HORLOGE BIOLOGIQUE: La boîte noire de notre métabolisme – PNAS

Les rythmes circadiens ont une influence profonde sur notre équilibre métabolique, révèle cette étude de l'Université de Californie, qui a étudié plus de 600 composés métaboliques du foie. Ces résultats publiés dans l'édition du 19 mars des Comptes-rendus de l'Académie des Sciencesaméricaine (PNAS) confirment les associations déjà démontrées entre l'horloge biologique, son gène majeur, Clock, et l'obésité, l'hypercholestérolémie ou les maladies métaboliques comme le diabète.

En analysant des centaines de composés métaboliques présents dans le foie, les chercheurs du Centre Irvine pour l'épigénétique et le métabolisme de l'UC viennent de découvrir que les rythmes circadiens contrôlent une majeure partie de la production de ces blocs de construction clés que sont, entre autres composés, les acides aminés, les glucides et les lipides. Ces conclusions confirment de précédente études dont une étude publiée en janvier 2012 co-menée par des chercheurs de l'Imperial College et du CNRS, publiée dans Nature Genetics, qui montrait l'association entre notre horloge biologique et le diabète de type 2. D'autres études encore ont associé la perturbation des rythmes circadiens avec un risque plus élevé de diabète de type 2 et de maladies cardiaques.

60% des métabolites dépendent de l'horloge circadienne endogène : Ces scientifiques ont identifié plus de 600 métabolites du foie, des substances chimiques créées par le métabolisme qui protègent la santé et favorisent la croissance cellulaire. Ce taux de métabolites associés est beaucoup plus élevé que prévu, puisque seulement environ 15% de nos gènes sont régis par notre horloge biologique.

La perturbation de ces cycles peut sérieusement affecter la santé humaine : Les auteurs rappellent que les rythmes circadiens régissent les processus biologiques fondamentaux et physiologiques dans presque tous les organismes. Ils anticipent les changements environnementaux et permettent à certaines fonctions corporelles de s'adapter en fonction du moment de la journée.

Paolo Sassone-Corsi, auteur principal de l'étude et l'un des plus éminents experts au monde des rythmes circadiens, explique que les métabolites hépatiques révèlent comment l'horloge biologique - par l'intermédiaire du principal gène circadien, CLOCK, orchestre l'interaction entre les métabolites et les protéines de signalisation : «Métabolites et protéines de signalisation, comme les instruments d'un orchestre, doivent être parfaitement coordonnés, et c'est l'horloge biologique qui fournit cette orchestration ». Ses résultats expliquent les associations déjà identifiées avec l'obésité, l'hypercholestérolémie et les maladies métaboliques comme le diabète. « Ce mécanisme a de profondes implications sur la maladie humaine et le vieillissement et est essentiel pour un bon métabolisme », ajoute-t-il.

Des implications sur nos modes de consommation : «En identifiant la relation entre les métabolites et l'horloge biologique, nous avons franchi une première étape vers une meilleure compréhension de la façon dont les nutriments interagissent avec notre métabolisme et apporté aux autres chercheurs une nouvelle opportunité de redéfinir les meilleurs moments pour tirer le maximum d'avantages des aliments et des médicaments que nous consommons», ajoute le co-auteur, Kristin Eckel-Mahan.

CircadiOmics, une base web de toutes ces données sur les profils détaillés des métabolites et des gènes du foie a pu ainsi être constituée. « Avec CircadiOmics, nous pouvons générer la première carte complète du métabolome du foie et de ses rythmes circadiens ».

Sources: PNAS 2012; published ahead of print March 19, 2012, doi:10.1073/pnas.1118726109 “Coordination of the transcriptome and metabolome by the circadian clock” et via UC Circadian rhythms have profound influence on metabolic output (Visuel INSV)

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