Recherche et développement

• Comprendre l'évolution du diabète de type 1 (DT1)

Il est important de noter que l'incidence du DT1 est en augmentation, faisant de la prévention primaire un objectif majeur de santé publique. L'identification précoce des nouveau-nés et des nourrissons présentant un risque de DT1 est essentielle et peut désormais être réalisée en utilisant des marqueurs génétiques avant l’apparition des auto-anticorps anti-cellules β. Dans ce contexte, la plate-forme mondiale pour la prévention du diabète auto-immune (GPPAD) a mis en place un programme de dépistage (GPPAD-02) visant à identifier les nouveau-nés présentant un risque génétique élevé et visant à leur demander de participer à une étude de prévention primaire, l’essai primaire d'insuline par voie orale (POInT). Par la suite, les participants seront suivis et surveillés pour un diagnostic précoce du DT1. 

L’apparition clinique du DT1 se manifeste lorsque la masse de cellules β passe en dessous de 20 % de sa valeur initiale. L'initiation du traitement à l'insuline entraîne la diminution du stress métabolique et la récupération de la sécrétion endogène d'insuline chez 60 % des patients. Cette période, appelée rémission partielle ou période de lune de miel, est associée à un meilleur contrôle de la maladie caractérisé par des besoins journaliers en insuline moindres et une variabilité glycémique moindre. La durée de la rémission partielle est variable mais elle dure en moyenne 9 mois. Du fait que la destruction des cellules β progresse, la rémission partielle ne durera que quelques mois ce qui induira une augmentation de la variabilité glycémique et du taux d'HbA1C chez les patients atteints de DT1 (Fig. 1).

Figure 1. Évolution de l'hémoglobine glycatée chez un patient sain développant un diabète de type 1. À gauche, chez un patient sain, il y a peu de molécules de glucose circulant on et donc peu d'hémoglobine glycatée. Sur la droite, chez un patient diabétique, il y a de nombreuses molécules de glucose circulant, qui favoriseront leur liaison à l'hémoglobine, augmentant ainsi le taux d'hémoglobine glycatée. L'hémoglobine glycatée est une molécule stable, elle permet donc de suivre l'évolution de la glycémie du patient diabétique au cours des 3 derniers mois.

Compte tenu de ces éléments, la rémission partielle représente une période clé pour comprendre les mécanismes responsables du DT1 et identifier les patients susceptibles de bénéficier d'interventions pharmacologiques pour la préservation de la masse des cellules β . À un moment donné, nous assistons donc à la fin de la rémission partielle, qui est associée à la difficulté à maintenir l’équilibre glycémique. Les cliniciens ont observé que pour certains patients en rémission partielle, l’équilibre glycémique est plus difficile à contrôler à la fin de cette période et le déséquilibre qui en résulte peut devenir chronique. Il semble que plus la durée de rémission partielle est longue, plus le risque de déséquilibre glycémique est grand. Cette corrélation est cependant une observation intuitive et la littérature n’en fait mention nulle part.

Dans le suivi des patients diabétiques, l'hypoglycémie est un obstacle majeur à la bonne stabilisation de la glycémie. Selon les directives de l'ISPAD, l’hypoglycémie est définie par une limite de 70 mg/dL de glucose dans le sang et est régulé par l'administration de glucose. L'hypoglycémie est la complication la plus courante du DT1, résultant d’une l’injection inadéquate d'insuline par rapport à l'alimentation ou à l'activité physique. Si l'hypoglycémie semble être inévitable chez les patients atteints de DT1, la prise en charge correcte et la compréhension de ces épisodes constituent un élément important de la prise en charge du DT1.

• Rechercher un remède contre le diabète de type 1 (DT1)

Afin de trouver un traitement curatif pour le DT1, il faut trouver des stratégies pour restaurer la capacité de sécrétion d’insuline spontanée. Il existe ainsi deux domaines d'investigation possibles: (1) la préservation de la fonction des cellules β après l'apparition de la maladie; (2) la restauration de la masse de cellules β par transplantation de nouvelles cellules β ou de cellules β-like.

Les stratégies actuelles de préservation de la masse des cellules β - y compris l'immunothérapie et la vaccination - n'ont globalement pas montré d'effets significatifs sur le contrôle de la maladie en termes de taux d'HbA1C. Le remplacement des cellules β pancréatiques est une thérapie attrayante pour le DT1 [3]​ et la preuve de concept a été fournie avec la transplantation d'îlots, qui dépend de la disponibilité des donneurs d'organes. Par conséquent, il est nécessaire de trouver des moyens efficaces de dériver des cellules β à partir d'autres sources de cellules dont l'utilisation est compatible avec les procédures cliniques.

