir en produisant et en libérant de l’insuline, qui aide l’organisme à métaboliser le glucose. Mais chez les personnes diabétiques, ces cellules ne remplissent plus correctement cette fonction, ce qui entraîne de graves répercussions sur la santé.
Ce problème est normalement géré en surveillant les niveaux de glucose dans le sang et en administrant régulièrement des injections d’insuline. Mais les injections ne sont pas vraiment agréables, c’est pourquoi l’équipe de l’ETH a étudié des alternatives.
Le résultat final est un petit dispositif qui peut être activé à distance pour libérer de l’insuline à la demande.point 107 | D’un côté, il y a une capsule contenant des cellules bêta humaines modifiées, connectées à une carte de circuit imprimé (PCB) qui les contrôle.point 241 |
Lorsque le PCB est activé par un signal radio, un signal électrique est transmis pour stimuler les canaux de calcium et de potassium dans les cellules bêta.point 133 | Ce signal déclenche l’expression du gène de l’insuline, libérant l’insuline en quelques minutes.point 238 | 1
Un prototype d’implant ne nécessitant pas d’injections
L’idée est que ce dispositif pourrait être implanté sous la peau d’un patient diabétique. Les cellules bêta peuvent être activées à la demande pour libérer l’insuline, soit sous le contrôle du patient, soit sous celui de son médecin, soit automatiquement à des moments prédéfinis.
L’équipe a testé l’appareil en l’implantant sous la peau de souris atteintes de diabète de type 1.point 240 |
Les chercheurs ont pu contrôler sans fil la libération d’insuline, qui a atteint son maximum dans les 10 minutes suivant l’activation.point 128 | Le dispositif a suffi à rétablir des niveaux de glucose sanguin normaux chez les souris.point 204 | 1
« Nous voulions depuis longtemps contrôler directement l’expression des gènes à l’aide de l’électricité ; nous avons finalement réussi », déclare Martin Fussenegger, chercheur principal de l’étude. « Un tel dispositif permettrait aux gens de s’intégrer pleinement dans le monde numérique et de faire partie de l’Internet des choses – ou même de l’Internet du corps ».
A bioelectronic implant was used to trigger #insulin release in mice with type 1 #diabetes@ETH_en @ScienceMagazine https://t.co/KEJtPhWsb0#bioelectronics #T1D pic.twitter.com/goTg9g8p4h
— Ensembl (@ensembl) May 31, 2020
Bien sûr, cela soulève la possibilité lointaine que d’importants dispositifs biologiques puissent être piratés par des parties malveillantes. L’équipe affirme que des précautions de sécurité devraient être mises en œuvre dans un dispositif final.
Ce n’est pas non plus le seul obstacle à surmonter : les cellules bêta doivent être remplacées toutes les trois semaines environ. Dans la version actuelle, l’équipe a attaché deux « cols de remplissage » pour en ajouter d’autres, mais ce n’est pas pratique à long terme. Une solution plus utile sera nécessaire si l’on veut un jour que cela soit testé sur l’homme.
En attendant, d’autres techniques similaires sont également en cours de développement. Certaines utilisent des cellules bêta qui peuvent être activées par des impulsions lumineuses ou d’autres ondes électromagnétiques, tandis que d’autres utilisent des patchs de micro-aiguilles contenant des cellules bêta.
Ces recherches ont été publiées dans la revue Science.
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