L’insuline

Qu’est-ce que l’insuline et à quoi sert-elle ?

L'insuline est une hormone produite de manière continue en petites quantités par le pancréas, plus précisément par les cellules bêta des îlots de Langerhans. Elle a pour rôle de réguler le taux de sucre dans le sang (la glycémie).

En effet, l’insuline permet au glucose (sucre) de pénétrer dans les cellules du corps. Ainsi, grâce à elle, le glucose en excès ne se trouve plus dans le sang, mais est transformé en énergie par les cellules. L’insuline peut aussi déclencher le stockage du glucose : dans le foie ou dans les muscles sous forme de glycogène, ou dans les tissus graisseux sous forme de lipides.

Suite à un repas, le sucre contenu dans les aliments ingérés fait que la glycémie augmente. Le pancréas produit alors plus d’insuline pour faire baisser la glycémie, jusqu’à retrouver un taux de sucre dans le sang qui soit sain.

Chez les personnes qui vivent avec un diabète, ce mécanisme de régulation de la glycémie est affecté :

Soit parce que l’organisme ne sécrète pas assez d’insuline : c’est le cas pour les personnes ayant un diabète de type 1.

Soit parce que l’insuline est bien produite par le pancréas, mais moins ; ou alors les cellules y sont devenues résistantes : c’est le cas pour les personnes ayant un diabète de type 2

De ce fait, les patient(e)s vivant avec un diabète de type 1, et certain(e)s patient(e)s avec un diabète de type 2, en fonction de leurs profils, ont besoin d’administrations quotidiennes d’insuline pour réguler leur glycémie. C’est ce qu’on appelle l’insulinothérapie. L’administration d’insuline s'effectue par injection sous-cutanée (sous la peau) avec un stylo à insuline, une seringue, ou une pompe à insuline.

Pour traiter le diabète de type 2, il est possible d’utiliser des médicaments qui permettent d’augmenter la production d’insuline, ou de diminuer la résistance des cellules.

L’histoire de la découverte de l'insuline

L’histoire de l’insuline, de sa découverte jusqu’à nos jours, est jalonnée de succès et d’avancées majeures pour la santé des personnes ayant un diabète. 

Si l’on trouve des textes évoquant le diabète dès la Grèce Antique, la découverte de son traitement, l’insuline, n’a eu lieu qu’au XXe siècle ! Difficile d’y croire, mais avant cela, les personnes qui vivaient avec un diabète n’avaient que la mise en place d’une diète sévère comme option de traitement. Cette diète très hypocalorique (450 Kcal), à base de protéines et ne contenant presque pas de glucides, est connue sous le nom du « jeûne de Allen » (de Frederick Allen), ou « diète de survie ». Toutefois, ce régime « excessif » leur permettait de ne gagner que quelques mois ou années de survie post-diagnostic…

Avec la découverte de l’insuline, la recherche sur le diabète a pris son plus grand virage. Mais, il a fallu au préalable de nombreuses années d’exploration, et une succession de découvertes scientifiques pour mettre au jour cette hormone sécrétée par le pancréas. Frederick Grant Banting, un chirurgien canadien, en collaboration avec Charles Best, et le soutien de John Macleod puis de James Collip, ont émis une hypothèse qui a changé à tout jamais la vie des personnes vivant avec un diabète. Ils ont en effet supposé une fonction régulatrice du pancréas par la production d’une hormone spécifique.

En 1921, ils réussissent à isoler puis à administrer cet élément mystérieux issu des îlots de Langerhans du pancréas : l’insuline. Un an plus tard, le 11 janvier 1922, Leonard Thompson, 14 ans, devient le premier enfant dont le diabète de type 1 est traité par insuline. Une découverte qui vaudra au duo Banting et Macleod, de recevoir le prix Nobel de physiologie (ou médecine) en 1923.

Les premières insulines étaient issues des pancréas de bœuf ou de porc qui sont très proches de l’insuline humaine. La production d’insuline animale en quantité industrielle est donc lancée en 1923. Les objectifs des chercheurs sont alors de purifier le produit à la fois pour le rendre plus efficace mais également pour éviter certaines réactions allergiques.

En 1935, Hans Christian Hagedorn ajoute de la protamine qui, combinée à l’effet retard du zinc, est à l’origine de la première insuline lente ! Cette nouvelle insuline est nommée IPZ pour Insuline Protamine Zinc. Onze ans plus tard, des chercheurs danois ont mis au point une insuline au PH neutre d’action intermédiaire : la « Neutral Protamine Hagedorn » ou NPH, toujours utilisée aujourd’hui.

Ce n’est qu’en 1955 que Frederick Sanger, un biochimiste anglais, décrit précisément la structure chimique de la molécule d’insuline, mettant en lumière les différences entre l’insuline humaine et l’insuline d’origine animale. Cette dernière découverte lancera la production d’insuline de synthèse à travers le monde

Les laboratoires Eli Lilly réussissent pour la première fois, en 1978, le clonage du gène humain de l’insuline. Cette étape fondamentale va ainsi ouvrir la voie à la fabrication d’insuline par génie génétique. La production industrielle d’insuline humaine devient alors possible, une révolution ! C’est également dans les années 80 que la première pompe à insuline a été mise au point.

