Des chercheurs du Centre NNF de Recherche Métabolique Fondamentale (CBMR) de l’Université de Copenhague (Danemark) démontrent désormais que la protéine SLC25A34, peu étudiée dans les mitochondries des cellules graisseuses, agit comme un interrupteur qui relie l’horloge biologique, la température et l’alimentation à la façon dont les cellules adipeuses stockent et dépensent l’énergie.
« Normalement, nous considérons l’horloge biologique, la réponse à la température et la réponse à l’alimentation comme des systèmes séparés. Un transporteur mitochondrial qui se régule selon l’heure du jour, la température et l’alimentation ouvre la porte à des thérapies qui modifient quand et comment le corps brûle du carburant. Cela représenterait une approche différente des traitements actuels pour l’obésité et le diabète », affirme l’auteur principal, le professeur associé Zach Gerhart-Hines du CBMR.
LA PROTÉINE AUGMENTE AVEC LE FROID
Ils ont commencé leur étude en recherchant, dans de larges ensembles de données, des protéines dans la graisse brune des souris qui répondaient à la fois à l’horloge biologique et au froid. Seulement deux ont franchi toutes les épreuves : UCP1, la protéine thermogénique la plus connue, et SLC25A34, un transporteur apparenté dont la fonction était inconnue. Chez des souris maintenues à une température agréable, la graisse brune contient moins de SLC25A34 que presque n’importe quel autre organe.
Mais après 24 heures dans le froid, ses niveaux ont augmenté de 90 fois, faisant de la graisse brune le tissu possédant la plus grande quantité de SLC25A34 dans l’organisme.
Pour comprendre comment le gène Slc25a34 est contrôlé, l’équipe a étudié des souris génétiquement modifiées pour être dépourvues de certaines protéines régulatrices. Ils ont découvert trois mécanismes de contrôle distincts, dont chacun répond à un signal différent. Une protéine de l’horloge biologique, REV-ERBα, le maintient éteint pendant le sommeil et le libère avant le réveil.
Le froid supprime ce frein à toute heure, modifiant le rythme circadien lorsque la chaleur supplémentaire est nécessaire. De plus, les graisses, issues des réserves du tissu lui-même ou de l’alimentation, activent le gène Slc25a34 par le biais d’une autre protéine, PPARα.
Paradoxalement, tant le jeûne, qui favorise l’utilisation des graisses, que l’insuline, l’hormone qui contribue à leur accumulation, augmentent les niveaux de SLC25A34. Cela signifie que les signaux pour brûler et stocker les graisses se transmettent via le même transporteur. Cependant, cela s’explique par le fait que la graisse brune active synthétise de nouvelles molécules de graisse pour ensuite les brûler, un cycle qui produit de la chaleur et élimine la graisse et le glucose du sang.
RÉSULTATS CHEZ LES SOURIS ET LES CELLULES HUMAINES
Le SLC25A34 semble maintenir ce cycle en mouvement en transportant une molécule appelée oxaloacétate de retour dans les mitochondries. Sans ce transporteur, les cellules de graisse brune brûlaient moins de carburant et, chez la souris, la capacité de brûler les graisses par le tissu était nettement plus faible. L’équipe n’a pas encore démontré directement que le transporteur transporte l’oxaloacétate, ni quelles seraient les conséquences de sa perte pour la santé à long terme.
L’inhibition du transporteur dans les cellules de graisse brune chez trois des QUATRE DONNEURS HUMAINS a également réduit leur dépense énergétique. Dans 24 études cliniques, les personnes présentant une plus grande quantité de SLC25A34 dans la graisse blanche sous-cutanée avaient tendance à être plus maigres et métaboliquement plus saines. Cela constitue une association et ne démontre pas la causalité.
« Beaucoup de ces transporteurs mitochondriaux n’ont pas encore de fonction connue. Celui-ci s’est avéré nécessaire à la fois pour la synthèse et la brûlure des graisses. Et nous commençons à peine à le découvrir : SLC25A34 est également fortement exprimé dans le cœur et est impliqué dans le métabolisme du cerveau et du foie, mais sa fonction dans ces organes demeure un mystère », affirme Iuliia Karavaeva, du CBMR et première autrice de l’étude.
