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Pancréas artificiel 

Une révolution pour les patients diabétiques

Un diabétique s'est rendu le soir au restaurant, a dormi à l'hôtel et a passé une matinée sans avoir besoin de se piquer le doigt une dizaine de fois pour contrôler sa glycémie (sucre dans le sang). Cette nouvelle insouciance est possible grâce à un pancréas artificiel miniaturisé autonome portable. Zoom sur cette incroyable avancée technologique.

Depuis plusieurs dizaines d'année, plusieurs équipes travaillent à la mise au point d'un pancréas artificiel. La mise au point d'un tel dispositif permettrait de prévenir les complications du diabète, de réduire le risque d'hypoglycémie induite et d'améliorer la vie quotidienne du malade. Pour cela, trois éléments sont nécessaires : la pompe à insuline, le détecteur de glucose sanguin en temps réel et un dispositif de liaison entre ces deux éléments.

Le pancréas artificiel bientôt devenu réalité

Pour certains patients, le traitement du diabète nécessite la surveillance régulière du taux de glucose dans le sang et l'administration d'insuline. Une prise en charge très contraignante au quotidien, qui pourrait demain être remplacée par l'utilisation d'un pancréas artificiel.

Le glucose apporte l'énergie aux différents tissus de l'organisme. Si le taux de glucose dans le sang reste stable même après un repas ou après un effort physique, c'est qu'il existe un système régulateur complexe dans lequel l'insuline joue un rôle primordial. Chez les diabétiques, cette hormone indispensable n'est pas suffisante ou est mal utilisée par l'organisme. Pour certains patients - en particulier en cas de diabète de type 1, le traitement nécessite le contrôle quotidien de la glycémie et l'administration d'insuline. Une prise en charge contraignante qui pourrait être remplacé demain par un pancréas artificiel.
 

L'enjeu du pancréas artificiel

Pancréas artificielDans le diabète de type 1, les cellules beta du pancréas produisant l'insuline sont détruites par le système immunitaire, ce qui nécessite un traitement pluriquotidien à base d'insuline pour réguler le taux de glucose dans le sang (ou glycémie). Le maintien d'une glycémie quasi normale peut prévenir ou ralentir les complications micro-vasculaires (rétinopathie diabétique, insuffisance rénale…) et cardiovasculaires. Cette maladie chronique, potentiellement fatale, est en augmentation dans le monde, particulièrement chez les enfants. Selon les dernières évaluations publiées en juin 2009 dans la prestigieuse revue médicale The Lancet1, si la tendance actuelle se confirme, le nombre de nouveaux cas de diabète de type 1 chez l'enfant de moins de 5 ans devrait doubler entre 2005 et 2020. Et cette augmentation devrait même croître de 70 % chez les enfants âgés de moins de 15 ans dans les 25 prochaines années !

La prise en charge de ce diabète nécessite donc un contrôle fréquent de la glycémie et l'administration d'insuline, ce qui peut se révéler au quotidien très contraignant. Le contrôle continu du glucose et l'injection par pompe peuvent aider, mais le traitement à base d'insuline expose toujours les patients à des risques d'hypoglycémie, une des complications à court terme les plus redoutées. De nouveaux développements technologiques dans le contrôle du glucose et l'administration continue d'insuline rendent cependant possible aujourd'hui l'avènement d'un pancréas artificiel. Un tel dispositif offrirait plus d'autonomie (moins de contrôle du glucose par piqûres et un meilleur contrôle de la glycémie, la nuit notamment) et moins de risque de complications pour les patients.

Le pancréas artificiel plus proche encore pour les enfants diabétiques

La nuit constitue une période à risque d'hypoglycémie, le taux de glucose peut chuter dangereusement bas alors que le patient dort. Face à ces "hypos", des scientifiques de Cambridge ont mis au point un pancréas artificiel qui combine un moniteur de la glycémie (qui permet une mesure en continu) et une pompe à insuline, tous deux déjà sur le marché et un algorithme sophistiqué capable de calculer la quantité adéquate d'insuline à délivrer en fonction des mesures en temps réel de la glycémie. Les chercheurs ont testé leur dispositif dans un cadre hospitalier sur 17 enfants et adolescents âgés de 5 à 18 ans atteints de diabète de type 1 pendant 54 nuits2. L'équipe a mesuré l'efficacité du dispositif en le testant dans certaines circonstances : durant la nuit après avoir mangé un large dîner ou après avoir fait de l'exercice - ces deux conditions augmentent le risque d'hypoglycémie.

