Le cerveau est influencé par divers signaux qui influencent les comportements alimentaires des individus et régulent l’équilibre énergétique de leur corps, par exemple en modifiant l’appétit et la dépense énergétique en réponse aux niveaux sanguins d’hormones métaboliques et de nutriments clés. Par conséquent, une variation génétique de ces signaux peut entraîner une faim extrême et l’obésité.

« Les personnes souffrant d’obésité et de diabète sont souvent stigmatisées pour avoir fait des choix alimentaires malsains. Alors que la consommation alimentaire est façonnée par de nombreux facteurs, notamment des forces sociales, démographiques, religieuses ou politiques, des études antérieures ont montré que des différences individuelles héréditaires contribuent à ce que nous mangeons, quand, pourquoi ou combien nous mangeons », explique le co-auteur principal, Jordi Merino, PhD, associé de recherche à l’unité Diabète et au centre de médecine génomique du MGH et instructeur en médecine à la Harvard Medical School. « Ces premières études commencent à identifier les régions du cerveau et les processus moléculaires qui influencent la prise alimentaire, mais peu de recherches ont été menées chez l’homme pour identifier les signatures moléculaires qui sous-tendent la susceptibilité variable au comportement de choix alimentaire. »

Pour fournir des informations, Merino et ses collègues ont effectué une analyse génétique et examiné la consommation alimentaire de 282 271 participants d’ascendance européenne provenant de la UK Biobank et du consortium CHARGE (Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology). Cette étude est la plus importante à ce jour à examiner les facteurs génétiques liés à la consommation alimentaire.

L’équipe a identifié 26 régions génétiques associées à une préférence accrue pour les aliments contenant plus de graisses, de protéines ou de glucides, et ces régions étaient enrichies en gènes exprimés dans le cerveau. « Les analyses informatiques en aval ont mis en évidence des sous-types spécifiques de neurones spécialisés répartis dans le système nerveux central qui réagissent aux protéines, aux graisses ou aux glucides et qui, lorsqu’ils sont activés, peuvent expliquer pourquoi les gens sont plus susceptibles de préférer les aliments ou les repas contenant une plus grande quantité de graisses, de protéines ou de glucides », explique M. Merino.

Les chercheurs ont également constaté que deux groupes principaux de variantes génétiques étaient associés différemment à l’obésité et aux maladies coronariennes. « L’analyse conjointe de la consommation de graisses, de protéines et de glucides, associée à des analyses de regroupement, a permis de définir des sous-ensembles plus homogènes de variantes génétiques caractérisées par des profils nutritionnels spécifiques et des signatures métaboliques différentes », explique la co-auteure principale, Chloé Sarnowski, PhD, instructrice de biostatistique à BUSPH au moment de l’étude, et aujourd’hui membre du corps enseignant de l’University of Texas Health Science Center à Houston.

La découverte de ces variantes génétiques peut être utilisée dans des analyses futures – telles que la randomisation mendélienne, une approche d’inférence causale – pour déterminer si la composition du régime alimentaire est liée de manière causale aux maladies métaboliques et autres. « Nous savons que la composition du régime alimentaire est liée aux maladies, mais le lien de causalité est plus difficile à prouver », explique Josée Dupuis, PhD, co-auteur principal, présidente et professeur au département de biostatistique de BUSPH. « Ces loci permettront de réaliser de futures analyses de randomisation mendélienne pour déterminer l’impact causal de l’alimentation sur le diabète de type 2, l’obésité et d’autres maladies métaboliques. »

Ces résultats permettront également de mieux comprendre, d’un point de vue biologique, pourquoi le comportement alimentaire diffère d’un individu à l’autre et pourraient fournir de nouvelles pistes pour la prévention et le traitement de l’obésité et d’autres maladies métaboliques. Nos résultats constituent un point de départ pour la recherche fonctionnelle qui pourrait contribuer à la découverte de nouvelles cibles moléculaires et de nouveaux médicaments », déclare le co-auteur principal Hassan Dashti, PhD, instructeur au département d’anesthésie, de soins intensifs et de médecine de la douleur du MGH et instructeur d’anesthésie à la Harvard Medical School. « Nos résultats pourraient également aider à identifier les personnes plus susceptibles de suivre des recommandations alimentaires spécifiques pour la prévention de l’obésité ou du diabète. Par exemple, si une personne a une plus grande susceptibilité génétique à préférer les aliments gras, cette information peut être utilisée pour aider cette personne à choisir des aliments contenant une plus grande quantité de graisses saines plutôt que de recommander d’autres approches diététiques qui pourraient compromettre l’adhésion à ces interventions. »