SANTÉ — Prévenir la cécité des diabétiques

Marie-Lou Faquette — Programme de maîtrise en biochimie

SANTÉ — Prévenir la cécité des diabétiques

Une équipe montréalaise spécialisée dans les maladies de l’œil a fait en 2020 la démonstration qu’un type de globules blancs relâche un filet qui réorganise et élimine les vaisseaux sanguins malades de l’œil associés au diabète. Cette étape est importante pour assurer le rétablissement du réseau sanguin dans les yeux malades de personnes atteintes de diabète.

Le diabète * touche environ 1,2 million de Québécois et de Québécoises (près de 1 personne sur 7) et est la cause principale de cécité chez les personnes âgées de moins de 65 ans[1]. Partout dans le monde, de nombreuses équipes de recherche tentent de découvrir les mécanismes sous-jacents à cette complication afin de la prévenir et de mettre au point des traitements pour l’éviter. Au Centre de recherche de l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, le laboratoire du chercheur Mike Sapieha, spécialisé dans la recherche sur la santé neurovasculaire de l’œil, a découvert l’importance d’un type de cellules sanguines (de globules blancs) dans le mécanisme de réorganisation et d’élimination des vaisseaux sanguins problématiques dans les yeux. Avant cette avancée, ce type de globules blancs n’était pas suspecté de jouer un rôle majeur dans ce mécanisme.

Le diabète et la cécité

Le corps humain est régi par un système fragile mais en équilibre qui régule les différentes activités énergétiques telles que la gestion des sucres, des protéines, du gras et des sels. Ce système est appelé le métabolisme *. Le bouleversement à long terme de cet équilibre (qui peut être causé, par exemple, par l’obésité, le tabagisme, la sédentarité) provoque l’apparition de maladies métaboliques comme le diabète de type II, l’hypertension et l’excès de cholestérol[2]. Dans le monde, en 2021, 537 millions de personnes étaient atteintes de diabète, soit 1 personne sur 10. Au Québec, 115 000 personnes ignoreraient en être atteintes[3]. Le diabète est l’incapacité du corps à gérer avec l’insuline le sucre circulant dans le sang[4]. Ce sucre qui se retrouve en grande concentration provoque de sévères conséquences irréversibles, dont des dommages aux yeux qui peuvent mener à la perte de la vision[5].

Lorsque les cellules de la rétine sont endommagées, le champ visuel est altéré ; c’est ce qui se produit dans le cas de la rétinopathie diabétique proliférante. Dans une première étape de la maladie, une glycémie * élevée, attribuable au diabète de type I ou II, provoque l’altération et la destruction des vaisseaux sanguins de la rétine[6]. Puis, dans une seconde étape, le manque d’oxygène dans les vaisseaux sanguins restants entraîne la prolifération rapide de nouveaux vaisseaux fragiles dans la rétine. Ces vaisseaux sanguins fragilisés fuient et provoquent à leur tour une hémorragie au sein de la rétine, qui, elle, cause la cécité[7]. Dans les pays industrialisés, 35 % de la population diabétique de 20 à 79 ans seraient touchés par cette affection[8]. Les manifestations cliniques de la maladie sont généralement une vision floue ou, dans les cas plus graves, une perte subite de la vision (sans douleur) et l’apparition de taches ou d’éclairs dans le champ visuel. La prévention de cette condition peut passer par un meilleur contrôle de la glycémie du patient ou de la patiente grâce à un suivi adéquat basé sur les tests avec un lecteur de glycémie. Les traitements recommandés jusqu’à ce jour sont les corticostéroïdes (des médicaments imitant la cortisone) ou des injections dans l’œil de médicaments inhibant la prolifération des vaisseaux sanguins malades[9].

