Les médicaments modernes pour perdre du poids ont révolutionné le traitement de l’obésité, aidant de nombreuses personnes à perdre du poids. Mais ces médicaments présentent souvent un inconvénient important : ils peuvent également réduire la masse musculaire. Aujourd’hui, des chercheurs ont découvert un mécanisme biologique qui pourrait un jour surmonter ce défi tout en augmentant la capacité du corps à brûler les graisses.
Des scientifiques de l’Institut scientifique Weizmann ont découvert une protéine appelée MTCH2, surnommée « Mitch », qui joue un rôle clé dans la façon dont les cellules gèrent l’énergie et stockent les graisses. Dans une étude récente publiée dans la revue Journal EMBOL’équipe de recherche a découvert que l’inactivation de cette protéine dans les cellules humaines augmentait la vitesse à laquelle les graisses et les glucides sont brûlés et réduisait la formation de nouvelles cellules adipeuses.
Les résultats s’appuient sur des recherches antérieures chez la souris, avec des résultats surprenants. Les animaux qui manquaient de Mitch dans leurs muscles sont devenus en meilleure forme physique, avaient une plus grande endurance et étaient remarquablement résistants à l’obésité.
Une découverte remarquable chez la souris
Il y a quelques années, alors qu’ils étudiaient Mitch, le professeur Atan Gross et ses collègues ont fait une observation inattendue. Lorsque les chercheurs ont supprimé la synthèse des protéines dans les tissus musculaires des souris, la composition corporelle des animaux s’est considérablement améliorée.
Les souris ont non seulement évité l’obésité, mais ont également eu plus de fibres musculaires. Ces fibres utilisent plus d’oxygène et améliorent les performances sportives. Les animaux ont obtenu de meilleurs résultats lors des tests de stress physique et ont amélioré leur fonction cardiaque.
Cette découverte soulève une question importante. Comment l’inactivation d’une seule protéine peut-elle protéger contre l’obésité et augmenter l’endurance physique ?
Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont concentrés sur les mitochondries, de minuscules structures à l’intérieur des cellules souvent décrites comme des centrales électriques. Les mitochondries sont un ensemble de processus chimiques qui génèrent l’énergie dont les cellules ont besoin pour fonctionner et jouer un rôle clé dans le métabolisme, convertissant les aliments en énergie utilisable.
Comment les mitochondries affectent-elles la combustion des graisses ?
La forme et l’organisation des mitochondries peuvent en révéler beaucoup sur la façon dont les cellules produisent de l’énergie.
Les mitochondries se regroupent parfois en grands réseaux interconnectés et produisent de l’énergie de manière efficace. Dans d’autres cas, elles sont encore fragmentées en unités indépendantes plus petites et moins efficaces. Lorsque la production d’énergie est réduite, les cellules compensent en consommant davantage de carburant comme les graisses, les glucides et les protéines.
Au cours des années de recherche, l’équipe de Gross du Département d’immunologie et de biologie régénérative de Weizmann a découvert que Mitch aide à contrôler ce processus en régulant la fusion mitochondriale. Cette découverte offre une explication aux résultats inhabituels observés chez la souris.
L’étape suivante consistait à déterminer si le même mécanisme était à l’œuvre dans les cellules humaines.
Que se passerait-il si les singes étaient éliminés ?
La nouvelle étude, dirigée par la doctorante Sabita Chourasia, a utilisé le génie génétique pour éliminer la protéine Mitch des cellules humaines.
Les résultats ont été étonnants.
Sans Mitch, le réseau mitochondrial normal est fragmenté. La production d’énergie est devenue moins efficace, laissant les cellules dans un état où les chercheurs étaient constamment privés d’énergie.
À première vue, cela peut paraître dangereux. Or, si l’objectif est d’augmenter la dépense énergétique et de diminuer le stockage des graisses, ce type d’inefficacité peut en réalité être bénéfique pour l’organisme. Les cellules qui peinent à produire de l’énergie doivent consommer davantage de carburant pour répondre à leurs besoins.
