Etude de l’expression de la SELENOT et effets du peptide PSELT dans la régulation périphérique et centrale de l’homéostasie énergétique au cours de l’obésité associée au diabète de type 2

La SELENOT est une nouvelle thiorédoxine impliquée dans le contrôle du stress du reticulum endoplasmique (RE) des cellules neuroendocrines. Elle est notamment impliquée dans la production de la proopiomélanocortine ou 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 du RE dans l’hypothalamus joue un rôle central dans la résistance à la leptine et le développement de l’obésité. Récemment, l’hypothèse selon laquelle le stress du RE dans l’hypothalamus est causalement lié à la résistance à la leptine et à l’obésité a été étayée par de nombreuses preuves expérimentales. En effet, lors d’un régime riche en graisses (high fat diet, HFD) chronique, les neurones hypothalamiques développent un stress du RE qui induit une résistance à la leptine et à l’insuline, et conduit à un gain de poids. L’effet anorexigène de l’alpha-MSH, peptide dérivé de la POMC, joue un rôle déterminant dans le contrôle de l’équilibre énergétique et du poids corporel. Ces données ont permis d’établir que le développement des neurones POMC et la maturation de la POMC en alpha-MSH sont altérés par le stress du RE qui est associé à l’obésité, entraînant une diminution de la production et de la sécrétion d’alpha-MSH, le régulateur central de l’homéostasie énergétique. Ces observations suggèrent que les neurones POMC pourraient être avantageusement ciblés pour le traitement des dysfonctionnements des neurohormones causés par le stress du RE et associés à l’obésité. L’identification d’un agent unique capable de cibler ce processus physiopathologique dans des tissus contrôlant le métabolisme tels que l’hypothalamus et le pancréas est un objectif majeur. Dans ce contexte, il est donc important d’étudier les variations de l’expression de la SELENOT dans l’hypothalamus de souris suite à un régime HF et de déterminer les effets du peptide en dérivant, le PSELT et quelques analogues (3 autres peptides analogues modifiés chimiquement pour supprimer, contrôle, ou améliorer l’activité) au cours de l’obésité et du diabète de type 2 associé car ces recherches pourraient ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de cette pathologie.

Ce projet permettra, pour la première fois, de répondre à la question de la régulation de l’expression hypothalamique de la SELENOT, nouvel acteur potentiel dans la régulation centrale et périphérique du métabolisme énergétique et de l’application thérapeutique du PSELT pour le traitement de l’obésité associée au diabète de type 2. Cette étude a l’avantage d’aborder, en parallèle, les effets du PSELT aussi bien en périphérie que dans le cerveau en condition physiologique et physiopathologique.

Les 4 procédures correspondant au test de sécrétion d’insuline, préparation d’explants, prélévements de tissus et biodistribution du PSELT) dureront 2-4 h (sécrétion d’insuline et biodistribution du PSELT). 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). L’implantation de mini-pompes Alzet sera effectuée sur souris anesthésiées et toutes les précautions d’usage seront suivies pour minimiser la douleur. Au total, l’intervention durera 10 min par souris. Les mini-pompes Alzet sont implantées pour des traitements d’un mois. Les traitements avec administration intrapéritonéale des peptides dureront environ 2 mois.

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 analyses d’expression de la SELENOT ne présentent pas de difficulté supplémentaire pour l’animal et le traitement par le peptide PSELT n’a pas montré d’effets indésirables ou de nuisancs chez la souris dans d’autres études antérieures de l’équipe. Par conséquent, nous n’attendons pas de manifestations particulières chez les animaux qui seront utilisés dans ces études.

Les souris utilisées pour les tests physiologiques seront maintenus en vie pour le suivi des analyses postérieures aux différents tests. A la fin de ces différents tests, ces animaux seront mis à mort. Les animaux prévus pour des prélévements d’organes ou de grande quantité de sang seront mis à mort.

Seule l’utilisation d’un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre de comprendre, de façon globale, les effets du PSELT dans la dérégulation 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. Des souris seront étudiées d’une part parce que les mécanismes de l’obésité et du diabète ont été largement étudiés chez cette espèce dont la physiologie présente certaines similitudes avec celle de l’homme et parce que des modèles transgéniques appropriés peuvent aisément être obtenus chez cette espèce. La souris présente plusieurs avantages en élévage: coût d’entretien réduit et forte performance en reproduction. Des souris adultes seront utilisées car nous souhaitons comprendre les mécanismes de l’obésité et du diabète chez le sujet adulte principalement.