Notre groupe a découvert un nouveau précurseur de cellules pancréatiques susceptible de produire de nouvelles cellules β in vitro et de diminuer les taux de glucose chez des animaux diabétiques après une transplantation [4, 5].

Nous avions précédemment montré la possibilité de dériver des cellules à partir de canaux pancréatiques humains purifiés capable de produire des quantités massives de cellules reprogrammables. Les récents développements de nos recherches ont montré la possibilité d’amener ces cellules dérivées des canaux humains (HDDC) à la sécrétion d’insuline fonctionnelle après traitement avec le facteur de transcription MAFA. Afin d'éviter l'utilisation de techniques basées sur l'ADN associées à un risque d'intégration génomique, nous avons conçu un nouveau système de surexpression de facteurs de transcription basé sur l'ARN synthétique modifié (ARNsm). Notre protocole de transfection d'ARNsm MAFA a donné 37 % de HDDC exprimant des marqueurs des cellules β, y compris la sécrétion d'insuline fonctionnelle et la capacité d'atténuation de l'hyperglycémie après transplantation chez des souris SCID-beige diabétiques.

Notre étude est l'une des pionnières à démontrer la possibilité de transdifférencier les cellules somatiques humaines en cellules fonctionnelles à potentiel curatif, en utilisant une méthode basée sur l'ARNsm non intégrative, fiable, rentable et spécifique (c'est-à-dire, pratiquement sans effet off-target). Les ARNsm présentent également l'avantage d'être tolérés in situ, comme cela a été récemment démontré dans le foie et les poumons ou pour la cicatrisation des tendons, ce qui souligne les multiples implications potentielles de la technologie des ARNsm dans le traitement des maladies humaines.

De plus, nous avons caractérisé l’évolution du DT1 dans une cohorte de patients pédiatriques [1] et nous étudions, à présent, les principaux déterminants de la rémission partielle survenant après le diagnostic (chez 60 % des patients). L’objectif est d’identifier les patients qui pourraient bénéficier de traitements pour préserver la fonction des cellules β et la sécrétion d’insuline. En effet, certains médicaments tels que les gliflozines ou de nouveaux outils génétiques tels que CRISPR/Cas9 présentent plusieurs avantages pouvant être exploités pour préserver la masse des cellules β.

• Aider les enfants atteints de diabète de type 1 à pratiquer du sport plus sereinement

Les patients atteints de DT1 doivent relever divers défis pour maintenir leur normoglycémie tout en pratiquant une activité physique. Les enfants et les adolescents sont encore plus exposés à l'hyper et à l'hypoglycémie en raison de l'absence de recommandations claires concernant l'adaptation des doses d'insuline et la consommation de carbohydrates. Dans une étude récente, appelée TREAD-DIAB, nous avons évalué les besoins en insuline et en carbohydrates des enfants et des adolescents pendant le sport. Après une première série d'exercices, nous avons développé un algorithme qui nous permet d'adapter précisément l'insuline et les carbohydrates pendant les séances d'exercices, spécifiquement pour chaque patient. Nos résultats ont montré la possibilité de normaliser la glycémie chez les patients sous pompe à insuline. L’adaptation des besoins a été plus difficile chez les jeunes patients sous injections d'insuline, nous menons donc maintenant une nouvelle étude, l'étude CAR2DIAB aux Cliniques universitaires Saint-Luc, afin de pouvoir ajuster avec précision l'injection d'insuline et la consommation de carbohydrates à tout le monde. Ceci est réalisé avec le partenariat du Professeur Stéphane Moniotte au sein de la Division de cardiologie pédiatrique.

• Etudier les autres formes de diabète moins connues

Le diabète fait référence à un groupe hétérogène de maladies ayant différentes étiologies et différentes options thérapeutiques. Outre les deux formes principales de diabète (DT1 et DT2), il existe des sous-types rares de la maladie appelés diabète monogénique (ou MODY) qui sont difficilement diagnostiqués en raison de leur ressemblance avec le DT1 ou le DT2. Étant donné que ces diabètes monogéniques peuvent apparaître tôt dans la vie, un consortium de centres cliniques pédiatriques experts a été créé. Il a été créé dans le cadre d’une initiative de recherche clinique visant à développer des outils permettant de diagnostiquer avec précision le diabète rare et à proposer des soins appropriés à ces enfants et adolescents mal assignés à des cohortes de DT1 ou de DT2. 

Trouver la bonne dose d'insuline et la bonne quantité de carbohydrates pour les jeunes patients atteints de DT1 pendant une séance d'exercice.

Nous menons une étude en collaboration avec les Cliniques universitaires Saint Luc et le professeur Stéphane Moniotte de cardiologie pédiatrique. Le but de l’étude est de garantir à tous les patients atteints de DT1 (enfants, adolescents, adultes) les bons ajustements des doses d’insuline et des quantités de carbohydrates au cours de l’exercice.

