Wbiologiste lipidique poule Usha Acharya au National Cancer Institute (NCI) a bricolé les voies de dégradation des lipides dans Drosophile melanogasterelle a observé quelque chose d’intrigant. Le blocage d’une réaction biochimique a conduit à une accumulation de molécules lipidiques à des niveaux suffisamment élevés pour activer les réponses au stress chez les mouches. Malgré cela, les insectes ont survécu.
En explorant comment les mouches se sont adaptées à de telles conditions, Acharya a découvert des niveaux accrus d’une enzyme :CG8093– dans leurs tripes.1 Curieuse, l’équipe a décidé de creuser plus profondément et d’étudier l’enzyme, une lipase qui décompose les graisses.
Aujourd’hui, son équipe a identifié que la lipase est synthétisée dans l’intestin du Drosophile. En réponse aux aliments gras, il se déplace de l’intestin vers le cerveau. influencer la production d’insuline.2 Les résultats, publiés dans Communications naturellesdécrivent un lien moléculaire entre les graisses alimentaires et la sécrétion d’insuline dans le cerveau.
Vaha (vert) exprimé dans l’intestin de la mouche se déplace vers les cellules productrices d’insuline (rouge) dans le cerveau. Les noyaux cellulaires sont représentés en bleu.
Usha Acharya
« Nous savons qu’il y a beaucoup de peptides et d’hormones dans l’intestin qui sont libérés et que leur rôle principal est d’affecter la physiologie et le comportement », a déclaré Rencontrez Zandawalaun Drosophile neuroendocrinologue à l’Université du Nevada, Reno et à l’Université de Würzburg, qui n’a pas participé à l’étude. « Mais il s’agit d’une classe différente de molécules de signalisation. »
Pour étudier le CG8093, l’équipe d’Usha Acharya a généré une lignée de mouche qui exprimait une version marquée d’une protéine fluorescente verte de la molécule dans l’intestin. En utilisant la microscopie à fluorescence, ils ont suivi la molécule lumineuse jusqu’au cerveau, où elle était abondamment exprimée dans la pars intercerebralis, une région qui contient des cellules productrices d’insuline. Lorsque les chercheurs ont analysé les cartes d’expression génique du CG8093, ils ont observé des niveaux négligeables dans le cerveau et le système nerveux central par rapport à l’intestin, ce qui suggère que le CG8093 a été synthétisé dans l’intestin avant de pénétrer dans le cerveau.
La tradition de nommer Drosophile les gènes après leurs fonctions ont inspiré Usha Acharya à appeler l’enzyme Vaha. « Vaha est le mot sanskrit pour mouvement. »
Ces résultats indiquent que Vaha peut traverser la barrière hémato-encéphalique (BBB), a déclaré Kandahalli Venkataranganayaka Abhilashabiologiste des lipides dans l’équipe d’Acharya et co-auteur de l’étude. Le BBB permet uniquement à certaines molécules d’accéder au cerveau, dont l’une est particule de transfert lipidique (LTP)a-t-il ajouté.3 Lorsqu’ils ont détruit le gène codant pour la LTP, ils ont observé une réduction de l’accumulation de Vaha dans le cerveau, confirmant que la LTP facilite le mouvement de la lipase dans le cerveau.
Bien qu’ils aient identifié la diaphonie inter-organes, ce qui avait motivé la production et le transport de Vaha n’était pas immédiatement clair. L’intestin perçoit les informations alimentaires. L’équipe s’est donc demandée si les nutriments influençaient l’expression de la lipase dans l’intestin. Ils ont augmenté la teneur en graisses ou en glucose du régime alimentaire des mouches en ajoutant soit un peu huile de coco ou du saccharose à leur nourriture.4 Les mouches qui consommaient un régime riche en graisses présentaient une augmentation Vaha l’expression des gènes et la synthèse des protéines dans l’intestin, ainsi qu’une accumulation accrue de Vaha dans les cellules productrices d’insuline du cerveau.
En se concentrant sur ces cellules, les chercheurs ont cherché à comprendre comment Vaha affectait leur production de peptides. Suppression génétique de Vaha a entraîné une réduction de la sécrétion de peptide de type insuline dans le cerveau de la mouche.
Cela a eu des effets en aval, provoquant des niveaux élevés de glucose et de triglycérides, qui ont diminué lors de la supplémentation en Vaha des mouches. Le Vaha les mutants présentaient également des voies métaboliques altérées pour le glucose, caractéristique d’un physiopathologie diabétique.5
Les tests in vitro ont renforcé le rôle de la lipase en tant que médiateur clé de la signalisation de l’insuline. Les chercheurs ont découvert que Vaha décompose le diacylglycérol, un lipide contenant deux chaînes d’acides gras, en un monoacylglycérol, contenant une chaîne d’acides gras, et des acides gras libres. Lorsqu’ils ont ajouté ces lipides au régime alimentaire des mouches, ils ont observé une augmentation de la libération de peptide analogue à l’insuline dans le cerveau.
La découverte selon laquelle une lipase peut détecter des informations locales, se déplacer vers un autre organe et transmettre les informations nécessaires pour moduler une réponse est étonnante, a déclaré Jairaj Acharyabiologiste des lipides au NCI et co-auteur de l’article. L’équipe a été tellement surprise qu’une lipase se déplace de l’intestin de la mouche jusqu’au cerveau qu’elle a passé près de deux ans à valider cette observation. « Habituellement, en science, vous voyez de petites molécules se déplacer d’un organe à un autre pour effectuer cette communication », a déclaré Jairaj Acharya. « Mais dans ce cas-ci, il s’agit en réalité d’une protéine. »
Un tel lien de communication inter-organes entre l’intestin et le pancréas sécrétant de l’insuline existe probablement chez l’homme, a noté Zandawala. Il a ajouté que des travaux futurs pourraient déterminer si Vaha régule des hormones autres que l’insuline et déterminer si d’autres animaux ont un axe similaire.
Abhilasha a noté qu’ils conçoivent déjà des expériences utilisant des cellules bêta intestinales de souris et pancréatiques productrices d’insuline co-cultivées pour voir si l’intestin sécrète des molécules qui communiquent avec le pancréas.
À terme, l’équipe de recherche aimerait faire progresser ses expériences sur les organoïdes pour tester une diaphonie inter-organes, a déclaré Usha Acharya. « Mais cela nous prendra du temps. »
