Morphogenetic plasticity of adult human islets of Langerhans in the context of the healthy and diabetic pancreas

As the limited utility of islet transplantation becomes established, interest turns to other means of restoring β-cell mass in diabetes. Specifically, reports suggest that the endogenous pancreas may be stimulated to regenerate β-cells, thereby restoring normoglycemia. However, the source of this regeneration is debated, with the islet proper proposed as a source, via replication or neogenesis. The mechanism is uncertain, given in vitro models of islet plasticity whereby islets can be induced to dedifferentiate, proliferate, and subsequently redifferentiate into functional endocrine tissue. We sought to examine the cells and signals involved in islet plasticity. Isolation stimulated the expression of TNFα in islets, whereas TNFα inhibition reduced apoptosis and improved β-cell function. Conversely, insulin secreted by islets improved islet survival. Thus, isolation induces the expression of both pro- and anti-apoptotic signals. Cultured islets produced EGF ligands that induced islet dedifferentiation. This effect was countered by TGFβ expression, which inhibited endocrine dedifferentiation. Thus it appears that within the context of this culture model, the major determinants of the differentiated state of the islet are signals provided by the islet itself. Cell tracking experiments were performed to identify the cells involved in islet dedifferentiation. Cultures of dedifferentiated islets were comprised primarily of two cell types: a cytokeratin+ epithelial population derived from α-, δ- and PP-cells, and a nestin+ fibroblast-like population derived from β-cells. While the origins of islet redifferentiation were not ascertained, the process appears to require the presence of β-cell-derived nestin+ cells. Islets from control and type 2 diabetic sources were compared, with islets from diabetic sources overexpressing nestin and vimentin, markers of β-cell dedifferentiation. Moreover, while cultures derived from diabetic donor tissue were equally capableAlors que l’on découvre les limites du succès de la transplantation d’ilots, l’intérêt se porte sur d’autres moyens de restaurer la masse de cellules β chez le diabétique. Plus spécifiquement, certaines études suggèrent que le pancréas endogène peut être stimulé afin de régénérer des cellules β et rétablir une glycémie normale. Toutefois, la source de cette régénération est débattue, les ilots eux-mêmes étant proposés comme en étant la source, via réplication ou néogénese. Si le mécanisme de cette régénération reste incertain, des modèles in vitro montrent la capacité des ilots à se dédifférencier, proliférer et se redifférencier à nouveaux en ilots fonctionnels. Nous avons examiné les cellules et signaux impliqués dans la plasticité des ilots.L’isolation stimule l’expression de TNFα dans les ilots, alors qu’il a été montré que l’inhibition de TNFα réduit l’apoptose et améliore la fonction de la cellule β. Réciproquement, l’insuline secrétée par les ilots améliore la survie des ilots. Ainsi, l’isolation induit l’expression à la fois de signaux pro- et anti-apoptotiques.Les ilots en culture produisent des ligands EGF qui induisent leur dédifférenciation. Cet effet est contrecarré par l’expression de TGFβ qui lui inhibe la dédifferenciation. Il apparaît donc que dans les contraintes de ce modèle, les déterminants majeurs de l’état différencié des ilots sont des signaux produits par l’ilot lui-même.Nous avons conduit des expériences de traçage cellulaire pour identifier les cellules impliquées dans la dédifférenciation des ilots. Nous avons montré que les cultures d’ilots dédifférenciés comprenaient principalement deux types cellulaires : une population de cellules épithéliales cytokératine+ dérivée des cellules α, δ et PP, et une population de cellules fibroblastiques nestine+ dérivée des cellules β. Alors que l’origine cellulaire de la redif