REGRESSO DO “IMPÉRIO DO MEIO” PRINCIPAIS DESAFIOS

Face à l’expansion du DT2, les traitements proposés aujourd’hui restent insuffisants, et leur

administration est souvent accompagnée d’effets secondaires indésirables. Dans la perspective de

trouver de nouvelles cibles thérapeutiques, l’intestin a pris depuis une dizaine d’années, de plus en

plus d’importance dans le traitement de cette pathologie. En effet, parmi les stratégies

thérapeutiques existantes visant la sphère digestive, on retrouve les inhibiteurs des

alpha-glucosidases intestinales et les chirurgies bariatriques visant à diminuer l’absorption intestinale de

glucose, ainsi que les analogues du GLP-1 permettant une stimulation de la sécrétion d’insuline

entrainant notamment, une augmentation de l’entrée de glucose dans le muscle. Dans notre travail,

nous avons pu montrer que moduler les contractions duodénales, en modifiant l’activité du SNE par

un traitement oral à l’apeline, permettait également d’impacter l’absorption intestinale de glucose.

Néanmoins, l’avantage de cette stratégie thérapeutique est qu’elle ne nécessite pas d’intervention

chirurgicale et comporte ainsi beaucoup moins de risque de complications comparativement à un

bypass gastrique. De plus, nous avons pu montrer que cibler le couple « SNE-contractions

duodénales » permettait également d’activer un axe duodénum-hypothalamus aboutissant au

contrôle de l’utilisation musculaire de glucose. Ainsi, comparativement aux stratégies thérapeutiques

déjà existantes qui jouent soit sur le versant entrée du glucose dans l’organisme, soit sur le versant

stockage par les tissus périphériques, notre axe de régulation va lui impacter les 2 versants via un

relai central, constituant ainsi une approche thérapeutique innovante dans le traitement du DT2.

Une autre originalité de nos résultats est qu’ils sont spécifiques du duodénum. En effet, les

antidiabétiques oraux les plus couramment utilisés visent à cibler le GLP-1 libéré au niveau de l’iléon.

Or, le duodénum représente le premier site de détection des nutriments, et est maintenant

considéré, tout comme le jéjunum [387], en tant que future cible pour améliorer le statut

métabolique dans le cadre d’un DT2 [388]. Dans cette pathologie, comme nous l’avons détaillé dans

l’introduction de ce manuscrit, cette détection entérique des nutriments est totalement altérée

[388]. De plus, nous avons montré que le traitement chronique de souris HFD par de fortes

concentrations d’apeline permettait de restaurer leur contractilité duodénale au même niveau que

celle des souris saines, mais aussi d’améliorer leur statut diabétique. Dès lors, nous pouvons

supposer que cette modulation des contractions intestinales par l’apeline, pourrait compenser ce

défaut de détection intestinale des nutriments observée lors d’un DT2. En accord avec cette

hypothèse, Sandoval et al. ont montré que la stimulation mécanique du duodénum provoquait la

sécrétion de GLP-1 [389]. Ainsi, nous pouvons émettre l’hypothèse que la modulation des

contractions duodénales par l’apeline pourrait, en plus de provoquer des signaux nerveux afférents

décrits dans ce travail, entraîner des signaux de nature hormonale. Afin de vérifier cette hypothèse, il

serait intéressant de mesurer les taux de GLP-1 dans la veine porte suite à un gavage oral d’apeline.

S’il s’avère que l’apeline, en modifiant les contractions duodénales, soit capable de libérer du GLP-1,

des expériences utilisant un antagoniste de son récepteur (telle que l’exendine 9) devront être faîtes

afin de déterminer la part de cette hormone dans l’activation de notre axe de régulation.

Ainsi, l’ensemble de ces observations suggèrent qu’une administration orale d’apeline

pourrait être considérée comme une thérapeutique prometteuse dans le traitement du DT2.

Cependant, plusieurs zones d’ombre subsistent. Tout d’abord, nous ne connaissons pas la voie de

signalisation de cette molécule, impliquée dans la modulation des contractions intestinales. Nous

avons pu montrer qu’APJ était présent au niveau des neurones entériques exprimant la nNOS et ceux

exprimant la ChAT, et que la perfusion d’apeline sur un fragment de duodénum ex vivo déclenche, en

fonction de sa concentration, une libération de NO et d’acétylcholine. Afin de détailler les

mécanismes cellulaires impliqués, des expériences sur des neurones entériques en culture doivent

être effectuées. Après isolation des neurones du SNE exprimant APJ et ajout d’apeline dans le milieu

de culture, il serait intéressant d’identifier par western blot l’expression protéique, ainsi que

l’activation des effecteurs du couple apeline/APJ. A titre d’exemple, plusieurs études de notre équipe

ont montré l’implication de l’AMPK, d’Akt ou encore de la eNOS, dans les effets de l’apeline sur

l’homéostasie glucidique médiés par APJ [302, 345, 357].

