• Langue : Anglais
• Discipline : Sciences de la vie et de la santé
• Identifiant : 2025ULILS056
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 17/12/2025

Résumé en langue originale

Le diabète, huitième cause de mortalité dans le monde, est caractérisé par une déficience dans la sécrétion et/ou l’action de l’insuline, provoquant une hyperglycémie chronique et entraînant d’autres complications. Le nombre de malades s’accentue (estimation à 700 millions de cas en 2045). Le diabète est donc un enjeu crucial pour les années à venir.La compréhension de la physiopathologie du diabète et les traitements ont progressé et permis d’améliorer la qualité de vie des personnes diabétiques. La transplantation d’îlots de Langerhans humains ou dérivés des cellules souches est une thérapie efficace dans la restauration de la masse de cellules bêta et de la sécrétion endogène d’insuline chez les patients diabétiques de type 1. Cependant, la récurrence de l’autoimmunité et la nécessité d’une immunosuppression restent un défi dans la guérison du diabète.Plusieurs études se sont intéressées à la régénération des cellules bêta à partir des cellules alpha, par la modulation de facteurs de transcription spécifiques. Cependant, les approches transgéniques ne sont pas directement transposables à la thérapie humaine.GABA a montré sa capacité à convertir les cellules alpha en cellules bêta sécrétrices d’insuline dans des lignées cellulaires et des îlots murins et humains. Cependant, les études murines restent difficilement reproductibles encore aujourd’hui. Une seule étude a montré l’effet sur les îlots humains à partir d’une seule préparation d’îlots.Le premier objectif de la thèse était de reproduire les conditions expérimentales in vitro et in vivo de l’article d’origine sur un plus grand nombre de préparations d’îlots humains. In vitro, les îlots humains ont été inclus dans du Matrigel et cultivés ou non avec du GABA pendant 14 et/ou 28 jours. In vivo, les îlots humains ont été greffés sous la capsule rénale de souris immunodéficientes et traités ou non avec du GABA pendant 28 jours.Après 28 jours de traitement, GABA a modifié les proportions de cellules alpha et bêta in vitro et induit une augmentation de la proportion de cellules NKX6.1+INS+ in vivo chez tous les donneurs. Cependant, le GABA n’a pas altéré les proportions des autres cellules endocrines, la prolifération des cellules bêta et la néogenèse des cellules endocrines.GABA possède plusieurs effets antidiabétiques lorsque les îlots sont soumis à un stress métabolique. Une déplétion du GABA endogène chez les donneurs diabétiques a également été rapportée. Dans une seconde partie, nous avons comparé l’expression du GABA et des gènes associés sur différentes cohortes. Plusieurs modèles (cytokines, Western Media, pseudo-îlots, HLM, cellules alpha triées par FACS, souris diabétiques transplantées) ont été utilisés afin d’étudier l’effet du GABA dans des conditions pathologiques et de bloquer ou restaurer une transdifférenciation des cellules bêta en cellules alpha. Au niveau transcriptomique, l’expression de GABRA2 est diminuée chez les personnes diabétiques de type 2 par rapport aux sujets sains. Au niveau protéique, l’expression du GABA endogène est diminuée dans les îlots des sujets obèses par rapport aux sujets sains. En revanche, GABA n’a pas eu d’impact sur les différents modèles pathologiques utilisés.Ce projet a permis d’explorer l’effet du GABA sur la transdifférenciation des cellules alpha humaines en cellules bêta sur un plus grand nombre de préparations d’îlots humains, dans des conditions physiologiques et pathologiques. L’hétérogénéité entre donneurs ainsi que le faible effectif des donneurs utilisés par expérience ont représenté un frein à l’utilisation des modèles[...]

Résumé traduit

Diabetes, the eighth leading cause of mortality worldwide, is characterized by a deficiency in insulin secretion and/or action, resulting in chronic hyperglycemia and multiple related complications. The number of affected individuals continues to rise, with projections at nearly 700 million cases by 2045. Diabetes represents a major global health challenge for the coming decades.Advances in understanding diabetes pathophysiology and in therapeutic approaches have significantly improved the quality of life of diabetic patients. The transplantation of human or stem cell–derived islets is an effective strategy to restore beta-cell mass and endogenous insulin secretion in type 1 diabetic patients. However, recurrent issues related to autoimmunity and immunosuppression remain major obstacles and continue to pose significant challenges to the long-term cure of type 1 diabetes.Several studies have investigated beta-cell regeneration from alpha cells by modulating specific transcription factors. However, transgenic approaches are not directly translatable to human therapy.GABA has shown the ability to convert alpha cells into insulin-secreting beta cells in cell lines and mouse and human islets. However, mouse studies remain difficult to reproduce to date. Only one study has shown this effect in human islets, using a single islet preparation.The first objective of this thesis was to reproduce the original study’s experimental conditions both in vitro and in vivo using a larger number of human islet preparations. In vitro, human islets were embedded in Matrigel and cultured or not with GABA for 14 or 28 days. In vivo, human islets were transplanted under the renal capsule of immunodeficient mice and treated or not with GABA for 28 days. After 28 days of treatment, GABA altered the proportions of alpha and beta cells in vitro and induced an increase in the proportion of NKX6.1+INS+ cells in vivo across all donors. However, GABA did not affect the proportions of other endocrine cell types, beta-cell proliferation, and endocrine cell neogenesis.In parallel, GABA exhibits several antidiabetic effects when islets are exposed to metabolic stress. A depletion of endogenous GABA in diabetic donors has also been reported. In the second part of this work, we compared the expression of GABA and its associated genes across different cohorts. Several models (cytokines, Western Media, pseudo-islets, HLM, FACS-sorted alpha cells, and transplanted diabetic mice) were used to investigate GABA’s effect under pathological conditions and its ability to block or restore beta-to-alpha cell transdifferentiation. At the transcriptomic level, GABRA2 expression was reduced in type 2 diabetic individuals compared with healthy subjects. At the protein level, endogenous GABA expression was decreased in the islets of obese donors compared with healthy controls. However, GABA had no significant impact on the different pathological models tested.This project explored the effect of GABA on the transdifferentiation of human alpha cells into beta cells across a larger number of human islet preparations, under both physiological and pathological conditions. Donor heterogeneity (including age, body mass index, and glycemic status), as well as the limited number of donors per experiment, represented major constraints for model reproducibility. Combining GABA with other beta-cell regenerative treatments in diabetic mice transplanted with human islets could potentially enhance alpha-to-beta cell conversion efficiency. Moreover, the presence of distinct alpha-cell subpopulations may also explain the variable or even absent effects observed among human islet preparations.