Nouveaux indices sur la façon dont les graisses brûlent les calories

En termes de contrôle du diabète et de l'obésité, il est facile de considérer la graisse comme l'ennemi. Mais il existe un type de graisse qui brûle des calories, produit de la chaleur et abaisse la glycémie. Maintenant, une nouvelle étude a découvert une molécule qui aide à réguler l'activité de combustion d'énergie de ces cellules graisseuses thermogéniques. Comprendre les réactions chimiques à l'intérieur de ces cellules graisseuses pourrait fournir de nouvelles pistes pour le traitement de maladies telles que le diabète et l'obésité.

Les cellules graisseuses thermogéniques génèrent de la chaleur et sont particulièrement importantes pour les bébés, les aidant à rester au chaud. Les adultes en ont aussi, tout comme les souris, ce qui est utile pour les étudier en laboratoire. À l'intérieur des cellules graisseuses thermogéniques, de minuscules structures appelées mitochondries exécutent les réactions de production de chaleur. Les chercheurs savent qu'une enzyme appelée UCP1 agit comme une porte dans la membrane des mitochondries, permettant aux protons de circuler à l'intérieur lorsqu'elle est activée. Le flux de protons se précipitant à travers l'enzyme UCP1 est la façon dont les cellules graisseuses thermogéniques génèrent principalement de la chaleur.

Dans une étude publiée dans Science Advances, les étudiants diplômés Alek Peterlin et Jordan Johnson, en collaboration avec l'auteur principal Katsu Funai, PhD, professeur agrégé au Département de nutrition et de physiologie intégrative de l'Université de la santé de l'Utah, ont montré qu'une molécule appelée phosphatidyléthanolamine (PE ) aide à contrôler le flux d'ions à travers le canal UCP1. Premièrement, les chercheurs ont montré que lorsque les souris sont maintenues à des températures froides, la quantité de PE dans leurs cellules augmente. Lorsqu'ils sont maintenus au chaud, les niveaux de PE chutent. Ils ont également montré que les souris génétiquement modifiées pour produire moins de PE ne pouvaient plus générer de chaleur, même si elles avaient des quantités normales d'UCP1 entièrement fonctionnel. En d'autres termes, PE fonctionne comme un thermostat pour UCP1.

Pour comprendre comment PE et UCP1 interagissent, Peterlin a dû apprendre une technique hautement spécialisée appelée patch-clamping. Seuls quelques laboratoires dans le monde disposent de l'expertise et des équipements spécialisés nécessaires pour effectuer cette analyse sur les mitochondries. Heureusement, l'un d'eux était à l'Université de l'Utah.

"Vous avez besoin d'un microscope de haute technologie et d'une configuration d'électrodes", déclare Peterlin. "Il y a beaucoup d'électronique et beaucoup de compétences impliquées." Peterlin a travaillé en étroite collaboration avec Enrique Balderas, PhD, chercheur au laboratoire de Dipayan Chaudhuri, MD, PhD, au Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute. Les deux ont passé beaucoup de temps à perfectionner le protocole jusqu'à ce qu'ils soient en mesure de collecter des données cohérentes.

En bref, la technique fonctionne comme ceci. Les mitochondries ont une double membrane et UCP1 est contenu dans la membrane interne. Peterlin a donc dû d'abord extraire les mitochondries des cellules et retirer la membrane externe. Ensuite, il a fusionné une pipette avec une électrode à la membrane interne. "La pointe de la pipette fusionne avec la membrane mitochondriale interne de telle manière qu'elle a pénétré dans la partie interne, appelée matrice", explique-t-il. "Lorsqu'un courant électrique est appliqué, il mesure le nombre de protons entrant dans la matrice." Cela fournit une mesure directe précieuse de l'activité UCP1.

Comprendre le rôle de l'EP dans la régulation de l'activité UCP1 pourrait un jour aider à développer des tests ou même des interventions de santé pour les personnes obèses ou diabétiques. "Si nous pouvions faire une biopsie du tissu adipeux brun de [quelqu'un] et examiner la composition lipidique des membranes mitochondriales, nous aurions une indication de l'activité de l'UCP1", déclare Peterlin. "C'est intéressant parce que c'est quelque chose qui peut être changé, pas nécessairement avec des interventions génétiques, juste avec des changements de mode de vie."

- Caroline Seydel pour la santé de l'Université de l'Utah