Thèse soutenue de Laurence SALLE

Impact du phénotype du tissu adipeux dans la régulation de la sécrétion d’insuline chez des sujets sains et diabétiques de type 2

Contexte scientifique et problématique:
L’homéostasie métabolique est le résultat d’une coordination étroite entre de multiples organes. L’homéostasie du glucose passe par la sécrétion pancréatique d’insuline et son action sur les différents organes cibles. L’apparition d’un diabète de type 2 est le résultat à la fois d’un déficit d’insulinosécrétion et d’une insulinorésistance des tissus périphériques (foie, muscle, tissu adipeux…). Les phénonèmes de glucotoxicité et de lipotoxicité sur la cellule β pancréatique et sur les tissus insulinosensibles ont une place prépondérante dans la physiopathologie des atteintes métaboliques. Le tissu adipeux (TA) est non seulement un organe de stockage mais aussi un organe endocrine à part entière, capable de sécréter des adipokines, des hormones, des marqueurs de l’inflammation et des marqueurs du système immunitaire. Au-delà de la simple balance énergétique, des mécanismes comme l’inflammation et la libération d’adipokines ont une place prépondérante dans les complications métaboliques associées à l’obésité1. En réponse au surplus énergétique, le TA va subir une première phase d’expansion suivie par l’apparition dans un second temps, de complications cardio-métaboliques. Le TA dysfonctionnel va subir aussi des altérations structurelles sous la forme d’une fibrose et d’une hypertrophie adipocytaire2. Il apparait que les altérations de l’épigénome, en lien avec les facteurs de transcription et les corégulateurs, influencent la plasticité du tissu adipeux. L’expression des corépresseurs GPS2 (G protein pathway suppressor 2) et SMRT (silencing mediator of thyroid and retinoid receptor), significativement réduite dans le tissu adipeux de l’homme obèse est inversement corrélée au statut inflammatoire. En situation d’obésité, le défaut de fixation des corépresseurs sur les promoteurs inflammatoires expliquent l’augmentation de la transcription des facteurs inflammatoires 4. En réponse à un régime enrichi, la perte d’expression spécifique de GPS2 dans le TA chez la souris est responsable d’une hypertrophie adipocytaire, d’une inflammation et d’une dysfonction mitochondriale, par l’intermédiaire des voies de signalisation dépendantes du facteur de transcription HIF1A (hypoxia inductible factor 1A). Chez l’Homme comme chez la souris, l’expression de HIF1A est corrélée de façon négative à celle de GPS2. La taille adipocytaire va influencer le niveau d’expression de GPS2, les adipocytes hypertrophiques l’exprimant moins que les petits adipocytes.

Pour aller plus loin, il a été montré que le niveau d’expression de GPS2 dans le TA sous cutané chez l’homme est fortement corrélé avec la sécrétion d’insuline au cours du clamp euglycémique hyperinsulinémique (Drareni K, cell reports, 2020, in press). De façon associée, les souris ayant subi un KO spécifique dans le TA pour GPS2 développent une insulinorésistance et une intolérance au glucose en réponse au régime enrichi. Cette inadaptation de la cellule β pancréatique est liée au développement d’une inflammation locale et d’une apoptose β cellulaire. Nous avons donc la démonstration d’un dialogue inter-organe entre le tissu adipeux et l’ilôt pancréatique joue un rôle prépondérant la maintien d’un insulino-secretion adéquate.

Une étude récente menée sur le tissu adipeux fémoral d’une population asiatique a montré que 971 gènes étaient différentiellement exprimés entre les normoglycémiques et les diabétiques. La voie de signalisation HIF1A ainsi que les voies de signalisation de l’insuline étaient particulièrement impliquées.

Dans la présente étude, nous avons pour objectif d’identifier les profils d’expression du tissu adipeux et la méthylation de ADN des cellules sanguine de patients diabétiques, en surpoids (IMC entre 25 et 30kg/m2) ou obèses (IMC entre 30 et 35kg/m2), comparés à des contrôles euglycémiques avant et après clamp euglycémique hyperinsulinémique.

L’objectif est d’établir un lien entre le profil d’expression génique dans le tissu adipeux et la méthylation de L’ADN du sang avec la capacité de secréter de l’insuline. L’évaluation du remodelage du tissu adipeux suite à une injection d’insuline sera également étudiée.

Les échantillons sont issus de la population d’étude du protocole GLUCOSTRESS : Rôle du stress du réticulum endoplasmique dans la physiopathologie du diabète de type 2 (NCT02368704).

Objectifs:

Ojectectif principal:
Evaluer le profil d’expression des gènes dans le TA et le profil de methylation de l’ADN du sang chez les patients diabétiques de type II comparés aux sujets contrôles à jeun et en réponse à l’insuline.

Objectif secondaire:
Déterminer si le profil transcriptomique du TA est associé à une signature épigénétique de l’ADN des cellules circulantes et au débit sécrétoire de l’insuline.

Critères d’évaluation:

Critère d’évaluation principal :
Expression des gènes par séquençage des ARNs dans le tissu adipeux et évaluation du profil de la méthylation de l’ADN du le sang de patients diabétiques de type II comparés aux sujets contrôles, à jeun et en réponse à l’insuline

Critère d’évaluation scondaire :
Corrélation entre le profil transcriptomique du TA, le degré de méthylation de l’ADN et le débit sécrétoire de l’insuline.

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Mots clés : Diabetes mellitus, Transcriptome, Adipose tissue, Insulin secretion, Obesity.