Les cellules souches embryonnaires guériront-elles jamais quelque chose ?

Lorsque son fils Sam a reçu un diagnostic de diabète de type 1 à l'âge de six mois, Doug Melton était incrédule. Je me souviens la nuit, ma femme et moi lui avons piqué le talon et dit 'Non, ça ne peut pas être, ça ne peut pas être', dit-il. C'était comme si nous avions perdu la loterie.

Plus tard, sa fille recevrait le même diagnostic. À ce moment-là, Melton avait déjà abandonné ce qu'il faisait – étudier les œufs de grenouille à Harvard – et lancé un effort pour faire pousser des cellules pancréatiques à partir de rien dans son laboratoire. Les cellules bêta du pancréas sont celles qui sont tuées dans le diabète de type 1, et Melton a pensé qu'il pourrait les remplacer en utilisant de nouveaux tissus fabriqués à partir de cellules souches embryonnaires.

L'effort de Melton, impliquant un laboratoire de 30 personnes à Harvard et une start-up, Semma Therapeutics, qu'il a nommée d'après ses enfants, Sam et Emma, ​​est l'un des efforts les plus coûteux et les plus soutenus pour transformer les cellules souches en tissu transplantable, une tentative qui Melton admet avoir été plein de faux départs et d'impasses. Le public n'apprécie certainement pas qu'une grande partie de la science soit un échec, dit-il.

En fait, aucun domaine de la biotechnologie n'a promis plus et livré moins de traitements que les cellules souches embryonnaires. Seule une poignée d'études humaines ont été réalisées, sans résultats significatifs. Les cellules, extraites d'embryons de FIV, sont capables de se développer en n'importe quel autre type de tissu dans le corps, et promettent donc un approvisionnement illimité en tissu de remplacement.

Cela semble simple, mais cela ne l'a pas été. Il a fallu 15 ans à Melton et à son équipe pour dévoiler chaque étape moléculaire nécessaire pour amadouer une cellule souche en une cellule bêta pancréatique capable de détecter le glucose et de sécréter de l'insuline. La recette utilise un cocktail de produits chimiques et un système d'incubation en trois dimensions, de grands flacons tournants brassant ce qui ressemble à du Gatorade rouge trouble, qui en 30 jours peut diriger la différenciation des cellules souches en cellules bêta entièrement fonctionnelles.

Plus tôt cette année, Melton était enfin en mesure de démontrer il a pu contrôler la glycémie de souris pendant six mois en utilisant des greffes de cellules bêta humaines. Il pense qu'il peut le faire chez l'homme et étendre l'effet thérapeutique à un an, un objectif qui a été confié à Semma, qui conçoit une poche implantable pour contenir et protéger les cellules.

Doug Melton

Au cours des deux dernières années, Semma a levé un peu moins de 50 millions de dollars auprès de sociétés de capital-risque, de l'agence californienne de cellules souches et de partenaires commerciaux tels que Novartis et Medtronic. William Sahlman, professeur à la Harvard Business School qui siège au conseil d'administration de Semma, affirme que les gens sont prêts à investir de très grosses sommes d'argent dans les expériences. Une des raisons : le marché mondial de l'insuline dépasse les 30 milliards de dollars par an. Les bandelettes de test et les moniteurs pourraient doubler cela.

Parce que leur corps lance une attaque immunitaire contre les cellules pancréatiques qui régulent la glycémie, les diabétiques de type 1 mesurent constamment leur glycémie en se piquant les doigts et en s'injectant de l'insuline plusieurs fois par jour. Leur vie peut être écourtée par plus d'une décennie . On pourrait presque dire que la thérapie cellulaire est la solution naturelle, dit Melton. Ce n'est pas la solution technologique. Ce n'est pas la solution de Google. C'est la solution de la nature au problème. Vous fournissez la cellule manquante.

Cependant, plusieurs entreprises tentent une solution technologique en utilisant l'électronique pour construire un pancréas artificiel qui combine un moniteur de glucose en continu, une pompe à insuline et un capteur avec un algorithme pour contrôler le dosage. Medtronic est sur le point d'obtenir l'approbation de la FDA avec un tel système en boucle fermée ; son MiniMed 670G de la taille d'un smartphone bien performé dans les premiers essais . L'une des sociétés sœurs de Google, Verily, est elle-même développement lentilles de contact à capteur de glucose et capteurs ultra-minces.