La réorganisation des vaisseaux sanguins

L’équipe du laboratoire de Mike Sapieha étudie les mécanismes de la rétinopathie diabétique à l’aide d’un modèle de souris imitant des caractéristiques de la pathologie. Elle s’est intéressée à la réorganisation des vaisseaux sanguins dans le but de trouver des mécanismes cellulaires que les traitements pourraient cibler. Des membres de l’équipe ont ainsi découvert un des rôles de la nétose, un mécanisme cellulaire relâché par un type précis de globules blancs, les neutrophiles *, dans le réseau vasculaire sénescent * de l’œil, c’est-à-dire les vaisseaux sanguins fragilisés[10]. Les vaisseaux pathologiques dans les rétines sont composés de cellules sénescentes, qui sont des composantes cellulaires endommagées et qui ont cessé de se répliquer (de se diviser). La nétose est un processus cellulaire par lequel les neutrophiles piègent des microbes ou des débris grâce à la formation d’un filet, composé d’ADN, d’histones * et de protéines ciblant les agents infectieux[11]. En fait, les neutrophiles se désintègrent et forment ce filet. Ce processus ciblerait les vaisseaux pathologiques et sénescents présents en raison de la maladie[12]. En cas d’infection, les neutrophiles, qui sont les principaux acteurs de la nétose, font partie de la phase initiale d’infiltration et d’envahissement du site d’infection, mais ils disparaissent ensuite assez rapidement, en quelques secondes[13]. L’équipe a toutefois remarqué que les neutrophiles participent à la réorganisation et à l’élimination des vaisseaux sanguins malades qui ont proliféré rapidement et qui nuisent au bon fonctionnement de la rétine[14]. Ces résultats laissent penser que certaines sous-populations de neutrophiles infiltrent la rétine tardivement et jouent un rôle actif dans cette réorganisation. En résumé, l’équipe de Mike Sapieha a identifié un mécanisme par lequel les vaisseaux sanguins malades sont détectés par les neutrophiles, qui libèrent leur mécanisme neutrophil extracellular trap, communément appelé « NET » (filet), afin de réorganiser et d’éliminer ces vaisseaux malades[15]. L’élimination des vaisseaux sénescents permet alors à la rétine de générer de nouveaux vaisseaux en santé.

Le filet

Comment le filet est-il attiré précisément par les cellules sénescentes? Le système immunitaire est un système complexe qui agit comme un gardien de sécurité pour la protection du corps[16]. Il joue un rôle central dans la rétinopathie diabétique, bien que chez une personne diabétique il soit affaibli et pas aussi efficace que chez un individu en santé. Le système immunitaire d’une telle personne permet tout de même la réparation des vaisseaux sanguins et l’élimination des cellules sénescentes. Ces cellules créent un environnement particulier dans lequel elles envoient des signaux au système immunitaire pour être détruites, dans un processus appelé la « phagocytose * ». Les cellules phagocytaires font partie de l’une des premières lignes de défense du corps humain, le système immunitaire inné. Les signaux envoyés par les cellules sénescentes permettent d’abord aux cellules sanguines comme les globules blancs (par exemple, des neutrophiles) de s’infiltrer dans le réseau sanguin et d’envahir le site où se trouvent les cellules sénescentes, puis de mettre en marche leur action inflammatoire et phagocytaire[17].

Cette découverte mènera à une compréhension plus approfondie des mécanismes de la réorganisation et de l’élimination des vaisseaux pathologiques observés dans la maladie. Cette base de connaissances pourrait permettre le développement de cibles thérapeutiques visant la réorganisation et l’élimination des vaisseaux sénescents dans la rétinopathie diabétique, ce qui ouvrirait la voie à la génération de vaisseaux sains. Toutefois, pour arriver à un ciblage thérapeutique de pointe, des connaissances restent à acquérir sur le rôle précis des neutrophiles et de leurs filets. Pour les personnes atteintes de rétinopathie diabétique, ces avancées scientifiques sont source d’espoir.

 

Lexique

* Diabète : maladie métabolique chronique; le diabète de type II affecte la capacité du corps à gérer le sucre en circulation dans le sang, celui-ci répondant inadéquatement à l’insuline. Le diabète de type I est quant à lui une maladie auto-immune causée par l’absence de production d’insuline, les cellules du pancréas ayant été détruites par le corps.

* Métabolisme : ensemble de réactions chimiques qui assure toutes les fonctions vitales à la survie des êtres vivants.

* Glycémie : taux de glucose (sucre digéré par le métabolisme) dans le sang.

* Neutrophile : cellule sanguine de la lignée des globules blancs à courte durée de vie, qui neutralise efficacement les pathogènes en produisant des substances hautement toxiques, et qui est ensuite éliminée.

