Prix Projets de recherche Fonction des micro-ARN dans la régulation du système mélanocortinergique impliqué dans le contrôle de l'homéostasie glucidique

Année 2013
Auteur Lourdes Mounien
Centre de recherche Université d’Aix-Marseille
Thème Métabolisme
Type Projets de recherche

Le contrôle central de la balance énergétique implique un réseau neuronal fortement régulé et distribué au niveau de l’hypothalamus et du complexe vagal dorsal (CVD). Des dysfonctionnements de ce réseau neuronal conduisent à des désordres métaboliques (diabète ou obésité). Au sein de ces structures, les neurones exprimant la pro-opiomélanocortine (POMC) jouent un rôle prépondérant dans la détection du glucose circulant et de facteurs de satiété comme la leptine. Les miARN sont des ARN non codant de 22 à 26 nucléotides qui régulent l’expression des gènes par appariement spécifique avec des ARNm cibles. Alors que les miARN ont été impliqués dans diverses fonctions biologiques, leur implication éventuelle dans la régulation de la balance énergétique au niveau central est mal connue. Dans ce contexte, l’équipe a entrepris d’identifier et de caractériser les miARN potentiellement impliqués dans la modulation d’expression de la POMC. Les résultats montrent que l’expression de miR-383-3p et miR-488 est augmentée à la fois dans l’hypothalamus et le CVD de souris Ob/Ob qui sont déficientes en leptine. En accord avec cette observation, une diminution de l’expression hypothalamique de miR-488 a été mise en évidence chez des souris après administration centrale de leptine. Les résultats montrent également que l’expression de miR-383-3p est augmentée dans l’hypothalamus lors d’une mise à jeun de 24 heures chez le rongeur. Dans la continuité de ce travail, un modèle de souris transgéniques a été développé qui présente une perte de l’expression de DICER, enzyme clé dans la maturation des miARN, dans les cellules exprimant la POMC. Les observations préliminaires montrent que ces animaux présentent des perturbations métaboliques par rapport aux souris contrôles. Ces résultats originaux suggèrent un rôle important des miARN dans le contrôle de la balance énergétique. Ce projet de recherche vise à évaluer l’impact de l’absence totale des miARN dans les cellules à POMC sur différents paramètres sous-tendant la balance énergétique : la sensibilité aux signaux périphériques (leptine et glucose), le comportement alimentaire, les dépenses énergétiques et l’homéostasie glucidique.

Objectif

Ce projet va répondre à plusieurs questions :

  • Quel est l’impact d’une perte des miARN sur la sensibilité aux signaux périphériques (glucose et leptine) des neurones à POMC?
  • Quel est l’impact d’une perte des miARN sur l’activité électrophysiologique des neurones à POMC en réponse à la leptine et au glucose?

Ces hypothèses seront testées à l’aide d’une démarche pluridisciplinaire alliant différentes approches telles que l’utilisation de souris transgéniques, des études du comportement alimentaire et du métabolisme énergétique ou encore des techniques d’électrophysiologie.

Etapes successives et avancement des travaux

Etape 1 : Effet de la leptine et du glucose sur l’activation des neurones à POMC dépourvus de miARN (mois 1 à 4) :

  • Expérience 1 : Etude de la signalisation leptinergique au sein des neurones à POMC du noyau arqué hypothalamique et du noyau du tractus solitaire du tronc cérébral ;
  • Expérience 2 : Etude de la prise alimentaire et de la dépense énergétique chez des animaux KODPc.

Etape 2 : Impact d’une perte des miARN sur l’activité électrophysiologique des neurones à POMC en réponse à la leptine et au glucose (mois 5 à 12) :

  • Expérience 1 : Analyse des propriétés biophysiques des neurones POMC hypothalamiques après perte des miARN fonctionnels ;
  • Expérience 2 : Analyse fonctionnelle des effets postsynaptiques de la leptine dans les neurones POMC hypothalamiques de souris contrôles et de souris KODPc ;
  • Expérience 3 : Analyse fonctionnelle des effets du glucose dans les neurones POMC hypothalamiques de souris contrôles et KODPc.