Diabète de type 1 : résultats prometteurs d’un prototype de "pancréas bionique bihormonal"

Une pompe à insuline couplée à une pompe à glucagon, un boîtier de mesure et un IPhone
Ce dispositif comporte 2 boîtiers en sus de la pompe à insuline (qui délivre de petites doses sous-cutanées d'insuline en fonction d'un schéma programmable et modifiable) : l'un délivre du glucagon sous-cutané (hormone hyperglycémiante) et le deuxième ("G4 Platinum continuous glucose monitor") mesure la glycémie en continu ou presque (contrôle toutes les 5 minutes).
 
Ces 3 boîtiers sont connectables à un IPhone 4S, ce qui va permettre d'afficher en permanence la glycémie et d'ajuster l'administration des doses d'insuline et de glucagon.
 
Ce dispositif permet aussi, via l'IPhone, de typer les repas (petit déjeuner, déjeuner ou diner) et d'indiquer leurs caractéristiques -"typique", "plus que d'habitude", "moins que d'habitude" ou une "bouchée seulement", ce qui va influer sur les bolus d'insuline délivrés.
 
Ce dispositif fonctionne donc de manière automatique, y compris pour corriger une hypoglycémie (grâce au glucagon), contrairement à la pompe à insuline seule couplée à un boîtier de mesure de la glycémie, d'où le nom choisi de "pancréas bionique".
 
Méthodologie de l'étude : comparaison pendant 5 jours de l'efficacité du contrôle glycémique avec les deux dispositifs
Cette étude randomisée, en "cross over" (administration de traitements, expérimentaux ou non, dans un ordre déterminé ou au hasard), a été effectuée auprès de 20 adultes et de 32 adolescents âgés de 12 à 21 ans. Tous les patients étaient diabétiques de type 1 depuis au moins une année et sous pompe à insuline. Ils ont d'abord été évalués sous pompe seule, puis sous "pancréas bionique".

Lorsqu'ils étaient sous pompe à insuline seule (période "contrôle"), les patients sont restés 5 jours à domicile, ont pratiqué des activités courantes et pouvaient aller au restaurant, mais sans boire trop d'alcool. Une liste d'aliments autorisés leur était délivrée. Les épisodes d'hypoglycémie étaient consignés ainsi que les prises de sucre. Le sport était permis. Pour ceux qui portaient déjà un G4 Platinum continuous glucose monitor, les alarmes étaient désactivés et les niveaux de glycémie masqués.

Lorsqu'ils ont été équipés des boîtiers du pancréas "bionique" (groupe "bionique"), également pendant 5 jours, ils ont pu sortir de chez eux, manger quand ils le désiraient et ce qu'ils préféraient, avec mention particulière pour les restaurants, mais toujours en limitant la prise d'alcool.

L'évaluation de l'efficacité s'est faite sur le contrôle glycémique (glycémie évaluée toutes les 2 heures) et le pourcentage de temps passé en hypoglycémie (< 70 mg/dL). Les critères d'évaluation secondaire étaient le nombre d'intervention pour "resucrage" en raison de la survenue d'hypoglycémie, la glycémie moyenne sur 5 jours, le temps passé dans les limites de la normale ainsi que la fraction de patients ayant une glycémie dans les zones thérapeutiques (entre 70 et 180 mg/dL), zones diminuant les risques de survenue de complications.

Un meilleur contrôle glycémique avec le "pancréas bionique bihormonal"
Lors de la période "pancréas bionique", la glycémie moyenne constatée sur 5 jours était de 138 mg/dL et le temps passé en hypoglycémie était de 4,8 %.  Après une journée (nécessaire pour le calibrage du dispositif), la glycémie moyenne (sur 4 jours donc) était de 133 mg/dL, significativement plus faible que celle constatée sous pompe à insuline seule (159 mg/dL, p < 0.001).
 
Les épisodes d'hypoglycémie étaient également moins fréquents dans la période "bionique" sur 4 jours (4,1 % du temps) que lors de la période "contrôle" (7.3%, p < 0.01).
 