Un flacon de cellules pancréatiques dérivées d'embryons humains. La recette pour préparer les cellules a mis 15 ans à se développer.

ViaCyte, basé à San Diego, en collaboration avec Johnson & Johnson, a été le premier à essayer des cellules pancréatiques dérivées d'embryons chez l'homme. Il a construit un paquet implantable de cellules immatures, qui, espère-t-il, se différenciera à l'intérieur du corps, et a ouvert l'année dernière un essai clinique pour tester l'idée.

Semma pense également qu'il doit transformer les cellules souches embryonnaires non seulement en cellules bêta sécrétant de l'insuline, mais en un îlot à part entière - le groupe de cellules qui comprend les cellules alpha, bêta, delta et auxiliaires que l'on trouve normalement dans un pancréas. C'est un objectif complexe mais qui imite étroitement la biologie. Au cours de l'évolution, il y a une raison pour laquelle ces cellules sont adjacentes les unes aux autres, explique Felicia Pagliuca, cofondatrice de Semma et vétéran du laboratoire de Melton.

Afin de livrer leur îlot cultivé en laboratoire aux diabétiques, Semma développe des prototypes d'un paquet récupérable de la taille d'un iPhone dont les matériaux l'isolent du système immunitaire, de sorte que les patients n'ont pas à prendre de médicaments immunosuppresseurs, comme ils le feraient s'ils avaient une greffe de rein. Christopher Thanos, vice-président de la livraison de Semma, explique que son équipe modélise les processus physiologiques à l'intérieur et autour de l'appareil pour expérimenter différents taux d'oxygène, de nutriments et de diffusion d'insuline.

Des cellules pancréatiques humaines sont brassées dans des flacons rotatifs au laboratoire de l'Université Harvard de Douglas Melton.

Certains experts extérieurs pensent que la protection des cellules ne sera pas possible. Je ne suis pas optimiste sur le fait que l'encapsulation apportera la réponse, déclare David Cooper, professeur de chirurgie à l'Université de Pittsburgh travaillant sur la croissance d'îlots humains chez les porcs. Personnellement, je ne pense pas qu'un appareil puisse réussir. Il est impossible d'empêcher tous les agents nocifs d'entrer, dit-il, faisant référence aux cytokines, anticorps et autres composés que le corps libère en réponse à un corps étranger. Il y a vraiment très peu de preuves qu'une capsule peut vous protéger complètement d'une réponse immunitaire.

La perspective d'une intervention chirurgicale chaque année pour le reste de votre vie est également une préoccupation pratique. Combien de diabétiques s'inscriraient à 50, 60, 70 interventions chirurgicales au cours de leur vie ? Quel sera l'effet des cicatrices répétées autour du site chirurgical ? Melton dit que les inconvénients de la chirurgie doivent être mis en balance avec les milliers de piqûres au doigt et d'injections que les diabétiques doivent administrer chaque année. Mes enfants disent une fois par mois qu'ils n'hésiteraient pas. Je pense que c'est un peu extrême, dit-il. Mais si c'était deux fois par an, je pense que ça va.

Si l'appareil ne fonctionne pas, Semma a une sorte de plan de secours. Il a reçu une subvention de 5 millions de dollars du CIRM, l'agence californienne des cellules souches, pour fabriquer des îlots à partir des propres tissus d'un patient à l'aide de cellules souches pluripotentes induites. C'est un processus par lequel les cellules adultes, comme les cellules de la peau, sont reprogrammées en cellules souches. De telles cellules correspondantes ne seraient pas rejetées par le corps comme étrangères - et pourraient ne pas avoir besoin d'autant de protection - bien qu'elles n'éviteraient probablement pas les dommages causés par les processus qui causent le diabète de type 1 en premier lieu. Semma pense qu'ils pourraient aider une fraction des patients dont le diabète a des causes différentes.

Semma n'a toujours pas de calendrier pour savoir quand son pancréas biotechnologique implantable pourrait être prêt. Cela signifie que les enfants de Melton devront attendre encore un peu. Je suis désolé que cela prenne autant de temps, dit Melton, mais ça va marcher.

cacher