Rôle du canal ionique mécanosensible Piezo1 dans la fonction du tissu adipeux brun et des adipocytes beiges

Il existe dans notre organisme deux grands types de cellules graisseuses appelées adipocytes : les adipocytes blancs qui stockent les graisses que nous mangeons et les adipocytes bruns et beiges qui brulent ces graisses. L’&ctivation de ces adipocytes bruleurs de graisse contribue au maintien de la température corporelle lors d’une exposition au froid et permet de dissiper l’excédent calorique après un repas. Ainsi favoriser la fonction de ces adipocytes bruleurs de graisse diminuerait la prise de poids. Nous avons récemment découvert que ces adipocytes bruns et beiges bruleurs de graisse expriment en grande quantité une protéine donc l’activation est contrôlée par des forces mécaniques. Cette protéine, appelée Piezo1, est dite mécano-sensible. L’objectif de ce projet est de déterminer si cette protéine mécano-sensible contrôle la capacité des adipocytes bruns et beiges à bruler des graisses lors de l’exposition au froid et après la prise d’un repas et si elle joue un rôle dans ces adipocytes pour moduler le développement de l’obésité induite par un régime riche en graisse.

L’ensemble des expériences décrites dans ce projet permettront de mieux comprendre le rôle de cette protéine mécano-sensible dans les mécanismes d’activation des adipocytes bruns et beiges bruleurs de graisse et ainsi pourrait permettre de proposer cette protéine comme une future cible pour des médicaments visant à augmenter la fonction et/ou le nombre de ces adipocytes bruleurs de graisse. Cela permettra de favoriser la dépense énergétique et de réduire la masse grasse et ainsi lutter contre l’obésité et ses complications métaboliques comme le diabète de type 2 ou les maladies cardiovasculaires.

Les souris seront soumises à un régime riche en lipides pendant 16 semaines. La masse maigre et la masse grasse sera mesurée sur des souris vigiles par un appareil à raisonnance magnetique nucléaire (RMN) qui est une procédure non invasive un peu comme un scanner, la mesure dure 1 min/souris. Les souris vigiles seront soumises à des prélèvements d’une goutte sang lors des tests de tolérance au glucose (GTT) ou à l’insuline (ITT) (0, 15, 30, 45, 60, 90 et 120 minutes). Cette goutte de sang est appliquée sur une bandelette qui est insérée dans un glucomètre pour mesurer la glycémie. Le GTT sera réalisé aprés 8 et 13 semaines de régimes. Le GTT et l’ITT seront espacés de 2 semaines. Pour les experiences à thermoneutralité, les souris seront hébergées à 30 °C pendant 4 semaines maximimum. Pour les expériences d’adaptation au froid par mesure de la température corporelle, les souris seront hébérgées à 5°C pendant 6h ou 10 jours et seront pour ces durées seules dans la cage afin d’éviter le comportement de thermorégulation sociale qui consiste au regroupement d’animaux les uns contre les autres afin de se réchauffer, comportement qui pourrait fausser les résultats de la mesure de la variation de température corporelle.

Une grille d’observation avec conduite à tenir a été mise en place pour détecter rapidement tous signes de souffrance et prendre les mesures appropriées. Les critères d’appréciation de la douleur sont ceux publiés par l’Office Vétérinaire Fédéral Suisse : « Classification rétrospective des expériences sur animaux selon leur degré de gravité (catégories de contrainte) » (800.116- 1.05), mis à jour en 2004. Les souris seront mises à mort si blessure grave, signes de souffrance et de stress (repli en boule, pelage négligé, maigreur), perte de poids > 20 % par rapport à la pesée précédente ou perte entre 10 et 20 % avec signe de souffrance. Lors des injections en intra-péritonéale répétées, les souris seront plus particulièrement surveillées pour repérer des irritations ou des zones d’infection aux zones d’injection. Pour les injections IP quotidiennes pendant 7 jours, nous alternerons les sites d’injection droite/gauche afin d’éviter de créer une zone inflammatoire au point d’injection. Lors de l’exposition au froid, les souris comme tous les homeothermes sont capables de mettre en jeux différents processus pour maintenir leur température corporelle. Nous surveillerons cependant ces souris plus particulièrment pour détecter tous signes d’hypothermie sévère comme une perte du réflexe de redressement, une prostration ou une léthargie. La température rectale sera mesurée et si inférieure à 32°C la souris sera mise à mort.

A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort pour récuperer des organes et du sang.

L’utilisation de souris se justifie par le fait que cette espèce a beaucoup d’adipocytes bruns et beiges bruleurs de graisse qui contribuent à la dépense énergétique et à la capacité d’adaptation au froid. Les souris sont donc un modèle de choix pour identifier de nouvelles protéines régulant la fonction de ces adipocytes et la dépense énergétique. Cette espèce est aussi très utilisée dans les études sur le développement de l’obésité et de ses complications métaboliques car lorsque les souris sont nourries avec un régime riche en lipide, elles deviennent obèse en 16-20 semaines. Ce temps relativement court par rapport à d’autres espèces permet d’étudier facilement l’impact de modifications génétiques ou de composés pharmacologiques sur l’obésité. L’obésité des souris est assez proche de celle de l’homme permettant de tirer des informations pertinentes pour l’obésité humaine. Enfin, la souris est l’espèce de mammifère de choix pour réaliser des modifications génétiques (surexpression ou invalidation d’une protéine, globale ou ciblée dans un tissu). Pour l’ensemble des procédures, nous utiliserons des souris males adultes dont l’age sera de 15-24 semaines selons les procedures.