Publié le 3 novembre 2025 à 8 h 00. Une comparaison évolutive inédite du développement du pancréas, réalisée par une équipe internationale dirigée par des chercheurs allemands, révèle que le porc constitue un modèle animal plus proche de l’humain que la souris. Ces découvertes ouvrent de nouvelles perspectives prometteuses pour la recherche sur le diabète et le développement de thérapies régénératives.
- Le pancréas du porc présente des similitudes frappantes avec celui de l’être humain en termes de vitesse de développement, de mécanismes de régulation moléculaire et génétique, surpassant la ressemblance avec le modèle murin traditionnellement utilisé.
- Une nouvelle population cellulaire, les « cellules endocriniennes amorcées » (PEC), a été identifiée chez le porc et l’humain, offrant un potentiel inédit pour la régénération des cellules bêta productrices d’insuline.
- Ces travaux jettent les bases d’une meilleure compréhension des programmes de développement pancréatique, essentielle pour concevoir des thérapies régénératives plus efficaces contre le diabète.
Depuis des décennies, la recherche sur le diabète et le cancer du pancréas s’appuie majoritairement sur des modèles murins. Cependant, des différences notables existent entre les souris et les humains, tant sur le plan temporel du développement que sur le métabolisme ou la régulation génique. Le Professeur Heiko Lickert, chercheur au Centre allemand de recherche sur le diabète (DZD) et directeur de l’Institut de recherche sur le diabète et la régénération à Helmholtz Munich, souligne la nécessité de modèles plus pertinents : « Nous avons besoin de modèles très proches de ceux de l’homme, notamment pour les maladies complexes telles que le diabète sucré. »
Cette nouvelle étude, fruit d’une collaboration internationale, présente la première analyse complète des atlas unicellulaires du développement du pancréas chez la souris, l’humain et le porc. L’équipe a analysé plus de 120 000 cellules pancréatiques de porc, provenant de trois périodes de gestation. Grâce à des techniques de séquençage d’ARN unicellulaire à haute résolution et à des approches multiomiques, les chercheurs ont pu cartographier précisément les stades de développement et les types cellulaires. Les comparaisons des premières étapes du développement pancréatique ont révélé une remarquable concordance entre le porc et l’humain, notamment en ce qui concerne la vitesse de développement, les mécanismes de contrôle épigénétique et génétique, ainsi que les réseaux de régulation. Cette similarité s’étend à la formation des cellules précurseurs et à l’apparition des cellules endocriniennes.
Un élément particulièrement significatif réside dans l’identité de plus de la moitié des facteurs de transcription régulés par le gène NEUROGENIN 3, un régulateur clé dans la formation des cellules endocriniennes. Ces facteurs, tels que PDX1, NKX6-1 ou PAX6, sont cruciaux pour la régulation génique et le développement des cellules bêta, et leur rôle a déjà été validé dans des modèles de cellules souches humaines. Le gène NEUROGENIN 3 agit comme un « interrupteur principal », codant pour une protéine capable d’activer d’autres gènes et d’influencer le développement cellulaire.
L’étude a également mis en lumière l’existence, durant le développement embryonnaire, d’une population cellulaire spécifique, baptisée « cellules endocriniennes amorcées » (PEC), chez le porc comme chez l’humain. Ces PEC sont capables de se différencier en cellules des îlots endocriniens, productrices d’hormones. « Ces PEC pourraient représenter une source alternative pour la régénération des cellules bêta productrices d’insuline, qui peuvent également apparaître sans le facteur maître NEUROGENIN3 », explique le Professeur Lickert. « Cela pourrait expliquer pourquoi les patients présentant des mutations rares de NEUROG3 développent encore des cellules bêta fonctionnelles. Cette connaissance est essentielle pour la régénération future des cellules bêta chez les personnes souffrant de diabète. »
Les chercheurs ont identifié des différences notables par rapport aux modèles murins. Les cellules bêta du porc expriment dès le stade embryonnaire le facteur de transcription MAFA, absent chez la souris. Ce facteur, essentiel à la production fonctionnelle d’insuline chez l’humain, régule la maturation finale des cellules bêta vers un phénotype sensible au glucose, une condition indispensable à la régulation de la glycémie. « Nos résultats montrent quels réseaux de régulation génétique sont stables sur le plan évolutif et lesquels sont spécifiques à une espèce », commente le Professeur Lickert. « Ce n’est que si nous connaissons ces différences que nous pourrons améliorer les modèles animaux de diabète afin qu’ils correspondent réellement aux humains. »
Outre les PEC, l’équipe a découvert chez le porc deux sous-types de cellules bêta présentant des programmes génétiques distincts. « Notre découverte de l’hétérogénéité précoce des cellules bêta est particulièrement pertinente : elle pourrait nous aider à comprendre pourquoi certaines cellules bêta survivent aux maladies et d’autres non », est convaincu le Professeur Lickert.
Ces travaux ouvrent des perspectives considérables pour la médecine régénérative. L’un des défis majeurs résidait jusqu’alors dans la capacité à produire en laboratoire des cellules bêta matures et fonctionnelles à partir de cellules souches. Les connaissances acquises grâce à cette comparaison évolutive du développement pancréatique devraient permettre une meilleure compréhension et un contrôle plus précis des programmes de développement, afin de générer des cellules productrices d’insuline viables pour de futures thérapies.
Le succès de cette étude repose également sur des collaborations de recherche de longue date. L’équipe dirigée par le Professeur Fabian Theis a su exploiter des ensembles de données complexes grâce à des méthodes d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle. La collaboration étroite avec le Professeur Eckhard Wolf et le Dr Elisabeth Kemter de l’université Ludwig Maximilian de Munich, partenaires associés au DZD, a été déterminante pour la mise en œuvre expérimentale de cette recherche pionnière.
Contacts scientifiques :
Prof. Dr Heiko Lickert
Institut de recherche sur le diabète et la régénération
Helmholtz Munich
Tél. : +49 89 3187 3760
heiko.Lickert@helmholtz-munich.de
Parution originale :
Yang K, et al : Une comparaison multimodale inter-espèces du développement du pancréas. *Nature Communications*, DOI : 10.1038/s41467-025-64774-4
Caractéristiques de ce communiqué de presse :
Journalistes, scientifiques, grand public
Biologie, médecine
National
Recherche/transfert de connaissances, résultats de recherche