Le temps moyen où la glycémie était bien contrôlée (entre 70 et 180 mg/dL) était plus élevé avec le "pancréas bionique" (79,5 % vs 58,8 %, p < 0.001). Le temps passé avec une glycémie en dessous de 60 mg/dL (franche hypoglycémie) était également plus faible (1,5 % vs 3,7 %, p < 0.02)
 
Les auteurs ont retrouvé les mêmes résultats chez les adolescents, avec une glycémie moyenne plus basse avec le pancréas bionique (138 mg/dL vs 157 mg/dL, p < 0.004). La fréquence des interventions pour hypoglycémie parmi les adolescents (resucrage) était plus faible pendant la période pancréas bionique que pendant la période de contrôle sous pompe.
 
Limites de cette étude
Plusieurs limites méthodologiques et médicales viennent tempérer l'interprétation des résultats de cette étude :
- Une consommation modérée d'alcool était autorisée chez les adultes sous pancréas "bionique",mais une consommation plus importante d'alcool êut compromettre l'effet du glucagon.
- Les resucrages ont pu être donnés plus fréquemment ou plus tôt que dans la "vraie vie" en raison d'une surveillance très rapprochée.
- Des problèmes techniques (connexion au réseau sans fil) du pancréas "bionique" ont conduit à des doses manquées d'insuline et de glucagon, responsables d'hypoglycémie.
- L'absence de recueil sur les nausées a empêché d'évaluer la tolérance du glucagon.
- Le pancréas "bionique" entraîne des risques d'hypoglycémie en présence de paracétamol, qui induit une surrestimation de la glycémie,
- Si le controle diabétique n'était pas bon sous pompe à insuline seule, le pancrés bionique va injecter davantage d'insuline (sans qu'il ne soit possible pour le moment d'en évaluer les conséquences, positives ou négatives).
- La sécurité à long terme des microdoses de glucagon n'est pas non plus connue à ce jour.
 
Des résultats très préliminaires, prometteurs, à confirmer par une étude de plus grande ampleur
Au-delà de ces limites, cette étude pilote a montré que comparativement à la pompe à insuline seule, l'ajout d'un dispositif pouvant délivrer du glucagon de manière automatisée couplé à un boîtier de mesure en continu pourrait nettement améliorer les glycémies moyennes et diminuer les épisodes d'hypoglycémie à la fois chez les adultes et les adolescents souffrant d'un diabète de type 1.
 
"La performance de notre système, à la fois chez les adultes et les adolescents, a dépassé nos attentes dans les conditions très difficiles du monde réel", a déclaré Ed Damiano, auteur principal de l'article, professeur agrégé de génie biomédical à l'Université de Boston et père d'un enfant diabétique de type 1 (tous deux en photo ci-contre). En attendant la mise au point de traitements "définitifs" du diabète de type 1, "une technologie complètement automatisée, qui peut constamment et sans relâche garder en bonne santé et l'abri du risque d'hypoglycémie, enlèverait un énorme fardeau émotionnel et pratique des épaules des personnes atteintes de diabète de type 1, y compris de mon enfant et de beaucoup d'autres", espère le Dr Daminao.  
 
Une nouvelle étude vient d'être lancée par la même équipe, cette fois-ci auprès de 40 patients et sur 11 jours. Elle permettra de confirmer, ou d'infirmer, ces résultats.
 
Les industriels de Boston vont également tenter de mettre au point un dispositif qui regroupera ces 3 boîtiers en un seul, avec une application de contrôle sur smartphone permettant une évaluation sans fil de son fonctionnement. Cela représenterait un pas supplémentaire vers le pancréas "artificiel" par rapport aux projets précédents (couplage d'une pompe à insuline à un boîtier de mesure et un dispositif automatisé d'ajustement des doses d'insuline).
 
En savoir plus :
Outpatient Glycemic Control with a Bionic Pancreas in Type 1 Diabetes. Russell SJ, El-Khatib FH, Sinha M, Magyar KL, McKeon K, Goergen LG, Balliro C, Hillard MA, Nathan DM, Damiano ER, N Engl J Med. 2014 Jun 15.
Bionic pancreas outperforms insulin pump in adults, youth, National Institute of Health (NIH), 15 juin 2014
Bionic Pancreas for Type 1 Diabetes, Dr. Francis Collins, blog du NIH, 24 juin 2014 (source des 2 photos de cet article)