Rythmes circadien (horloge biologique), diabète et obésité, la solution ?

Il y a quelques jours je me suis arrêté sur un article relatant la prise de poids par des souris (de laboratoire) quand elles se nourrissaient inconsidérément, c’est-à-dire quand elles étaient inactives, le plus souvent le jour, car les souris sont des animaux plutôt nocturnes. L’expérience avec du fructose sur ces mêmes souris, que j’avais relaté dans un précédent billet sur la mal-bouffe dans ce blog, accélérait encore cette prise de poids rendant ces souris plus rapidement obèses en jouant sur l’inhibition de la sensation de satiété.
Or le rythme naturel de la prise de nourriture est commandé par les périodes d’activité qui requièrent un apport en énergie pour l’organisme, du glucose pour le cerveau et toutes sortes d’autres nutriments pour le reste, et la baisse du taux de glucose dans le sang induit ce que l’on appelle la gluconéogénèse, c’est-à-dire la synthèse de glucose non plus à partir du glycogène stocké dans le foie pour un usage postérieur à la digestion, mais à partir de petits métabolites comme le pyruvate ou l’acétate issus entre autres des acides gras. Je passe sur les détails, mais ce processus est relativement couteux en énergie et ça peut se comprendre puisque le glucose est la principale source d’énergie dans l’organisme au niveau des cellules et sa synthèse est donc couteuse en énergie.
L’alternance entre les épisodes d’activité et d’inactivité est non seulement commandée par l’alternance jour-nuit mais par un mécanisme extraordinairement complexe qui régule le rythme circadien (l’horloge biologique) et par voie de conséquence régule également la faim et le stockage du glucose ou sa néo-synthèse dans le foie.
Or depuis plusieurs années on s’est aperçu qu’une perturbation de ce rythme circadien, artificiellement créé avec des souris mutantes dont le rythme est perturbé, non seulement pouvait favoriser une augmentation pathologique des triglycérides dans le sang qui se trouvent normalement à leur plus bas taux quand les souris sont en pleine activité (la nuit) et que l’obésité les guettait. Mais on n’avait pas trouvé de lien avec la gluconéogénèse pourtant liée très intimement à la régulation des acides gras (triglycérides) dans le sang circulant. Bref, même si on s’attendait un peu à une influence de notre horloge interne sur nos habitudes à se goinfrer à heures plus ou moins fixes, on ignorait l’influence de ce mécanisme sur le taux de glucose sanguin.

C’est ce que viennent de découvrir par hasard une équipe de biologistes de l’Université de Californie à San Diego en collaboration avec la Scripps Institution à La Jolla au nord de San Diego.
En utilisant un très astucieux protocole de screening de nouvelles molécules agissant sur le rythme circadien ou l’horloge biologique qui rythme toutes nos activités métaboliques y compris le sommeil. Ils ont utilisé des cellules humaines en culture qui avaient été modifiées afin de devenir luminescentes quand leur horloge biologique était active, c’est-à-dire pour résumer quand un pigment appelé cryptochrome était effectivement présent à l’intérieur des cellules en culture. Et bingo ! Une petite molécule provenant d’une banque de produits chimiques (120 000 produits différents) utilisée pour les screenings automatisés à grande échelle et grande vitesse « allumait » si l’on peut dire le rythme circadien plus de dix heures de plus que la normale puisque les cellules en culture restaient luminescentes plus longtemps que la normale. Maintenant qu’ils avaient découvert cette molécule relativement simple, ils ont poursuivi leurs études cette fois-ci sur des cellules hépatiques en culture et ont montré sans ambiguité qu’effectivement cette molécule inhibait la gluconéogénèse induite par le glucagon, l’hormone qui agit à l’inverse de l’insuline dans le processus de régulation du taux de glucose sanguin.

Comme l’a déclaré Steve Kay, le leader de cette étude, cette découverte ouvre la voie vers tellement d’applications thérapeutiques qu’il est difficile de toutes les imaginer à l’heure actuelle.

On distingue sur cette image du robot utilisé pour le screening haute fréquence un rectangle clair qui est une boite contenant 96 petits puits dans lesquels se trouvent les cellules en culture qui sera ensuite transférée dans un autre appareil de mesure de la luminescence.
Source : ucsdnews press release.

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