Selon deux études menées par des chercheurs de Weill Cornell Medicine, la perturbation des horloges circadiennes, qui permettent au corps et à ses cellules de s’adapter au cycle jour-nuit de 24 heures, joue un rôle essentiel dans la prise de poids.
Une étude, publiée le 27 juin dans Cell Reports, révèle que le stress causé par l’administration chronique d’hormones de stress glucocorticoïdes et la perturbation du cycle quotidien normal de libération déclenche un mécanisme de protection temporaire chez les souris. Ce mécanisme stimule la croissance des cellules adipeuses et la production d’insuline tout en réduisant les taux excessifs de sucre et de graisse dans le sang et le foie. La deuxième étude, publiée le 8 août dans les Proceedings of the National Academies of Sciences, montre que les précurseurs des cellules graisseuses s’engagent à devenir des cellules graisseuses pendant la période de repos des souris. Ces études suggèrent que le stress et d’autres facteurs qui déréglent les « horloges » du corps peuvent contribuer à la prise de poids et proposent de nouvelles approches thérapeutiques de l’obésité.
« De nombreuses forces s’opposent à un métabolisme sain lorsque le rythme circadien est perturbé », explique l’auteur principal des deux études, le Dr Mary Teruel, professeur associé de biochimie et membre du Gale and Ira Drukier Institute for Children’s Health de Weill Cornell Medicine. « Plus nous comprendrons, plus nous aurons de chances de pouvoir faire quelque chose à ce sujet ».
Dans la première étude, le Dr Teruel et ses collègues ont imité les effets perturbateurs de conditions telles que la maladie de Cushing ou le stress chronique sur les fluctuations quotidiennes habituelles des glucocorticoïdes, une catégorie d’hormones liées au stress. Pour ce faire, ils ont implanté sous la peau de souris des granules qui libèrent des glucocorticoïdes à un rythme constant pendant 21 jours et les ont comparées à des souris normales qui présentent des fluctuations quotidiennes normales. La quantité de graisse brune et blanche chez les souris ayant reçu les granules de glucocorticoïdes a doublé en 21 jours, et les niveaux d’insuline dans leur corps sont montés en flèche, même si les souris ont continué à suivre le même régime alimentaire sain que les souris normales.
« Si vous stressez les animaux au mauvais moment, cela a un effet dramatique », a déclaré le Dr Teruel. « Les souris ne mangent pas différemment, mais un grand changement dans le métabolisme entraîne une prise de poids ».
Étonnamment, ces perturbations métaboliques semblaient avoir un « effet protecteur » en maintenant les taux de sucre dans le sang à un niveau bas et en empêchant les graisses de s’accumuler dans le sang ou le foie. Lorsqu’ils ont retiré les granulés, les changements métaboliques se sont rapidement inversés.
« Cela montre que les animaux peuvent faire face à un stress chronique pendant un certain temps », a-t-elle déclaré.
Dans la deuxième étude, le Dr Teruel et ses collègues ont attaché une protéine fluorescente rouge à une protéine qui contrôle l’expression d’importants gènes de l’horloge circadienne et une protéine fluorescente jaune au récepteur gamma activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPARG), une protéine qui régule la production de cellules graisseuses. Ils ont utilisé ces deux marqueurs fluorescents pour suivre les fluctuations quotidiennes de l’expression des gènes PPARG et circadiens dans les précurseurs de cellules adipeuses de souris. Pendant la période de repos de la journée, ils ont constaté qu’une protéine circadienne appelée CCAAT enhancer binding protein alpha (CEBPA) provoque une augmentation rapide de la production de PPARG. Une fois que les niveaux de PPARG atteignent un certain seuil, les cellules précurseurs s’engagent à devenir des cellules graisseuses, un processus qui prend quelques jours pour se terminer.
« La décision de devenir une cellule graisseuse se produit rapidement en 4 heures. C’est comme un interrupteur », a-t-elle déclaré. « Cela ne se produit qu’à un certain moment de la journée ».
Le Dr Teruel et ses collègues cherchent maintenant à comprendre pourquoi la perturbation des rythmes quotidiens des glucocorticoïdes déclenche des changements métaboliques protecteurs temporaires. Ils veulent également savoir si un stress prolongé ou un régime riche en graisses rend ces changements permanents. Les résultats de ces études pourraient aider à déterminer combien de temps il est sûr de traiter les personnes avec des glucocorticoïdes pour des maladies comme l’asthme.
La recherche pourrait également conduire à la mise au point de médicaments qui aident à réinitialiser les rythmes circadiens chez les personnes obèses, comme alternative à des traitements plus invasifs comme la chirurgie bariatrique. On pourrait également envisager des thérapies ciblant la fenêtre de quatre heures pendant laquelle les précurseurs des cellules adipeuses s’engagent à devenir des cellules adipeuses afin de prévenir l’accumulation excessive de graisse.
Le Dr Teruel et ses collègues pensent également qu’il sera essentiel d’apprendre à synchroniser les horloges circadiennes cellulaire et principale du corps.
« Chaque cellule de notre corps a une horloge cellulaire intrinsèque, tout comme les cellules adipeuses, et nous avons une horloge maîtresse dans notre cerveau, qui contrôle la sécrétion d’hormones », a-t-elle déclaré. « Nous essayons de comprendre comment elles fonctionnent ensemble et comment nous pouvons les coordonner ».
Source :https://news.weill.cornell.edu/news/2022/08/circadian-clocks-play-a-key-role-in-fat-cell-growth