Néanmoins, il est important de garder en tête que dans notre modèle, l’apeline, en fonction

de sa concentration, va avoir un effet inhibiteur ou stimulateur de la contractilité intestinale,

aboutissant à des effets opposés sur la glycémie. De plus, cette même dualité avait été observée par

notre groupe en fonction des taux centraux d’apeline. A savoir que de faibles concentrations

d’apeline injectées en icv amélioraient la glycémie d’animaux nourris via une libération de NO

hypothalamique [302]. A l’inverse, l’injection icv de forts taux d’apeline, similaires à ceux retrouvés

dans l’hypothalamus d’animaux obèses/diabétiques, à une souris normale, entrainent une

hyperglycémie et une hyperinsulinémie à jeun, 2 caractéristiques d’un DT2 via une libération d’H2O2

[302, 371]. Dès lors, une des perspectives de ce projet est l’identification de nouveaux acteurs

moléculaires capables de cibler notre système « SNE-contractions duodénales » n’ayant pas cette

dualité d’effet, et constituant ainsi des outils thérapeutiques originaux et innovants pour traiter le

DT2.

Parmi eux, notre équipe s’intéresse à la galanine. Il s’agit d’un neuropeptide retrouvé

abondamment au niveau hypothalamique et dans les structures neuronales du tractus GI [390]. A ce

niveau, son récepteur GAL-R1 couplé à une protéine du type Gi/0 est exprimé par les neurones du SNE

[391]. Concernant ses effets intestinaux, la galanine provoque une inhibition de la contraction des

cellules musculaires lisses intestinales en bloquant la transmission cholinergiques des neurones à

ChAT [392]. Concernant ses effets sur l’homéostasie glucidique, il a été montré chez le rat que la

galanine induisait des effets bénéfiques sur la sensibilité à l’insuline des adipocytes suite à une

injection icv [393], et du muscle lors d’une augmentation transitoire de ses taux plasmatiques [394].

Ayant de plus montré dans notre travail, qu’un ralentissement des contractions duodénales

entrainait une amélioration du statut diabétique chez des souris HFD, l’ensemble de ces observations

font de la galanine un candidat de choix dans l’approche thérapeutique ciblant le couple «

SNE-contractilité duodénale » que nous proposons dans ce travail.

Enfin, depuis une dizaine d’années, une autre cible intestinale dans la prise en charge du DT2

a été identifiée, il s’agit du microbiote intestinal. Tout d’abord, la comparaison des microbiotes issus

de souris et d’humains obèses ou minces, a révélé que l’obésité était associée à de profondes

modifications du microbiote intestinal, appelées dysbiose [149, 150]. De plus, le transfert de

microbiote de souris obèses chez des souris axéniques (dépourvues de microbiote intestinal), conduit

au développement d’une obésité chez ces dernières [153]. Il est maintenant clairement établi que le

microbiote intestinal participe au développement de la masse grasse, de la résistance à l’insuline et

de l’inflammation caractérisant l’obésité et le DT2 associé [151-156]. Dès lors, de nouvelles thérapies

dans la prise en charge du DT2 ciblant ce microbiote se sont développées. Parmi elles, l’utilisation de

probiotiques et de prébiotiques permettant de moduler ce microbiote intestinal se sont avérées être

des pistes thérapeutiques très prometteuses pour le traitement des maladies métaboliques [157]. A

titre d’exemple, l’administration de A.muciniphila, une bactérie dont l’abondance est diminuée chez

des souris obèses et diabétiques, améliore le profil métabolique de ces dernières (en termes de gain

de masse grasse, d’inflammation et de résistance à l’insuline) [158]. Par ailleurs, le microbiote est

capable de libérer de nombreux facteurs tels que le LPS, des peptidoglycanes, des peptides et des

lipides bioactifs, qui pourrait alors moduler l'activité des neurones entériques [395-397]. Dès lors,

une perspective de notre groupe est d’étudier les conséquences d’une modulation de ce microbiote

intestinal, par des approches pré- et probiotiques, sur le SNE et donc sur la contractilité intestinale,

et ainsi d’évaluer si les effets bénéfiques déjà observés de ces approches sur l’homéostasie

glucidique puissent être potentialisés par une action du microbiote sur notre axe de régulation.