Un déclencheur brûlant de graisse recentre la recherche sur l'obésité

Des scientifiques américains ont découvert un déclencheur biochimique qui active les cellules graisseuses brunes afin que le corps brûle des calories au lieu de les stocker. Ils suggèrent que cette découverte apporte un nouvel intérêt à la recherche pharmaceutique visant à lutter contre l'obésité.
Yuriy Kirichok, professeur agrégé de physiologie à l’Université de Californie à San Francisco (UCSF), et ses collègues écrivent sur leurs conclusions dans un article publié dans le numéro en ligne du 12 octobre de Cellule.
La graisse brune brûle des calories pour générer de la chaleur, contrairement à la graisse blanche, qui stocke des calories dans les dépôts trop évidents qui affligent le nombre croissant de personnes en surpoids ou obèses.
Il n'y a pas si longtemps, nous ne savions pas grand-chose de la graisse brune (également appelée tissu adipeux brun). Jusqu'à récemment, nous pensions que les seuls humains qui l'avaient étaient des bébés. Maintenant, nous savons que les adultes ont des quantités faibles mais importantes, dans différentes parties du corps.
Nous savons également que les basses températures activent la graisse brune pour générer de la chaleur à partir de l'énergie stockée dans les molécules de graisse (c'est pourquoi elle est plus abondante chez les animaux en hibernation tels que les ours et les petits mammifères exposés).
Dans leur article, Kirichok et ses collègues décrivent leur découverte d'un mécanisme biochimique dans la protéine UCP1 qui active la combustion des graisses dans les cellules BAT. (UCP1 est l'abréviation de découplage de la protéine 1).
Dans un communiqué de presse, Kirichok, titulaire de la chaire Jack D. and DeLoris Lange en physiologie des systèmes chez UCSF, suggère il est possible de développer une molécule médicamenteuse qui maintient l'interrupteur UCP1 en position "marche" pour augmenter la combustion des graisses dans le corps.
Cependant, nous sommes encore loin de savoir si une telle approche serait pratique pour le contrôle du poids.

Méthodes pour comprendre la combustion des graisses Aide à la recherche sur l'obésité

Kirichok dit que si UCP1 peut sembler être une bonne cible, les processus sous-jacents qu'un médicament pourrait déclencher pourraient être complexes.
Mais indépendamment de cela, il suggère que les méthodes développées et utilisées dans l'étude et les informations découvertes pourraient être très utiles pour explorer d'autres protéines importantes pour le métabolisme énergétique des cellules et en savoir plus sur la combustion des graisses.
"De faibles niveaux de graisse brune sont en corrélation avec l'obésité", explique Kirichok.
"Nous avons montré comment les acides gras se fixent directement sur UCP1 et l'aident à décomposer un potentiel électrique à travers les membranes mitochondriales, provoquant la combustion de la graisse par la cellule et la production de chaleur afin de régénérer ce potentiel."
Les cellules contiennent des mitochondries, minuscules centrales électriques qui convertissent l'énergie alimentaire en combustible cellulaire appelé ATP. Cela se produit par un mécanisme métabolique appelé phosphorylation oxydative, où l'énergie chimique provenant des acides gras crée une différence de tension à travers la membrane qui entoure les mitochondries. Ce "gradient de tension" fournit l'énergie nécessaire à la fabrication de l'ATP.
Si ce gradient de tension est court-circuité, l'énergie se dissipe, empêchant ainsi la production d'ATP et produit de la chaleur à la place. Et voici l'indice: UCP1 agit comme un court-circuit.
Les cellules graisseuses brunes sont remplies de mitochondries contenant de nombreuses molécules UCP1 intégrées dans leurs membranes. Le résultat est que les mitochondries dans les cellules graisseuses brunes ne produisent pas principalement de l'ATP mais génèrent de la chaleur.

Affiner une méthode appelée "Patch Clamping"

Pour examiner de plus près la manière dont UCP1 affecte les acides gras dans les mitochondries de la graisse brune, les chercheurs ont mis au point une méthode appelée "patch clamping" pour suivre les petits courants électriques. Cela leur a permis d'enregistrer l'activité électrique et les courants dans les mitochondries individuelles.

Bien que le rôle de dissipation de tension de UCP1 et la manière dont ce processus est activé par les acides gras à longue chaîne (LCFA) ont été connus pendant un certain temps, il était difficile de savoir comment les LCFA interagissaient avec UCP1 pour générer de la chaleur ( thermogenèse).
Grâce à leur méthode de clampage affinée, Kirichok et ses collègues ont pu suivre directement les variations du courant électrique à travers les membranes mitochondriales contenant UCP1 dans différentes conditions expérimentales et ainsi déduire la biochimie de ce qui se passait.
Dans leur article, ils concluent que UCP1 n'agit pas simplement comme un simple canal à travers lequel les ions chargés électriquement traversent: la protéine piège en fait les LCFA et les utilise pour "déplacer" les ions hydrogène chargés positivement (H +) dans les mitochondries..
Comme de plus en plus d'ions H + s'accumulent à l'intérieur des mitochondries, le potentiel électrique à travers sa membrane se dissipe. Cela déclenche des cycles supplémentaires de phosphorylation oxydative et de combustion des graisses pour restaurer le gradient de tension, générant ainsi de la chaleur.
Kirichok dit que lui et son équipe vont utiliser leur patch clamp raffiné pour mener d'autres investigations sur la façon dont les mitochondries contrôlent l'énergie et le métabolisme.
Écrit par Catharine Paddock PhD