“Après avoir tué les singes, nous avons testé les effets sur plus de 100 substances impliquées dans le métabolisme des cellules humaines toutes les quelques heures”, a expliqué Chourasia. “Nous avons constaté une augmentation de la respiration cellulaire, un processus dans lequel les cellules utilisent l’oxygène provenant de nutriments tels que les glucides et les graisses pour produire de l’énergie. Cela explique l’augmentation de l’endurance musculaire observée lors d’expériences précédentes sur des souris.”
Les cellules humaines commencent à utiliser plus de graisse
Les cellules modifiées nécessitent plus d’énergie, ce qui augmente l’utilisation des sources de carburant disponibles.
Les chercheurs ont observé une plus grande dégradation des graisses, des glucides et des acides aminés. Ils ont également constaté des changements significatifs dans la manière dont les cellules produisent de l’énergie.
Les cellules normales dépendent généralement davantage des glucides et des protéines. Les cellules déficientes en Mitch, en revanche, dépendaient davantage des graisses comme principale source de carburant.
“Nous avons constaté qu’en éliminant Mitch, la quantité de lipides dans la membrane était considérablement réduite”, a expliqué Gross. “Dans le même temps, nous avons constaté une augmentation des substances grasses utilisées pour la production d’énergie et nous avons réalisé que la graisse était libérée de la membrane pour être utilisée comme carburant. En d’autres termes, Mitch a montré que le sort de la graisse dans les cellules humaines est déterminé.”
Des études ont montré que Mitch joue un rôle important en tant que régulateur qui aide à décider si les graisses sont stockées ou brûlées.
Bloquer la formation de nouvelles cellules graisseuses
Les chercheurs ont découvert un autre effet important de la suppression de Mitch.
Des études antérieures ont montré que les femmes obèses ont des niveaux de protéines plus élevés. Cette observation a amené Mitch à rechercher s’il pouvait influencer la formation de nouvelles cellules adipeuses.
Les cellules graisseuses se développent à partir de cellules précurseurs appelées cellules progénitrices. Dans de bonnes conditions, ces cellules immatures accumulent de la graisse et se transforment en cellules matures stockant les graisses grâce à un processus de différenciation.
Cette transformation est devenue plus difficile lorsque les chercheurs ont séparé Mitch des cellules progénitrices.
“Lorsque nous avons retiré Mitch des cellules progénitrices, nous avons constaté que l’environnement créé dans ces cellules n’était pas propice à la synthèse de nouvelles graisses”, a expliqué Gross. “La diminution de la capacité à synthétiser les membranes empêche les cellules de croître, de se développer et de se différencier. Le processus de dépôt de graisse nécessite beaucoup d’énergie, mais les cellules sans Mitch manquent d’énergie. De plus, l’expression des gènes nécessaires à la différenciation est inhibée, et ce processus entraîne un manque de nouvelle graisse. Le dépôt de graisse est réduit.”
En d’autres termes, les cellules déficientes en Mitch brûlaient non seulement plus de graisse, mais étaient également moins capables de générer de nouvelles cellules stockant les graisses.
Une nouvelle direction potentielle dans la recherche sur l’obésité
Bien que ces travaux aient été réalisés dans des cellules et soient loin d’être un remède, les résultats révèlent de puissantes voies biologiques qui affectent la consommation d’énergie et le stockage des graisses.
En augmentant la combustion des graisses tout en limitant la formation de nouvelles cellules adipeuses, cibler Mitch pourrait enfin fournir aux chercheurs une nouvelle stratégie pour lutter contre l’obésité. Cette avancée pourrait aider à réduire l’excès de graisse corporelle tout en maintenant des muscles sains, l’un des défis les plus persistants associés aux traitements modernes de perte de poids.
L’étude a impliqué des chercheurs de l’Institut des sciences Weizmann, de l’Université de Pennsylvanie et de l’Université du Texas à San Antonio.
Le professeur Athan Gross est titulaire de la chaire professorale Marketa et Frederick Alexander. Ses recherches sont également soutenues par Amnon Shoham.