Résultat : le pancréas artificiel a permis de conserver la glycémie à un niveau normal pendant 60 % du temps, contre 40 % pour une pompe continue. Il réduit de moitié le temps pendant lequel la glycémie chute en dessous de 3,9 mmol/l, le niveau considéré comme une hypoglycémie moyenne. Cela prévient aussi la glycémie de passer sous 3 mmol/l, (hypoglycémie significative), comparé avec 9 épisodes d'hypoglycémie dans le groupe contrôle. Selon le principal auteur, le Dr Roman Hovorka, "Nos résultats montrent que des produits disponibles dans le commerce couplés à l'algorithme que nous avons développé, peuvent améliorer le contrôle de la glycémie chez les enfants et réduire significativement les risques d'"hypos" durant la nuit (…) Notre étude constitue la première étape avant de tester le principe à domicile". Il valide de fait le principe du pancréas artificiel.

 

Un pancréas bihormonal prometteur

 

Une équipe de Boston a développé un pancréas artificiel bi-hormonal. Ce dispositif a la particularité d'utiliser à la fois de l'insuline (pour réduire la glycémie) mais également du glucagon (pour l'augmenter). Bien que les cellules alpha du pancréas qui produisent le glucagon ne soient pas détruites dans le diabète de type 1, elles n'en libèrent plus en réponse à l'hypoglycémie. "Notre système est conçu pour contrebalancer des baisses modérées de la glycémie grâce à des doses infimes de glucagon réparties tout au long de la journée, exactement comme l'organisme d'une personne non diabétique le fait" explique le Pr. Edward Damiano, co-auteur de l'étude.

 

Testé en 2007 sur des porcs diabétiques, le dispositif a obtenu le feu vert de la Food and Drug Administration (FDA) pour une expérimentation humaine. Le dispositif comprend : un moniteur veineux de la glycémie (qui permet une mesure plus fine qu'un moniteur transcutané), un algorithme ajusté sur le poids du patient et répondant aux mesures de la glycémie toutes les 5 minutes pour ajuster les doses à administrer d'insuline lispro (analogue de l'insuline humaine à action rapide) mais aussi de glucagon et une pompe infusant en sous-cutané les deux hormones.

 

Au total, 11 patients ont expérimenté pendant 27 heures ce dispositif à l'hôpital. Durant ce délai, tous ont mangé trois repas standards riches en hydrates de carbone. Résultat : le système a permis de conserver la glycémie à un niveau normal chez 6 patients, mais 5 ont connu des hypoglycémies qui ont nécessité la prise de jus d'orange. Les chercheurs ont découvert que ces 5 patients assimilaient beaucoup plus lentement l'insuline lispro, ce qui pouvait conduire à l'administration de trop fortes doses4. En ajustant la vitesse d'assimilation plus lente chez ces 5 patients, le système a pu contrôler la glycémie dans les deux groupes.

 

Les chercheurs envisagent désormais d'étudier l'algorithme corrigé associé à un lecteur de glucose en continu chez des enfants et des adultes durant 48 heures. Ils envisagent également de comparer leur système bi-hormonal (glucagon/insuline) avec une version qui n'utilise que de l'insuline (comme par exemple dans l'expérience du Dr Roman Hovorka). Pour le Dr Russel, co-auteur de l'étude, "Le dispositif final que nous envisageons sera portable et incorporera un lecteur de glucose inséré sous la peau, qui communiquera sans fil avec une pompe de la taille d'un téléphone portable. La pompe administrera l'insuline et probablement le glucagon, et contiendra un microprocesseur en charge du contrôle du système".

 

Pour le Dr Damiano, dont le fils de 11 ans est atteint d'un diabète de type 1, "Un tel système ne constitue pas un traitement curatif, mais il promet d'être l'évolution ultime de la thérapie par insuline pour le diabète de type 1". La rapide accélération des recherches dans ce domaine devrait vraisemblablement lui donner et offrir demain une amélioration considérable de la qualité de vie des patients insulinodépendants.

 

David Bême,

 

 

Date de dernière mise à jour : 21/03/2013

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