Les réseaux de neurones glucodétecteurs qui régulent la sécrétion hormonale des îlots pancréatiques et le comportement alimentaire

Résumé

Le contrôle de l’homéostasie du glucose met en jeu des mécanismes complexes qui contrecarrent l’hyperglycémie consécutive à une absorption de glucose et qui préviennent l’apparition de l’hypoglycémie durant la période post-absorptive ou bien pendant un jeûne. Comme le glucose constitue pour le cerveau la source presque exclusive d’énergie métabolique, un grand nombre de cellules chargées de détecter l’hypoglycémie sont localisées dans le système nerveux central. Une fois activées, ces cellules déclenchent une réponse hormonale destinée à rétablir la normoglycémie, en particulier grâce à une sécrétion plus importante de glucagon et d’épinéphrine. Un traitement antidiabétique à l’insuline entraîne une dérégulation, voire une suppression de cette réponse. L’hypoglycémie iatrogène constitue de ce fait un risque majeur pour les patients diabétiques. On sait que les neurones centraux glucodétecteurs ont comme autre fonction de réguler la sécrétion d’insuline et la masse de cellules bêta à travers le contrôle de l’activité du nerf parasympathique. En plus de ces régulations homéostatiques de la sécrétion hormonale, indispensables au contrôle minute par minute de la glycémie, les systèmes centraux chargés de détecter l’hypoglycémie contrôlent également les mécanismes qui motivent la recherche et la consommation d’aliments contenant du glucose, dans le but de reconstituer les réserves corporelles de glucose. Mon laboratoire s’emploie à identifier les mécanismes centraux de détection du glucose, les cellules qui sont impliquées, les circuits neuronaux qu’elles forment et les fonctions physiologiques qu’elles contrôlent.

Ces recherches sont en partie consacrées à l’étude des neurones exprimant le transporteur de glucose Glut2 et la glucokinase, l’enzyme qui catalyse la phosphorylation du glucose. Elles ont mis en évidence que des circuits neuronaux contrôlent la sécrétion de glucagon en réponse à l’hypoglycémie. De nouveaux gènes impliqués dans la détection de l’hypoglycémie et la sécrétion de glucagon sont également en cours d’identification, via l’application de méthodes non biaisées de criblage génétique sur des populations génétiques de référence (souris BXD). Nos recherches combinent des examens électrophysiologiques, optogénétiques et physiologiques. Elles fournissent une nouvelle description du réseau de neurones glucodétecteurs qui contrôle le bon fonctionnement du métabolisme, et ont ouvert la voie à de nouvelles recherches sur le dérèglement de ces mécanismes dans les maladies métaboliques. Les éléments essentiels de ces recherches seront également présentés.