Marie Leroy L’exercice est bien connu pour aider les gens à perdre du poids et à éviter d’en prendre. Cependant, l’identification des mécanismes cellulaires qui sous-tendent ce processus s’est avérée difficile car de nombreuses cellules et tissus sont impliqués.
Dans une nouvelle étude sur des souris qui élargit la compréhension des chercheurs sur la façon dont l’exercice et l’alimentation affectent le corps. gènes et voies cellulaires qui sont modifiés par l’exercice ou un régime riche en graisses. Selon les chercheurs, les résultats pourraient offrir des cibles potentielles pour des médicaments qui pourraient aider à améliorer ou à imiter les bienfaits de l’exercice.
“Il est extrêmement significant de comprendre les mécanismes moléculaires qui sont à l’origine des effets bénéfiques de l’exercice et des effets néfastes d’un régime riche en graisses, afin que nous puissions comprendre comment nous pouvons intervenir et développer des médicaments qui imitent l’impact de l’exercice à travers plusieurs tissus », explique Manolis Kellis, professeur d’informatique au laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle (CSAIL) du MIT et membre du Wide Institute du MIT et de Harvard.
Les chercheurs ont étudié des souris ayant un régime alimentaire riche en graisses ou regular, qui étaient soit sédentaires, soit avaient la possibilité de faire de l’exercice quand elles le voulaient. En utilisant le séquençage d’ARN unicellulaire, les chercheurs ont répertorié les réponses de 53 types de cellules trouvées dans le muscle mass squelettique et deux types de tissu adipeux.
“L’un des points généraux que nous avons trouvés dans notre étude, qui est extrêmement clair, est la façon dont les régimes riches en graisses poussent toutes ces cellules et systèmes dans un sens, et l’exercice semble les pousser presque tous dans le sens opposé”, dit Kellis. “Il dit que l’exercice peut vraiment avoir un effet majeur sur tout le corps.”
Kellis et Laurie Goodyear, professeur de médecine à la Harvard Clinical College et chercheur principal au Joslin Diabetic issues Heart, sont les auteurs principaux de l’étude, qui paraît aujourd’hui dans la revue Mobile Metabolic rate. Jiekun Yang, chercheur au MIT CSAIL Maria Vamvini, enseignante en médecine au Joslin Diabetes Centre et Pasquale Nigro, professeur de médecine au Joslin Diabetic issues Heart, sont les principaux auteurs de l’article.
Les risques de l’obésité
L’obésité est un problème de santé croissant dans le monde. Aux États-Unis, plus de 40 % de la inhabitants est considérée comme obèse et près de 75 % est en surpoids. Le surpoids est un facteur de risque pour de nombreuses maladies, notamment les maladies cardiaques, le cancer, la maladie d’Alzheimer et même les maladies infectieuses telles que le Covid-19.
“L’obésité, avec le vieillissement, est un facteur mondial qui contribue à tous les elements de la santé humaine”, déclare Kellis.
Il y a plusieurs années, son laboratoire a réalisé une étude sur la région du gène FTO, qui a été fortement liée au risque d’obésité. Dans cette étude de 2015. soit des cellules stockant la graisse.
Cette découverte, qui a démontré une composante génétique claire de l’obésité, a motivé Kellis à commencer à examiner remark l’exercice, une intervention comportementale bien connue qui peut prévenir l’obésité, pourrait agir sur les adipocytes progéniteurs au niveau cellulaire.
Pour explorer cette problem, Kellis et ses collègues ont décidé d’effectuer un séquençage d’ARN unicellulaire de trois types de tissus : le muscle squelettique, le tissu adipeux blanc viscéral (trouvé autour des organes internes, où il stocke la graisse) et le tissu adipeux blanc sous-cutané ( qui se trouve sous la peau et brûle principalement les graisses).
