Bien que les individus obèses soient plus à risque de diabète, une pression artérielle élevée ou un cholestérol élevé, toutes les personnes obèses ne développent pas de maladies métaboliques de ce type. Environ un quart de toutes les personnes obèses sont en bonne santé, et les scientifiques essaient de déterminer pourquoi certaines personnes obèses deviennent malsaines tandis que d'autres non.
Maintenant, une étude complète publiée dans Métabolisme cellulaire Par des chercheurs de Zurich et Leipzig ont produit un atlas détaillé avec des données de personnes en surpoids saines et malsaines, sur leur tissu de graisse (adipeux) et sur l'activité génique dans les cellules de ce tissu.
« Nos résultats peuvent être utilisés pour rechercher des marqueurs cellulaires qui fournissent des informations sur le risque de développer des maladies métaboliques », explique Adhideb Ghosh, chercheur dans le groupe du professeur Christian Wolfrum et l'un des deux auteurs principaux de l'étude. « Les données présentent également un grand intérêt pour la recherche fondamentale. Il pourrait nous aider à développer de nouvelles thérapies pour les maladies métaboliques. »
Enquêter sur une grande biobanque
Pour cette étude, Ghosh et ses collègues ont utilisé la Biobank de l'obésité de Leipzig, une vaste collection de biopsies tirées de personnes obèses. Compilés par des scientifiques de l'Université de Leipzig, ces échantillons proviennent de patients obèses qui ont subi une chirurgie élective et ont consenti à la collecte d'échantillons de tissu adipeux à des fins de recherche. La collection comprend également des informations médicales approfondies sur la santé des patients.
Étant donné que les échantillons de tissus ont tous été prélevés sur des personnes obèses atteintes ou sans maladies métaboliques, elles permettent une comparaison entre les individus avec une obésité saine et malsaine. Dans des échantillons de 70 volontaires, les chercheurs de Eth Zurich ont examiné quels gènes étaient actifs – et à quel point ils étaient actifs – sur une base cellulaire par cellule pour deux types de tissu adipeux: sous-cutané et viscéral.
Les scientifiques et les experts médicaux supposent que la graisse viscérale, qui se trouve profondément dans la cavité abdominale et entoure les organes internes, est principalement responsable des maladies métaboliques. En revanche, les experts croient généralement que la graisse située directement sous la peau est moins problématique.
Pour l'étude, il était essentiel que les cellules tissulaires adipeuses n'étaient pas toutes simplement regroupées, car ce tissu comprend non seulement des cellules graisseuses (adipocytes) mais aussi des cellules d'autres types. « En fait, les adipocytes sont minoritaires », explique Isabel Reinisch, un post-doctorant du groupe de Wolfrum et deuxième auteur principal de l'étude.
Une grande partie du tissu adipeux est constituée de cellules immunitaires, de cellules qui forment des vaisseaux sanguins et des cellules précurseurs immatures des adipocytes. Un autre type de cellule, connu sous le nom de cellules mésothéliales, ne se trouve que dans le tissu adipeux viscéral et marquent sa frontière externe.
Graisse abdominale rénovée
Comme les chercheurs ont pu le montrer, il y a des changements fonctionnels importants dans les cellules dans le tissu adipeux viscéral des personnes atteintes de maladies métaboliques. Ce remodelage affecte presque tous les types de cellules de cette forme de tissu. Par exemple, les analyses génétiques ont montré que les adipocytes d'individus malsains ne pouvaient plus brûler les graisses aussi efficacement et produisaient plutôt de plus grandes quantités de molécules messager immunologiques.
« Ces substances déclenchent une réponse immunitaire dans la graisse viscérale des personnes obèses », explique Reinisch. « Il est concevable que cette réponse favorise le développement de maladies métaboliques. »
Les chercheurs ont également trouvé des différences très claires dans le nombre et la fonction des cellules mésothéliales: chez les individus obèses en bonne santé, il existe une proportion beaucoup plus grande de cellules mésothéliales dans la graisse viscérale et ces cellules présentent une plus grande flexibilité fonctionnelle. Plus précisément, les cellules peuvent passer en une sorte de mode de cellules souches et donc convertir en différents types de cellules, telles que les adipocytes, chez les individus en bonne santé.
« La capacité des cellules entièrement différenciées à se convertir en cellules souches est par ailleurs principalement associée au cancer », explique Reinisch. Elle a donc été surprise de trouver également cette capacité dans le tissu adipeux. « Nous soupçonnons que les cellules flexibles au bord du tissu adipeux chez les individus obèses sains facilitent l'expansion des tissus lisses. »
Enfin, les chercheurs ont également trouvé des différences entre les hommes et les femmes: un certain type de cellule progénitrice n'est présent que dans la graisse viscérale des femmes. « Cela pourrait expliquer les différences dans le développement des maladies métaboliques entre les hommes et les femmes », explique Reinisch.
Trouver de nouveaux biomarqueurs
Le nouvel atlas de l'activité génique chez les personnes en surpoids décrit la composition des types de cellules dans le tissu adipeux et leur fonction. « Cependant, nous ne pouvons pas dire si les différences sont la raison pour laquelle quelqu'un est métaboliquement en bonne santé ou si, à l'inverse, les maladies métaboliques provoquent ces différences », explique Ghosh.
Au lieu de cela, les scientifiques considèrent leur travail comme fournissant la base de recherches supplémentaires. Ils ont publié toutes les données d'une application Web accessible au public afin qu'elle soit disponible pour que d'autres chercheurs puissent travailler.
En particulier, cet atlas permet désormais de trouver de nouveaux marqueurs qui fournissent des informations sur le risque de développer une maladie métabolique. À l'heure actuelle, les chercheurs de l'ETH recherchent également ce type de marqueurs, ce qui pourrait aider à améliorer le traitement de ces maladies.
Par exemple, il existe une nouvelle classe de médicaments qui suppriment l'appétit et favorisent la libération d'insuline dans le pancréas – mais ces médicaments sont rares. « Les biomarqueurs qui peuvent être dérivés de nos données pourraient aider à identifier les patients qui ont le plus besoin de ce traitement », explique Reinisch.