On connaît le lien entre le dérèglement de notre horloge biologique et le développement de troubles métaboliques (obésité, diabète). Ainsi, travailler par quarts, de nuit, subir le décalage horaire lié à des déplacements fréquents ou encore rester exposé tard dans la nuit à la lumière artificielle sont autant de facteurs de risque de diabète. Ces chercheurs de de l'Université de Genève (UNIGE) se sont donc posé la question d’un contrôle possible du risque métabolique par la seule réinitialisation de nos horloges internes. Ces travaux, présentés dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine viennent confirmer un lien entre les perturbations des horloges circadiennes dans les cellules pancréatiques et le diabète de type 2 et suggèrent que corriger ces perturbations pourrait bien
Le système d'horloge circadienne permet aux organismes d'anticiper les changements d'heure et d’activité et de s'adapter à ces changements. Presque toutes les cellules de notre corps possèdent ces des horloges moléculaires qui régulent et synchronisent les fonctions métaboliques sur un cycle de 24 heures « jour-nuit ».
Oui, la réparation des horloges circadiennes peut rétablir la fonction des îlots pancréatiques
On ne compte plus les preuves des effets délétères sur notre santé des perturbations de nos horloges internes résultant de changements fréquents de fuseau horaire, d'horaires de travail irréguliers ou simplement du vieillissement. L’étude montre que ces perturbations semblent empêcher le bon fonctionnement des cellules de l'îlot pancréatique qui sécrètent l'insuline et le glucagon, les hormones qui régulent la glycémie.
La même équipe avait déjà montré que chez les rongeurs que la perturbation des horloges cellulaires pancréatiques conduit à une perturbation de la sécrétion de l'insuline et du glucagon, ce qui favorise le développement du diabète. Les scientifiques avaient également constaté in vitro, que les horloges des cellules pancréatiques d’humains diabétiques étaient artificiellement perturbées et que la sécrétion des hormones insuline et glucagon était compromise. Les chercheurs ont souhaité confirmer le lien.
Perturbation de l’horloge, perturbation des niveaux d’insuline et de glucagon : les chercheurs ont donc comparé des cellules pancréatiques de donneurs humains diabétiques de type 2 à celles de participants en bonne santé, et démontrent pour la première fois, que les cellules des îlots pancréatiques dérivées des donneurs humains diabétiques portent des oscillateurs circadiens dysfonctionnels. La perturbation de ces horloges apparaît concomitante à la perturbation de la sécrétion hormonale.
Réparer l’horloge c’est restaurer le fonctionnement des îlots : De plus, en utilisant une molécule modulatrice d'horloge (la nobiletine extraite de l'écorce de citron), les chercheurs ont réussi à réparer ces horloges cellulaires perturbées et à restaurer partiellement la fonction des cellules des îlots. A l'aide de techniques de microscopies avancée, les scientifiques ont pu suivre très précisément l'activité de l'horloge moléculaire dans les cellules vivantes et pu comparer le comportement des cellules pancréatiques de donneurs diabétiques de type 2 et ceux de sujets sains tout au long de la journée. Le constat est incontestable : les rythmes biologiques des cellules des îlots dans le diabète de type 2 présentent à la fois des amplitudes d'oscillations circadiennes réduites et une moindre capacité de synchronisation. La sécrétion hormonale n'est plus coordonnée.
« Tout serait donc dans le timing », écrivent les chercheurs dans leur communiqué : les cellules pancréatiques sont soumises au rythme du jeûne et de l'apport alimentaire, ainsi qu'à une régulation hormonale stricte. La dérégulation des horloges dans l'îlot pancréatique conduit à une fonction compromise : les îlots n'anticipent plus les signaux d'origine alimentaire. Cependant cette dérégulation peut être inversée : ici, avec une petite molécule modulatrice d'horloge, les chercheurs parviennent, à réinitialiser efficacement l'amplitude des oscillations dans les îlots humains et cette « remise à l’heure » induit une amélioration de la sécrétion d'insuline.
« C'est la première preuve de principe que la réparation des horloges circadiennes compromises peut aider à améliorer la fonction de la sécrétion de l'hormone des îlots pancréatiques ». Les chercheurs vont poursuivre les recherches in vivo sur ce mécanisme de réparation d'abord sur des modèles animaux. Ils espèrent d’ores et déjà pouvoir à terme apporter une solution innovante à ce problème métabolique épidémique lié en grande partie à nos nouveaux modes de vie.
Source : PNAS January 21, 2020 DOI : 10.1073/pnas.1916539117 In pancreatic islets from type 2 diabetes patients, the dampened circadian oscillators lead to reduced insulin and glucagon exocytosis
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