Ces tissus provenaient de souris de quatre groupes expérimentaux différents. Pendant trois semaines, deux groupes de souris ont été nourris soit avec un régime usual, soit avec un régime riche en graisses. Pendant les trois semaines suivantes, chacun de ces deux groupes a été divisé en un groupe sédentaire et un groupe d’exercice.
En analysant les tissus de ces souris, les chercheurs ont pu cataloguer de manière exhaustive les gènes activés ou supprimés par l’exercice dans 53 sorts de cellules différents.
Les chercheurs ont découvert que dans les trois types de tissus, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) semblaient contrôler bon nombre des effets induits par l’alimentation et l’exercice qu’ils ont observés. notamment les cellules graisseuses et les fibroblastes. Dans le tissu adipeux. tandis que l’exercice renversait cet effet.
En furthermore de favoriser le stockage des graisses, les chercheurs ont découvert qu’un régime riche en graisses stimulait également la sécrétion par les MSC de facteurs qui remodèlent la matrice extracellulaire (ECM) – un réseau de protéines et d’autres molécules qui entourent et soutiennent les cellules et les tissus du corps. Ce remodelage ECM aide à fournir une construction pour les cellules agrandies de stockage des graisses et crée également un environnement in addition inflammatoire.
“Alors que les adipocytes deviennent surchargés de lipides, il y a une quantité extrême de stress, et cela provoque une irritation de bas quality, qui est systémique et préservée pendant longtemps”, explique Kellis. “C’est l’un des facteurs qui contribue à de nombreux effets néfastes de l’obésité.”
Effets circadiens
Les chercheurs ont également découvert que les régimes riches en graisses et l’exercice avaient des effets opposés sur les voies cellulaires qui contrôlent les rythmes circadiens – les cycles de 24 heures qui régissent de nombreuses fonctions, du sommeil à la température corporelle, à la libération d’hormones et à la digestion. L’étude a révélé que l’exercice stimule l’expression des gènes qui régulent ces rythmes, tandis qu’un régime riche en graisses les supprime.
“De nombreuses études ont montré que le moment où vous mangez pendant la journée est extrêmement critical dans la façon dont vous absorbez les calories”, déclare Kellis. “La connexion du rythme circadien est très importante et montre comment l’obésité et l’exercice ont en fait un influence direct sur ce rythme circadien dans les organes périphériques, qui pourraient agir de manière systémique sur les horloges distales et réguler les fonctions et l’immunité des cellules souches.”
Les chercheurs ont ensuite comparé leurs résultats à une foundation de données de gènes humains qui ont été liés à des traits métaboliques. Ils ont découvert que deux des gènes du rythme circadien qu’ils ont identifiés dans cette étude, connus sous le nom de DBP et CDKN1A, ont des variantes génétiques qui ont été associées à un risque as well as élevé d’obésité chez l’homme.
“Ces résultats nous aident à voir les valeurs translationnelles de ces cibles et remark nous pourrions potentiellement cibler des processus biologiques spécifiques dans des forms de cellules spécifiques”, déclare Yang.
Les chercheurs analysent actuellement des échantillons de tissus de l’intestin grêle, du foie et du cerveau des souris dans cette étude, afin d’explorer les effets de l’exercice et des régimes riches en graisses sur ces tissus. Ils mènent également des travaux avec des volontaires humains pour prélever du sang et des biopsies et étudier les similitudes et les différences entre la physiologie humaine et celle de la souris. Ils espèrent que leurs découvertes aideront les développeurs de médicaments à concevoir des médicaments qui pourraient imiter certains des effets bénéfiques de l’exercice.
“Le concept pour tout le monde devrait être, mangez sainement et faites de l’exercice si feasible”, déclare Kellis. “Pour ceux pour qui cela n’est pas achievable, en raison d’un faible accès à des aliments sains. ou simplement du manque de temps pour avoir une alimentation saine ou un method de vie sain, ce que dit cette étude est que nous avons maintenant une meilleure maîtrise des voies.”
La recherche a été financée par les National Institutes of Health et le Novo Nordisk Investigate Middle de Seattle.