Depuis, l’évolution des traitements a été fulgurante avec la création de nouvelles insulines, les analogues, présentant des vitesses (rapides, intermédiaires ou lentes) et des durées d’action et de concentration différentes afin de pouvoir adapter au mieux le traitement.

Et, dans le diabète de type 2, il existe plusieurs sortes de traitements médicamenteux (ou antidiabétiques oraux) qui ont un mode d’action différent :

• Les insulino-sécréteurs qui amènent le pancréas à sécréter de l’insuline.de Langerhans par l’étudiant allemand Paul Langerhans.
• Les insulino-sensibilisateurs qui favorisent l’action de l’insuline.

En moins d’un siècle, des progrès considérables ont été réalisés, notamment au niveau technologique, avec le développement d’outils de mesure en continu du glucose (MCG) et de système de pancréas artificiel rendant l’insulinothérapie moins contraignante. Et, les progrès dans ce domaine ne sont pas prêts de s’arrêter avec, notamment, la greffe d’îlots de Langerhans. À suivre…

Les différents types d'insuline

De nos jours, il existe deux catégories d'insuline injectables, toutes deux fabriquées en laboratoires, pour le traitement du diabète :

Les insulines dites humaines, qui sont comparables à l'hormone sécrétée naturellement par le pancréas. Elles sont de moins en moins utilisées.

Les analogues de l'insuline, qui ont une structure moléculaire très proche, mais différente de celle de l'insuline humaine. En modifiant cette structure, on peut maîtriser leur rapidité d'action et leur durée d'action. Ces analogues d’insuline sont aujourd'hui les plus couramment prescrits

Que ce soit les insulines dites humaines ou les analogues de l’insuline, on distingue différents types d’insuline selon leurs délais et durées d'actions.

Les insulines rapides : injectées avant le repas, elles agissent dans un délai de 10 à 30 minutes et ont une durée d'action de 2 à 5 h. Les insulines rapides permettent au patient de gagner en flexibilité par rapport à la gestion de ses repas (répartition dans le temps, quantité) et présentent donc un avantage considérable dans l'amélioration de la qualité de vie.

Les insulines lentes : il s'agit des analogues d’insulines à action prolongée, utilisées comme des insulines « basal ». Indépendantes des repas, leur action débute 1 à 1h30 après l’injection et peut durer jusqu'à 24h en fonction de la dose et du type du diabète. Au sein de cette catégorie, figurent également les insulines intermédiaires dont le délai d'action est de 1 à 3h pour une durée d'action pouvant aller jusqu'à 18h.

Les insulines mélangées d’action intermédiaire : en plus des deux types d’insuline cités précédemment, les patient(e)s peuvent utiliser des injections d'insulines biphasiques qui sont des insulines pré-mélangées constituées d'un pourcentage défini d'une insuline lente ou intermédiaire et d'une insuline rapide.

Le choix du type d’insuline pour traiter le diabète dépend de plusieurs facteurs propres à chaque patient(e).

Peut-on imaginer une forme d'insuline non injectable ?

Actuellement, d'autres formes d'insuline sont étudiées afin de proposer aux patient(e)s des alternatives à l’administration d’insuline par injection, telles que des formes inhalées (en spray) ou orales (en comprimé à avaler).

Le développement des formes orales d'insuline présente bien des avantages pour le patient. Cependant, les chercheurs et les industriels rencontrent des difficultés pour mettre en place ce mode d'administration d'insuline. En effet, il faut trouver le moyen de protéger l'insuline sous forme de comprimé de la dégradation dans l'estomac et l'intestin avant d'atteindre le foie.

Depuis plusieurs années, de nombreuses équipes de recherche explorent plusieurs pistes. L’une d’entre elles consiste à développer des nanoparticules d'insuline protégées par double encapsulation. Testé chez des modèles d’animaux atteints de diabète, ce système de protection a montré son efficacité et a permis d'obtenir un effet sur le contrôle de la glycémie, semblable à celui obtenu par l'administration d'une insuline lente.

Ces résultats laissent supposer que le développement de l'insuline orale est possible, et les études se poursuivent pour évaluer l'efficacité et la tolérance de ces procédés chez les patient(e)s.

Sources :

Danne T & Bolinder J. New Insulins and Insulin Therapy. DTT. 2014;16(S1): S-34-S-43.tlas, 10th edition.

Maria Rotella C et al. Role of Insulin in the Type 2 Diabetes Therapy: Past, Present and Future. Int J Endocrinol Metab. 2013;11(3):137-144

Auberval N. Vers une nouvelle approche thérapeutique du diabète : l'administration de l'insuline par voie orale. CNRS.

AFF- Le traitement du diabète par l'insulinothérapie.

Laurence Levy-Dutel, ‎Jean-Jacques Altman, ‎Roxane Ducloux, Le grand livre du diabète: vivre avec le diabète à tout âge, Editions Eyrolles, 2012

Direction de la Prestation de Dinno santé.

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