Une protéine de ferry dans le pancréas protège les cellules bêta du stress induit par un régime riche en graisses

Chaque fois que nous mangeons, le taux de glucose dans notre corps augmente. Cela stimule notre machinerie pancréatique à agir et, grâce à des mécanismes physiologiques complexes, des quantités appropriées d'insuline sont produites, notre glycémie est contrôlée et nous restons en bonne santé. Mais lorsqu'une personne se livre à des aliments riches en graisses à plusieurs reprises sur le long terme, son pancréas est constamment surexcité, ce qui finit par contribuer à ses dommages et à altérer sa fonction. Cela augmente le risque de développer un diabète de type 2, dans lequel les mécanismes de contrôle du taux de glucose deviennent déséquilibrés.

Aujourd'hui, les aliments riches en graisses sont devenus monnaie courante, tout comme le diabète. Le besoin de concevoir de nouvelles stratégies de traitement contre le diabète atteint son apogée. Mais pour trouver une thérapie efficace, clarifier les mécanismes cellulaires causaux au cœur est essentiel. Aujourd'hui, un groupe de chercheurs japonais, dirigé par le Dr Shoen Kume de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech), a découvert un mécanisme clé par lequel la fonction pancréatique est régulée. Leurs résultats sont publiés dans le journal de l'American Diabetes Association Diabète.

Le pancréas contient des «cellules bêta», qui sécrètent un excès d'insuline en réponse à un excès de glucose et d'acide gras dans l'alimentation. La dopamine, ou l'hormone du «bien-être» qui est communément connue pour induire des sensations de plaisir, est ce qui contrôle les niveaux d'insuline, lorsqu'un excès d'insuline est produit.

Dans le pancréas, une protéine appelée VMAT2 transporte la dopamine dans des sacs appelés «vésicules» pour la protéger de la dégradation par la monoamine oxydase (MAO). La dopamine stockée dans les vésicules est ensuite libérée avec l'insuline dans l'espace extracellulaire des cellules bêta, où elle se lie à son récepteur spécifique sur la membrane plasmique des cellules bêta et agit comme un frein à la sécrétion d'insuline. Ainsi, grâce à la modulation de la dopamine, VMAT2 régule également les niveaux d'insuline pancréatique.

Pendant ce temps, la dégradation de la dopamine par la MAO produit un type de produit chimique appelé «espèce réactive de l'oxygène» qui, lorsqu'il est généré en excès, endommage les cellules bêta.

Mais comment tous ces points se connectent-ils? «Nous voulions comprendre le mécanisme exact par lequel VMAT2 et la signalisation de la dopamine régulent la fonction des cellules bêta et l'homéostasie du glucose», explique le Dr Kume.

À cette fin, le Dr Kume et son équipe ont créé un modèle de souris génétiquement mutant, dont les cellules bêta seraient déficientes en protéine VMAT2: la souris «βVmat2KO». Ils ont ensuite mené des expériences dans lesquelles ils ont nourri ces souris et des souris de type sauvage à la fois avec un régime régulier et un régime riche en graisses et ont surveillé les changements ultérieurs dans la structure et la fonction de leurs cellules bêta au cours des semaines qui ont suivi. Immédiatement après avoir été nourries, les souris βVmat2KO, comme prévu, ont montré une sécrétion d'insuline accrue. Mais avec une exposition prolongée à un régime riche en graisses, ils ont montré à la fois une altération de la tolérance au glucose et à l'insuline et une défaillance des cellules bêta.

Cela a incité les chercheurs à déduire ce qui suit: un régime riche en glucose et en graisses induit une augmentation simultanée de la production d'insuline et de dopamine. Mais lorsque VMAT2 est absent de la cellule bêta, la dopamine reste exposée à la MAO et est dégradée par elle. Cependant, à mesure que la quantité de dopamine augmente, sa réaction avec la MAO produit rapidement le peroxyde d'hydrogène, espèce oxygénée réactive. Au fil du temps, ce stress oxydatif constant conduit à la perte et à l'échec des cellules bêta. Ainsi, un régime riche en graisses accélère la défaillance des cellules bêta et pourrait amener les souris βVmat2KO à développer un diabète en vieillissant.

Dans ce scénario, VMAT2 protège les cellules bêta du stress oxydatif induit par un régime riche en graisses chez les patients diabétiques.

Nous avons été ravis de découvrir que VMAT2, la protéine largement connue pour son rôle crucial dans le transport et le stockage de la dopamine dans les cellules bêta pancréatiques, joue également un rôle aussi critique dans la réponse de la cellule à une alimentation excessive, telle qu'un régime riche en graisses. Nos résultats soulignent la possibilité d'utiliser VMAT2 comme cible pour de nouvelles approches thérapeutiques contre le diabète. « 

Dr Shoen Kume, Institut de technologie de Tokyo

La source:

Institut de technologie de Tokyo

Référence du journal:

Sakano, D., et coll. (2020) VMAT2 protège les cellules bêta contre la cytotoxicité de la dopamine en cas de stress induit par un régime riche en graisses. Diabète. doi.org/10.2337/db20-0207.

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