Reprogrammer l'horloge circadienne pour contrôler le diabète ?

Reprogrammer l’horloge circadienne pour mieux contrôler le diabète ?

Le système d’horloge circadienne permet aux organismes de s’adapter aux changements périodiques du temps géophysique.

D’autre part, la chronobiologie, qui correspond à l’étude des rythmes biologiques dans l’organisme, est un domaine de plus en plus sous les projecteurs.

En effet, mieux comprendre le système d’horloge circadienne permet de saisir l’impact majeur de son dérèglement sur la santé et de développer de nouvelles thérapies.

Aujourd’hui, de plus en plus de preuves montrent que les perturbations de nos horloges internes résultant de changements fréquents de fuseau horaire, d’horaires de travail irréguliers ou du vieillissement, ont un impact significatif sur le développement de maladies métaboliques, dont le diabète de type 2.

La réinitialisation de nos horloges internes pourrait-elle aider à contrôler le diabète ?

La réinitialisation de nos horloges internes pourrait-elle aider à contrôler le diabète ?


En utilisant une molécule extraite du zeste de citron, des chercheurs ont réussi à réparer les horloges cellulaires perturbées.

Le système d’horloge circadienne permet aux organismes d’anticiper les changements périodiques de l’heure géophysique et de s’adapter à ces changements.

Presque toutes les cellules de notre corps comprennent des horloges moléculaires. Elles régulent et synchronisent les fonctions métaboliques sur un cycle d’environ 24 heures.

Le cumul des preuves montrant que les perturbations de nos horloges internes ont un impact significatif sur le développement de maladies métaboliques chez l’homme, y compris le diabète de type 2 s’avère aujourd’hui évident.

De telles perturbations semblent empêcher le bon fonctionnement des cellules de l’îlot pancréatique qui sécrètent l’insuline et le glucagon, les hormones qui régulent la glycémie.

En comparant les cellules pancréatiques de donneurs humains diabétiques de type 2 à celles de personnes en bonne santé, des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), ont pu démontrer, pour la première fois, que les cellules des îlots pancréatiques dérivées des donneurs humains diabétiques de type 2 portent des oscillateurs circadiens compromis.

La perturbation des horloges circadiennes était concomitante à la perturbation de la sécrétion hormonale.

De plus, en utilisant la molécule modulatrice d’horloge surnommée Nobiletin, extraite de l’écorce de citron, les chercheurs ont réussi à réparer les horloges cellulaires perturbées et à restaurer partiellement la fonction des cellules des îlots.

Les résultats de l’étude sont publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences de janvier 2020.

Rythme circadien, écorce de citron et diabète


Les chercheurs avaient déjà montré que chez les rongeurs la perturbation des horloges cellulaires pancréatiques conduit à une perturbation de la sécrétion d’insuline et de glucagon, favorisant ainsi l’apparition du diabète.

Dans la situation des êtres humains, les chercheurs avaient également observé précédemment que si les horloges des cellules pancréatiques humaines étaient artificiellement perturbées dans la culture cellulaire in vitro, la sécrétion des hormones des îlots clés – l’insuline et le glucagon – était compromise.

À l’aide d’une technologie innovante qui permet de suivre très précisément l’activité de l’horloge moléculaire dans les cellules vivantes dans le temps, les scientifiques ont comparé le comportement des cellules pancréatiques de donneurs diabétiques de type 2 et ceux de sujets sains tout au long de la journée.

Le verdict est sans appel. Les rythmes biologiques des cellules des îlots dans le diabète de type 2 présentent à la fois des amplitudes réduites d’oscillations circadiennes et une faible capacité de synchronisation. De la sorte, la sécrétion hormonale n’est plus coordonnée.

De plus, les défauts de coordination temporelle de la sécrétion d’insuline et de glucagon observés chez les patients atteints de diabète de type 2 étaient comparables à ceux mesurés dans les îlots sains avec une horloge circadienne perturbée artificiellement.

Découverte de la synchronisation inter-cerveau

L’hypothalamus cérébral en chef d’orchestre


Les horloges circadiennes représentent les cycles quotidiens régissant les différentes fonctions cellulaires.

Il existe plusieurs niveaux de synchronisation imbriqués de ces horloges, la principale étant la lumière, qui régule notamment l’horloge centrale située dans l’hypothalamus cérébral.

Comme un véritable chef d’orchestre, il régule les horloges périphériques présentes dans les organes et les cellules.

Ces derniers sont donc partiellement régulés centralement, mais fonctionnent différemment dans chaque organe, et même dans chaque cellule, selon leurs fonctions.

Les cellules pancréatiques sont également soumises au rythme du jeûne et de l’apport alimentaire, ainsi qu’à une régulation hormonale stricte.

La coordination de tous les niveaux de régulation permet donc d’optimiser les fonctions métaboliques.

La dérégulation des horloges dans l’îlot pancréatique conduit à une fonction compromise car ils n’anticipent plus les signaux d’origine alimentaire.

En effet, si vous mangez la même nourriture mais la nuit plutôt que pendant le jour, vous pouvez prendre du poids beaucoup plus rapidement, en raison d’une réponse sous-optimale de votre métabolisme.

Pour conclure, cette étude propose que les modulateurs d’horloge soient prometteurs comme agents thérapeutiques pour le diabète de type 2, un trouble fréquent dont « le nombre des personnes atteintes est passé de 108 millions en 1980 à 422 millions en 2014 ».

© Blog Nutrition Santé – Février 2020.

Chacun son régime ! Livre Nutrition Santé

Ce blog nutrition santé n’a pas vocation à remplacer votre relation avec votre médecin traitant. Les renseignements contenus sur le Blog Nutrition Santé sont tous rédigés avec des sources scientifiques et ne peuvent pas répondre à des questions médicales spécifiques, mais sont donnés à des fins purement informatives et complémentaires.

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Sources


Volodymyr Petrenko, Nikhil R. Gandasi, Daniel Sage, Anders Tengholm, Sebastian Barg, Charna Dibner. In pancreatic islets from type 2 diabetes patients, the dampened circadian oscillators lead to reduced insulin and glucagon exocytosis, Proceedings of the National Academy of Sciences, Janvier 2020, 201916539; DOI: 10.1073/pnas.1916539117, https://www.pnas.org/content/early/2020/01/15/1916539117

Diabète, OMS, https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/diabetes

Photos © Adrien King ; Malvestida Magazine ; Akash Deep ; Markus Spiske

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