Les tissus adipeux
Le tissu adipeux constitue notre réserve de lipides. Ce terme regroupe, en réalité, deux tissus bien distincts : le tissu adipeux brun et le tissu adipeux blanc. Le rôle du tissu adipeux brun est de libérer de l’énergie sous forme de chaleur pour le corps. Quant au tissu blanc, son rôle est de maintenir l’équilibre énergétique en stockant les lipides et les libérant au besoin. Ces tissus se trouvent sous notre peau, en différents endroits du corps comme au niveau des reins, de l'abdomen, dans les seins, etc.Au niveau microscopique, le tissu adipeux est constitué d’un ensemble de cellules, appelées les adipocytes. Serrées les unes contre les autres, ce sont ces cellules qui stockent nos graisses. Pour un adulte moyen, le tissu adipeux représente environ 15 à 20 % de sa masse corporelle. En revanche, cette proportion peut variée et être plus importante notamment en cas d'obésité.
L’obésité provoque, en effet, un développement excessif de la masse adipeuse ou masse grasse. Au niveau cellulaire, cette expansion se traduit par une augmentation de la taille (hypertrophie) et du nombre (hyperplasie) des adipocytes.
En fonction des facteurs environnementaux et génétiques, ces mécanismes d’expansion des tissus adipeux se modulent. Cependant, le développement du tissu adipeux relève également d’un processus physiologique complexe faisant intervenir des mécanismes moléculaires encore mal connus.
Etudier un mécanisme moléculaire encore inconnu.
Les tissus adipeux permettent à notre organisme de s’adapter aux changements de son environnement nutritionnel. Même si des études ont permis d’identifier les mécanismes moléculaires mis en jeu dans le développement de ces tissus, des progrès restent à faire.Tout l’enjeu du projet ADIPOMOD est de mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’œuvre dans le développement du tissu adipeux et l’adipogénèse. L’adipogenèse est un processus qui crée de nouveaux adipocytes à partir de cellules progénitrices nommées "pré-adipocytes". Ce processus est une clé importante pour comprendre le maintien de l’extensibilité des tissus adipeux.
Ce travail de recherche s’effectue dans l’objectif de pouvoir identifier l’origine du défaut moléculaire impliqué dans l’expansion des tissus adipeux chez des patients atteints d’obésité.
Combiner les expertises des biologistes avec celles des mathématiciens
Pour comprendre les mécanismes qui régissent l'extensibilité des tissus adipeux et la manière dont ils sont modifiés chez les patients souffrant d'obésité chronique, ADIPOMOD combine le savoir-faire de plusieurs experts :
- Un groupe de biologistes experts en expansion du tissus adipeux et de l'adipogénèse des laboratoires C3M et IPMC,
- Et des mathématiciens du laboratoire du JAD.
Chez l’homme, le tissu adipeux (TA) s’organise en deux dépôts principaux. Le premier dépôt s’effectue dans les zones sous-cutanées comme celle intra-abdominale. Le second dépôt se situe autour des organes internes - dépôt viscéral.
L'objectif principal de ce travail de recherche est de mettre au point un modèle dynamique de ces deux dépôts de tissu adipeux. Pour atteindre cet objectif, l’équipe a structuré son travail autour de plusieurs étapes.
1. Construire un modèle mathématique général de deux dépôts graisseux importants et distincts (sous-cutané et viscéral).
Dans cette première étape, l'objectif est de construire un modèle mathématique de l’expansion du tissu adipeux au niveau viscéral et sous cutané à partir de différentes données. Pour y parvenir, les mathématiciens du laboratoire du JAD (l'équipe Goudon/Mauroy/Ribot) prévoient d’utiliser un système d'équations différentielles ordinaires et partielles.
