Une équipe du Centre national de recherche cardiovasculaire (CNIC), dirigée par le professeur Miguel Ángel del Pozo Barriusoresponsable du groupe Mécanoadaptation et Biologie des Caveoles au CNIC, a identifié un mécanisme essentiel dans la cellules graisseuses (adipocytes) cela leur permet agrandir en toute sécurité pour stocker de l’énergie.
Ce processus prévient les dommages aux tissus et protège le corps des conséquences toxique d’accumulation de lipides dans des endroits inappropriés. Les résultats, publiés dans Revue Communication Naturereprésentent une avancée significative dans la compréhension des maladies métaboliques.
De plus, cette découverte ouvre la porte au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre les maladies liées à un excès énergétique chronique, telles que surpoids, obésité, lipodystrophie et syndrome métaboliqueainsi que ses graves complications cardiovasculaires et métaboliques.
Dans une société caractérisée par mode de vie sédentaire et régimes riches en caloriesle tissu adipeux joue un rôle crucial dans la santé métabolique. Les adipocytes ont la capacité de se développer énormément pour stocker de l’énergie sous forme de graisse, empêchant ainsi l’excès de lipides de s’accumuler dans des organes tels que le foie ou le parois des vaisseaux sanguins -surtout ceux du cœur et du cerveau-, où cela pourrait causer des dommages irréversibles.
Toutefois, cette démarche n’est pas sans risque. Une surcharge de graisse peut provoquer dégradation des adipocyteslibérant son contenu toxique et générer une inflammation et des altérations métaboliques. L’étude CNIC se concentre sur la façon dont les adipocytes s’adaptent à résister aux contraintes mécaniques dérivé de son expansion pour accueillir la graisse accumulée.
L’équipe a analysé le rôle de cavéolespetites invaginations de la membrane cellulaire qui agissent comme des capteurs et des amortisseurs de ces tensions. « Lorsque l’adipocyte accumule de la graisse et que sa surface est soumise à un stress plus important, les cavéoles s’aplatissent, libérant un ‘réservoir’ de membrane qui permet à la cellule de se développer sans se rompre. Lorsque les réserves de graisse diminuent, ces structures se regroupent pour réduire l’excès de membrane et restaurer les cellules. stabilité », explique Maria Aboy Pardalpremier auteur de la recherche.
Adipocytes (en haut) et cavéoles qui ne parviennent pas à s’aplatir et s’accumulent dans des adipocytes modifiés. CNIC
Les cavéoles : plus qu’un support structurel
En plus de protéger physiquement les adipocytes, les cavéoles jouent un rôle essentiel dans la coordination du métabolisme cellulaire. Au cours du processus d’expansion, détaille Del Pozo, « les composants moléculaires de ces structures se déplacent vers d’autres compartiments de la cellule, envoyer des signaux qui ajustent l’activité métabolique au niveau des réserves énergétiques. « Cette capacité fait des cavéoles des éléments clés du fonctionnement efficace des adipocytes. »
Cependant, lorsque ces structures manquent ou ne fonctionnent pas correctement, les adipocytes deviennent plus rigide, vulnérable à la casse et moins efficace dans l’accumulation d’énergie. Du coup, ajoute Aboy Pardal, « cela génère inflammation et la santé métabolique du corps est compromise. Ce phénomène est lié à des maladies telles que la lipodystrophie, une condition dans laquelle les patients sont incapable de former des dépôts graisseuxce qui entraîne de graves altérations métaboliques et cardiovasculaires.
De même, l’étude du CNIC met en avant le rôle d’une protéine clé, Cavéoline-1 (Cav1), en cours de réorganisation des cavéoles. Cette protéine doit être phosphorylé (chimiquement modifié) dans un acide aminé spécifique pour permettre aux cavéoles de aplatir de manière appropriée en réponse aux fluctuations du stress mécanique dans la membrane cellulaire.
Les chercheurs ont développé une souris transgénique exprimant une forme modifiée de Cav1 incapable d’être phosphorylée. Chez cette souris, c’est-à-dire lorsque la phosphorylation de Cav1 ne se produit pas, les adipocytes ne peuvent pas se développer correctement à la tension exercée par l’accumulation de graisse, qui impacte négativement sa capacité à stocker de l’énergie et à maintenir l’intégrité de la cellule.
La défaillance de ce mécanisme très basique conduit finalement à la lipodystrophie et à ses graves conséquences. Del Pozo conclut que « ces résultats nous permettent de mieux comprendre comment le tissu adipeux répond aux forces mécaniques associées à l’excès d’énergie. Dans un contexte d’obésité et de syndrome métabolique, ce mécanisme de protection est clé pour minimiser les dommages au corps« .
La recherche a bénéficié de la collaboration des unités de transgenèse, de technologie des cellules pluripotentes, de microscopie et d’histopathologie du CNIC. En outre, des chercheurs de l’Institut de science des matériaux de Madrid (ICMM, CSIC) ont collaboré ; Centre de recherche CIMUS sur la médecine moléculaire et les maladies chroniques ; CNIO ; Institut de Recherche Biomédicale « Sols-Morreale » ; et Centre de recherche biologique Margarita Salas –CSIC.