Étude de la corrélation entre la durée de la rémission partielle et le futur déséquilibre du diabète de type 1.

Le but est de comprendre la corrélation entre la durée de la rémission partielle et la difficulté à maintenir un contrôle glycémique après cette période. Dans un premier temps, nous avons identifié les patients DT1 avec ou sans rémission partielle. Deuxièmement, nous avons comparé les difficultés de gestion des variations glycémiques chez les patients ayant présenté une rémission partielle par rapport aux patients sans sécrétion d'insuline endogène résiduelle.

Cette étude pourrait déclencher le renforcement de l'éducation thérapeutique chez les patients DT1 en longue rémission partielle.

Équipe :

• Caroline Daems

Caractérisation phénotypique et génotypique d'une cohorte de patients pédiatriques nouvellement atteints d'un diabète de type 1.

Nous avons créé un consortium collaboratif afin de mieux caractériser les nouveaux patients atteints de DT1. Ce consortium comprend six centres en Belgique et un en Suisse. L’objectif principal est d'identifier des corrélations entre la présence de biomarqueurs et le développement clinique de la rémission partielle chez des enfants ou des adolescents nouvellement atteints du DT1. Ces données permettront de créer les bases de développement d’un modèle de prévision de l'évolution de la masse des cellules β à long et moyen termes chez les patients nouvellement diagnostiqués pour le DT1.

La prédiction de la masse de cellules β et de son évolution chez les patients nouvellement atteints de DT1 est essentielle pour identifier les patients présentant une probabilité élevée et significative d’une persistance de la masse de cellules β. Cela pourrait être utilisé comme outil de dépistage pour sélectionner les patients à inclure dans des essais cliniques de prévention du DT1. De plus, notre étude aidera à mieux comprendre les éléments clés dans les premières phases de destruction des cellules β dans le DT1. Cela pourrait conduire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques.

Équipe :

• Paola Gallo
• Olivier Polle
• Antoine Harvengt

Évaluation d'une hypoglycémie après une hyperglycémie chez les enfants et les adolescents sous surveillance glycémique continue.

La mise en place, depuis 3 ans en Belgique, des capteurs de glycémie est pour nous l'occasion d'analyser les événements d’hypoglycémies et d’hyperglycémies chez les patients atteints de DT1. L’étude de ces évènements permettrait d’évaluer leur récurrence et comment ils pourraient être reliés, afin de proposer des protocoles éducatifs, préventifs et adaptés aux patients. En effet, nous pensons que l’élaboration de protocoles individuels pourra aider chaque patient diabétique, même sous traitement bien géré, à faire face à ces épisodes d’hypoglycémie et d’hyperglycémie.

Équipe :

• Paola Gallo
• Augustin Renard

Prévision et prévention du diabète de type 1 (DT1) chez les nouveau-nés: un nouveau programme d'essai en Europe.

Cet essai clinique est réalisé dans 7 centres principaux situés en Allemagne, en Belgique, en Pologne, en Suède et au Royaume-Uni. Le but de cette étude est d'identifier les nourrissons présentant un risque génétique élevé de développer plusieurs auto-anticorps anti-cellules β avant l'âge de 6 ans (une sous-population représentant 1 % de la population générale) en utilisant un score génétique basé sur :

• 47 SNP (single-nucleotide polymorphism) à risque
• antécédents familiaux au premier degré pour le DT1

Les familles de nourrissons à haut risque recevront des conseils et se verront proposer la participation à POInT, essai multicentrique de phase III randomisé en double aveugle. L'objectif principal de l'étude est de déterminer si l'administration quotidienne d'insuline orale à partir de 4 à 7 mois jusqu’à 3 ans chez des enfants présentant un risque génétique élevé de DT1 réduit l'incidence cumulative des auto-anticorps anti-cellules β et du diabète chez l'enfant. Le but est de dépister 300 000 nourrissons et d'inscrire 1 040 nourrissons à l'essai clinique POInT en 3,5 ans.

Équipe :

• Paola Gallo
• Olivier Polle

Dépistage multicentrique de formes génétiques du diabète dans une cohorte d’enfants et d’adolescents atteints de diabète de type 1.

Pour différencier les patients atteints du diabète monogénique de ceux atteints de DT1, nous avons utilisé divers critères (HbA1C, auto-anticorps, profil HLA…). Les patients ayant suffisamment de critères pour être atteints du diabète monogénique ont ensuite été génotypés à l'aide du panel de routine MODY, avant de se voir proposer une analyse génétique approfondie.

Nos travaux actuels, au sein de l’étude GENEPEDIAB, nous permettront d’adapter le traitement à l’étiologie du diabète et de fournir une consultation génétique aux patients ainsi qu’à leur famille.

