Votre structure cellulaire cérébrale pourrait influencer le risque d'obésité

Les chercheurs qui étudient l’obésité ont découvert que les structures de type antenne sur les cellules du cerveau, qui font partie du circuit de la faim, semblent jouer un rôle clé dans la régulation de l’appétit.
Les scientifiques continuent d'explorer la génétique de l'obésité.

Le document d'étude, publié dans la revue Génétique de la nature, a souligné le rôle important que les structures de type antenne - ou cils primaires - peuvent jouer dans la signalisation cérébrale.

On pensait généralement que la majeure partie de la signalisation dans le cerveau provenait de structures appelées synapses.

"Nous construisons une compréhension unifiée de la génétique humaine de l'obésité", explique l'auteur principal Christian Vaisse, professeur au Centre du diabète de l'Université de Californie à San Francisco.

"Jusqu'à récemment", ajoute-t-il, "de nombreux chercheurs sur l'obésité avaient à peine entendu parler des cils primaires, mais cela va changer".

Le rôle de la génétique dans l'obésité

Aux États-Unis, l'obésité touche plus du tiers des adultes (soit 78,6 millions).

L'obésité est un grave problème de santé publique, notamment parce qu'elle est associée à une mauvaise santé mentale et à de nombreux autres problèmes médicaux graves. Il s’agit notamment des principales causes de décès aux États-Unis et dans le reste du monde, comme le diabète, les accidents vasculaires cérébraux, les maladies cardiaques et certains cancers.

Les principaux facteurs de l'épidémie d'obésité sont en grande partie non génétiques, tels que la combinaison d'un accès facile à une quantité illimitée d'aliments riches en calories et de «modes de vie de plus en plus sédentaires».

Cependant, toutes les personnes exposées à ces conditions environnementales ne deviennent pas obèses, ce qui suggère que la génétique joue également un rôle.

Dans la plupart des maladies dans lesquelles la génétique joue un rôle, la cause est due aux variations d'un certain nombre de gènes. Mais parfois, la cause peut être due à des variations d'un seul gène.

Circuit de la faim

Dans leur article, les chercheurs expliquent que la plupart des causes monogéniques de l'obésité sévère sont dues à des altérations géniques dans un circuit de la faim qui implique la leptine, une protéine de signalisation ou hormone libérée par les cellules graisseuses.

Le circuit est un réseau de cellules nerveuses, ou neurones, dans la zone hypothalamique du cerveau, qui aide à maintenir un poids stable en ajustant l'appétit et la consommation d'énergie en fonction des taux de leptine.

Des mutations dans le gène qui code pour la leptine ou dans les gènes impliqués dans la surveillance et la réponse à la protéine peuvent conduire à un échec de détection lorsque l'organisme contient une quantité suffisante de graisse. Cela peut se produire chez les souris et les humains, les obligeant à continuer à manger "comme s'ils étaient affamés".

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Dans des travaux antérieurs, le professeur Vaisse et ses collègues ont constaté que les mutations dans un gène impliqué dans le circuit de la faim chez la leptine - le gène du récepteur de la mélanocortine-4 (MC4R) - représentent 3 à 5% de tous les cas d'obésité grave chez l'homme. L'obésité sévère est définie comme ayant un indice de masse corporelle (IMC) supérieur à 40.

La protéine MC4R détecte des signaux chimiques dans un groupe spécial de neurones de l'hypothalamus, que l'on pense jouer un rôle important dans la réduction de l'appétit en réponse à des taux élevés de leptine.

Jusqu'à la nouvelle étude, les scientifiques ne savaient pas comment ce sous-ensemble de neurones hypothalamiques régule le contrôle de l'appétit.

Cils primaires liés à l'obésité

D'autres membres de l'équipe d'étude avaient également découvert que des variations rares des gènes affectant les cils primaires pouvaient entraîner des maladies presque toujours accompagnées d'obésité grave, comme les syndromes d'Alström et de Bardet-Biedl. Cependant, la façon dont les cils sont liés à l'obésité n'est pas claire.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont étudié les neurones hypothalamiques régulant l'appétit chez des souris normales et ont découvert que la protéine MC4R se concentrait dans leurs cils primaires.

Ils ont également constaté que les souris conçues pour avoir la version du gène liée à l'obésité sévère chez l'homme ne contenaient pas la protéine MC4R chez ces cils.

Ces découvertes ont amené l'équipe à se demander si ces cils primaires sur les neurones hypothalamiques constituaient le lieu principal de la fonction de régulation de l'appétit du circuit de la faim chez la leptine.

Des découvertes récentes ont révélé qu'une autre protéine appelée adénylyl cyclase 3 (ADCY3) est également liée à l'obésité et qu'elle se concentre également dans les cils primaires. ADCY3 est connu pour se connecter avec MC4R lorsqu'il envoie des signaux.

Principaux emplacements des signaux de régulation de l'appétit

Dans une autre série d'expériences, les chercheurs ont constaté que, après avoir bloqué ADCY3 chez les souris, les animaux augmentaient significativement leur consommation de nourriture et commençaient à devenir obèses.

Les chercheurs ont conclu qu'ADCY3 et MC4R travaillent ensemble dans les cils primaires des neurones détectant la leptine pour les aider à détecter une augmentation des taux de graisse corporelle, ce qui réduit l'appétit.

Une interférence génétique ou autre avec ces composants vitaux pourrait donc empêcher le corps d'appliquer le "frein d'urgence" au contrôle de l'appétit.

Cependant, les chercheurs soulignent qu'il reste beaucoup à apprendre sur le rôle des cils primaires dans la régulation de l'appétit, et il faudra probablement un certain temps avant que de nouveaux traitements basés sur ces connaissances deviennent disponibles.

"Cela excite les progrès réalisés dans ce domaine. Dans les années 90, nous nous demandions si l'obésité était génétique ou non. Il y a dix ans, nous découvrions que la plupart des facteurs de risque d'obésité affectaient le circuit de la leptine dans le cerveau". Vaisse

"Et maintenant, nous sommes sur le point de comprendre comment les défauts de cette structure subcellulaire spécifique d'un sous-ensemble particulier de neurones hypothalamiques entraînent la prise de poids et l'obésité."

Christian Vaisse