Par la suite, ces deux modèles mathématiques développés indépendamment seront reliés par le biais de la teneur en nutriments dans le sang. Bien que les dépôts adipeux au niveau viscéral et sous cutané soient indépendants, ils n’en demeurent pas moins interdépendants. Tous deux participant à l'accumulation et au stockage de l'excès d'énergie (glucose et lipides) résultant de l'adipogénèse.
2. Mise à l’épreuve du modèle.
Cette deuxième étape prévoit de confronter les résultats du modèle général de l’expansion du tissus adipeux aux résultats expérimentaux et aux données humaines.
Les résultats biologiques seront obtenus par l'équipe de biologistes (Tanti/Cormont) par une procédure bien établie consistant à soumettre des souris à différents régimes. D'autre part, l’équipe programme aussi de tester le modèle mathématique en vue d’identifier le défaut moléculaire impliqué dans l'adipogenèse à partir de modèles génétiques de souris (souris knock-out).
3. Déterminer l'impact moléculaire des nutriments sur l'adipogenèse.
La nature des nutriments peut avoir un impact différent sur l'adipogenèse et par conséquent sur l'expansion du tissu adipeux. Par ailleurs, l'alimentation est désormais contaminée par les perturbateurs endocriniens présents dans notre environnement. Ces derniers peuvent également altérer l'adipogenèse.
A partir du modèle mathématique conçu, les chercheurs tenteront de déterminer l'impact moléculaire de différents types de lipides, d'acides aminés, d'acides gras essentiels et des perturbateurs endocriniens sur l'adipogenèse.
Pour cela, l'équipe de biologistes (Tanti/Cormont) effectuera la collecte de plusieurs tissus adipeux soumis à des régimes riches en saccharose, fructose, ou encore cholestérol. Puis, les dépôts adipeux seront analysés. Ensuite, le modèle mathématique sera utilisé pour déterminer les différents scénarios qui pourraient conduire à la structure observée des différents dépôts adipeux. Les défauts moléculaires de l’adipogénèse mis en lumière seront vérifiés expérimentalement.
Les résultats de l'impact moléculaire sur l'adipogenèse de différents nutriments permettront de mettre en lumière les principaux régulateurs des fonctions de l'adipogenèse et de l'extensibilité du tissus adipeux.
4. Transposer le modèle à l'obésité humaine afin de prédire cette maladie.
Cette dernière étape consiste à convertir le modèle élaboré du développement du tissus adipeux chez la souris au développement du tissus adipeux chez l'homme, et plus précisément, chez les patients atteints d’obésité.
Pour ce faire, l’équipe du porteur du projet, Jérôme Gilleron (C3M), se mettra en relation avec l'équipe de Philippe Gual (C3M, Nice) et Hubert Vidal (CarMeN, Lyon) pour obtenir une biopsie de tissu adipeux blanc et des paramètres sanguins de patients non obèses et obèses-diabétiques.
Un sous projet d’un Programme Structurant d’Université Côte d’Azur (UCA)
Ce projet s’inscrit dans le programme « IRIHE : Institut de Recherche Intégrée en Santé et Environnement » soutenu dans le cadre du Programme Structurant « Environnement, Santé, Citoyen » de l’IdexJedi Université Côte d’Azur.
Ce projet de grande envergure vise à favoriser l'émergence et la structuration à Université Côte d’Azur d'un réseau transdisciplinaire de chercheurs. L’objectif de ce réseau scientifique est de décrypter les mécanismes par lesquels les facteurs environnementaux et nutritionnels (lipides, glucose et perturbateurs endocriniens dans l'alimentation), ont un impact sur la santé.
Le projet IRIHE regroupe 27 équipes de chercheurs répartis dans 12 unités à Nice (CHU Archet, CHU Pasteur, CHU CAL, CHU Lenval, C3M, UNS, IBV, IPMC, IRCAN, ISA, INRA, INRIA).
| L’Académie Systèmes Complexes finance le projet "ADIPOMOD" au croisement de la modélisation et de la biologie en octroyant une subvention de 8k€ pour acheter du matériel et financer un stage. |