GENEPEDIAB est un essai clinique inclus dans le consortium basé à Bruxelles, DIATYPE. Ce consortium multidisciplinaire regroupe des chercheurs cliniciens, des physiologistes de l’exercice, des experts en imagerie des cellules β et des biologistes des îlots pancréatiques et des cellules souches qui souhaitent atteindre un phénotype clinique et un génotypage détaillés des patients afin de développer une médecine de précision du diabète pour améliorer les soins prodigués aux patients de la région bruxelloise.

Ce programme de recherche a été présenté (présentations orales et poster) lors du congrès SBP 2019 à Bruxelles (Belgique).

Équipe :

• Paola Gallo
• Sophie Welsch

Amélioration de la masse des cellules β et de la tolérance au glucose grâce à un traitement précoce à l’empagliflozine et au GABA, après l'apparition du diabète de type 1.

Depuis plusieurs années, les inhibiteurs des SGLT2 (sodium/glucose cotransporteur 2) sont apparus comme un traitement efficace pour soulager l’hyperglycémie chez les patients diabétiques. Les SGLT2 sont des transporteurs de glucose de faible affinité et de grande capacité situés dans le tubule rénal proximal. Les études précliniques ont fourni des arguments en faveur d'un impact bénéfique sur la masse des cellules β et/ou comme traitement hypoglycémiant spécifique. Les études cliniques ont également mis en exergue la nécessité d'évaluer les effets de protection des inhibiteurs de SGLT2 sur la masse des cellules β lors du développement du DT1.

En outre, une étude réalisée en 2017, dans un contexte d'ablation de cellules β, a révélé le potentiel inattendu du GABA pour stimuler la régénération des cellules β via le recrutement de cellules dans le pool de cellules α qui subissent une transdifférenciation après la répression de l'expression du gène Arx. Cette découverte a provoqué un grand intérêt pour la molécule GABA, en particulier parce que les processus de régénération des cellules β sont indépendants des mécanismes de la maladie et pourraient être appliqués à la fois au DT1 et au DT2.

Le but de notre étude était d'étudier le potentiel de l'empagliflozine, un inhibiteur du SGLT2, pour prolonger la survie et la fonction des cellules β dans un modèle murin du DT1. Les effets adjuvants du GABA ont également été évalués dans le cadre de l’étude de la combinaison de la diminution du stress métabolique sur les cellules β et la favorisation de leur survie immédiatement après le diagnostic du DT1.

Les résultats préliminaires de cette étude en cours ont été présentés lors de différents congrès scientifiques :

• Présentation par poster lors du congrès ATTD 2019 à Berlin (Allemagne).
• Présentation orale et poster lors du congrès SBP 2019 à Bruxelles (Belgique).
• Présentation orale et poster lors du congrès ESPE 2019 à Vienne (Autriche).

Publié dans Journal of Diabetes Research en 2019 : Early Treatment with Empagliflozin and GABA Improves β-Cell Mass and Glucose Tolerance in Streptozotocin-Treated Mice

Équipe :

• Caroline Daems
• Sophie Welsch

La diminution de l'inflammation qui entoure les cellules à insuline, à l'aide de la technologie CRISPR/Cas9, améliore la survie et le fonctionnement de ces cellules.

L'inflammation joue un rôle essentiel dans le déclenchement du développement du DT1. L'inflammation est donc une cible clé du traitement du DT1. Les thérapies à base d’antagonistes des cytokines n’ont pas montré d’amélioration sur la survie des cellules β ni d’effets positifs sur la survie des cellules β lors de l’administration du traitement ni d’effets bénéfiques à long terme après l’arrêt du traitement. Dans cette étude, notre objectif était d'améliorer la survie des cellules β lors de l'apparition du DT1 par une diminution de l'inflammation. Notre objectif est de cibler spécifiquement l'inflammation du pancréas et non l'immunité générale afin d'éviter les effets secondaires indésirables. Nous avons conçu un traitement potentiel du DT1 à l'aide d'un outil d'édition du génome, le système CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR associated protein 9).

Les résultats préliminaires de cette étude en cours ont été soumis pour présentation lors du congrès ESPE 2019 à Vienne (Autriche).

Équipe :

• Caroline Daems

Avec la collaboration de l’unité de cardiologie pédiatrique des Cliniques universitaires Saint-Luc, nous ciblerons des enfants ou adolesccents traités à l'amiodarone pour la fibrillation auriculaire, la tachycardie ventriculaire et le syndrome de Wolff-Parkinson-White. Nous évaluerons la fonction thyroïdienne chez ces patients pédiatriques traités à l'amiodarone.

Équipe :

• Sarah Montenez