Caractérisation du phénotype métabolique de la lignée de souris POMC-Cre:SELENOTfl/fl – Etude fonctionnelle du rôle de la SELENOT dans la régulation du métabolisme énergétique sous régime hyperlipidique

La SELENOT est une nouvelle protéine anti-oxydante impliquée dans le contrôle du stress des cellules neuroendocrines. Elle est notamment impliquée dans la production des hormones la pro-opiomélanocortine (POMC) et de l’insuline, suggérant que cette protéine anti-oxydante pourrait jouer un rôle dans le maintien de l’homéostasie énergétique et qu’un défaut de son activité pourrait contribuer au développement de l’obésité et ses comorbidités. En effet, il est maintenant bien établi que le cerveau obèse est stressé et que le stress cellulaire dans l’hypothalamus joue un rôle central dans la résistance à la leptine et le développement de l’obésité. Lors d’un régime riche en graisses (high fat diet, HFD) chronique, les neurones hypothalamiques développent un stress cellulaire qui induit une résistance à la leptine et à l’insuline, et conduit à un gain de poids. Les données récentes ont permis d’établir que le développement des neurones POMC et la maturation de la POMC sont altérés par le stress cellulaire qui est associé à l’obésité, entraînant une diminution de la production et de la sécrétion d’alpha-MSH dérivé de la POMC, le régulateur central de l’équilibre énergétique. Ces observations suggèrent que les neurones POMC hypothalamiques pourraient être avantageusement ciblés pour le traitement des dysfonctionnements des neurohormones causés par le stress du RE et associés à l’obésité.

L’obésité et le diabète de type 2 connaissent une progression significative et synchrone depuis 30 ans de sorte que la pandémie de « diabesity » actuellement observée au niveau mondial constitue un réel enjeu de santé publique. Des études récentes ont révélé que l’hypothalamus de sujets obèses est soumis à un stress oxydatif et inflammatoire permanent, suggérant que des facteurs de contrôle de ce stress pourraient être impliqués dans l’homéostasie énergétique et constituer des cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement de l’obésité associée au diabète de type 2. La SELENOT que nous avons mise en évidence pour ses fonctions protectrices des cellules sécrétrices présente plusieurs avanatges qui peuvent en faire une cible thérapeutique très intéressante pour combattre l’obésité et le diabète de type 2 qui lui est associé. En effet, la SELENOT réduit le stress du reticulium endoplasmique et le stress oxydant en général. Elle peut agir aussi bien au niveau central que dans des tissus périphériques impliqués dans le contrôle du métabolisme énergétique. Les études intégrées que nous projetons de réaliser avec les souris d’intérêt requièrent des analyses in vivo qui pourront déboucher sur des applications chez des patients atteints d’obésité et de diabète de type 2.

La perfusion intracardiaque durera environ 20 min par animal. Les injections intrapéritonéales dureront moins d’une minute par animal. Les tests de tolérance au glucose et à l’insuline dureront environ 1 h. Des prélévements de sang seront effectués à partir de la queue des animaux vigiles comme décrit dans les différentes procédures (10 maximum par animal sur une demi-journée, chacun des prélévements prendra moins d’une minute). Pour la mesure de la tolérance au glucose, les souris reçoivent une injection de glucose par voie intrapéritonéale. Après anesthésie, une goutte de sang est prélevée au niveau caudal et est déposée sur une bandelette glycémique pour la lecture de la glycémie. Pour la mesure de l’insulinosensibilité, le même type de méthode de mesure de la glycémie est effectué après administration d’insuline.

Le protocole de nutrition qui sera utilisé entraine un surpoids et une hyperglycémie chez la souris constituant un modèle d’obésité et de diabète de type 2 chez l’animal. Ce modèle est très largement utilisé dans la littérature scientifique. Les souris seront mises à jeun pendant une nuit, une procédure largement utilisée pour la mesure de la glycémie basale et de tolérance au glucose et qui est bien tolérée par l’animal qui récupère son poids normal au bout de quelques heures post-jeûne. Pour les mesures de prise de nourriture, les animaux sont placés individuellement dans des cages de vie normales avec sciure et enrichissement pendant toute la durée de l’expérimentation (jusqu’à 1 mois). L’éventuel stress relatif à l’individualisation des souris peut être évalué selon un barême de mal-être.

Toutes les souris seront mises à mort à la fin des expérimentations afin de prélever des organes.

Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre, de façon globale, le rôle physiologique de la SELENOT dans le contrôle de l’homéostasie énérgétique au cours de l’obésité associée au diabète de type 2 et d’établir des comparaisons pertinentes avec des données qui pourraient être obtenues chez l’homme. La souris présente de nombreux avantages pour l’élevage en animalerie : taille et coûts d’entretien réduits, fortes performances reproductives. De plus, la souris est un modèle animal largement utilisé pour les études physiopathologiques permettant une comparaison aisée de nos données avec celles d’autres équipes. Au cours de cette étude, la physiologie adulte sera étudiée. Les souris seront donc âgées d’au moins 8 semaines lors des expérimentations. Les protocoles seront mis en place chez des souris mâles et non chez des femelles pour nous affranchir de toutes variations dues aux modifications de sécrétion des hormones gonadiques au cours du cycle oestrien qui peuvent impacter significativement les résultats. L’utilisation de souris femellles nous obligerait à effectuer toutes les expériences à un stade précis de l’oestrus, ce qui complixiefirait lourdement l’étude et augmenterait fortement le nombre d’animaux.