* Sénescent : se dit d’un élément caractérisé par l’arrêt de la division cellulaire en réponse à un stress; par exemple, au fil de leur accumulation, les cellules sénescentes (ou la sénescence cellulaire) altèrent la fonction des tissus et prédisposent ces derniers au développement ou à la progression de maladies.

* Histone : protéine jouant un rôle dans l’entassement ou la compaction de l’ADN en chromatine (structure composée d’ADN, d’ARN et de protéines).

* Phagocytose : processus qui s’appuie sur les propriétés des cellules phagocytaires, par exemple les cellules spécialisées du système immunitaire, pour ingérer des pathogènes, des débris ou des corps apoptotiques (en train de mourir).

 

Références

[1] Diabète Québec. (s. d.). Statistiques sur le diabète. https://www.diabete.qc.ca/fr/comprendre-le-diabete/tout-sur-le-diabete/mythes-et-statistiques/

[2] Burrin, D. et Mersmann, H. J. (2005). Biology of metabolism in growing animals: Biology of growing animals series. Elsevier Health Sciences.

[3] Diabète Québec (s. d.), op. cit.

[4] Nalysnyk, L., Hernandez-Medina, M. et Krishnarajah, G. (2010). Glycaemic variability and complications in patients with diabetes mellitus: Evidence from a systematic review of the literature. Diabetes, Obesity and Metabolism, 12(4), 288-298. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/j.1463-1326.2009.01160.x

[5] Hiller, R., Sperduto, R. D., Podgor, M. J., Ferris, F. L., III et Wilson, P. W. F. (1988). Diabetic retinopathy and cardiovascular disease in type II diabetics: The Framingham Heart Study and the Framingham Eye Study. American Journal of Epidemiology, 128(2), 402-409. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a114980

[6] Gupta, M., Singh, A., Duggal, M., Singh, R., Bhadada, S. et Khanna, P. (2021). Natural history of diabetic retinopathy through retrospective analysis in type 2 diabetic patients—An exploratory study. Frontiers in Public Health, 9, 1866. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fpubh.2021.791378

[7] Ibid.

Oubaha, M., Miloudi, K., Dejda, A., Guber, V., Mawambo, G., Germain, M.-A., Bourdel, G., Popovic, N., Rezende Flavio, A., Kaufman Randal, J., Mallette Frédérick, A. et Sapieha, P. (2016). Senescence-associated secretory phenotype contributes to pathological angiogenesis in retinopathy. Science Translational Medicine, 8(362), 362ra144-362ra144. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaf9440

[8] Lee, R., Wong, T. Y. et Sabanayagam, C. (2015). Epidemiology of diabetic retinopathy, diabetic macular edema and related vision loss. Eye and Vision, 2, 17. https://doi.org/10.1186/s40662-015-0026-2

[9] Gupta et al. (2021), op. cit.

[10] Binet, F., Cagnone, G., Crespo-Garcia, S., Hata, M., Neault, M., Dejda, A., Wilson, A. M., Buscarlet, M., Mawambo, G. T., Howard, J. P., Diaz-Marin, R., Parinot, C., Guber, V., Pilon, F., Juneau, R., Laflamme, R., Sawchyn, C., Boulay, K., Leclerc, S., Abu-Thuraia, A., Côté, J.-F., Andelfinger, G., Rezende, F. A., Sennlaub, F., Joyal, J.-S., Mallette, F. A. et Sapieha, P. (2020). Neutrophil extracellular traps target senescent vasculature for tissue remodeling in retinopathy. Science, 369(6506), eaay5356. https://doi.org/doi:10.1126/science.aay5356

[11] Poli, C., Renier, G., Jeannin, P., Chevailler, A. et Beauvillain, C. (2014). Nétose et autoimmunité. Revue Francophone des Laboratoires, (462), 59-63. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S1773-035X(14)72479-7

[12] Binet et al. (2020), op. cit.

Cheung, N. et Wong, T. Y. (2008). Diabetic retinopathy and systemic vascular complications. Progress in Retinal and Eye Research, 27(2), 161-176. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2007.12.001

[13] Chaplin, D. D. (2010). Overview of the immune response. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 125(2, supplément 2), S3-S23. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.12.980

[14] Binet et al. (2020), op. cit.

[15] Ibid.

[16] Chaplin (2010), op. cit.

[17] Ibid.

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