Caractérisation moléculaire, cellulaire et génétique du tissu adipeux humain et son rôle dans le métabolisme

Plus que jamais, les gens mangent plus de calories provenant des aliments que ce qu'ils brûlent par l'exercice et d'autres activités, et ce déséquilibre est à l'origine de l'augmentation des taux d'obésité et de diabète aux États-Unis et dans le monde. Les différents types de graisse corporelle sont des acteurs centraux dans ce processus. La graisse blanche stocke les calories excédentaires provenant des aliments, tandis que la graisse brune - également connue sous le nom de tissu adipeux brun ou BAT - consomme l'énergie des aliments pour générer de la chaleur. Ce processus important dans BAT est réalisé grâce à l'action d'une protéine spéciale trouvée uniquement dans BAT, appelée protéine de découplage 1 (UCP1). Les scientifiques avaient l'habitude de croire que le BAT n'était important que chez les petits animaux et les nourrissons humains, mais nous et d'autres avons récemment découvert qu'en réponse à une exposition au froid léger, le BAT humain adulte (hBAT) consomme plus de glucose en poids que tout autre tissu. En outre, le BAT humain peut également lutter contre la prise de poids en devenant plus actif dans le cadre d'une consommation alimentaire accrue. Ce phénomène a déjà été démontré chez la souris et le rat, et sa présence suggère que l'activation du BAT humain pourrait être utilisée comme traitement sûr de l'obésité et des maladies métaboliques. Enfin, de nouvelles preuves indiquent que le BAT humain peut être un organe endocrinien, ce qui signifie qu'il libère des hormones dans le sang et régule également d'autres organes du corps, notamment le muscle squelettique, le foie et la cellule bêta pancréatique libérant de l'insuline. Si nous voulons comprendre comment le hBAT fonctionne dans la physiologie du corps et utiliser sa capacité à brûler des calories pour traiter des maladies du métabolisme telles que le diabète, nous devrons relever le défi en utilisant plusieurs méthodes différentes. L'une des principales raisons est que le BAT n'est pas facile à trouver dans le corps et que les cellules qui le composent sont différentes selon l'endroit où elles se trouvent et les besoins du corps. La graisse brune est composée d'au moins deux types connus de cellules distinctes, dites « constitutives »/brunes et « inductibles »/beiges ; et il y a aussi des cellules graisseuses blanches dans des proportions variables. Étant donné qu'il n'existe actuellement aucun moyen connu d'estimer la quantité de graisse brune dans le corps à partir d'un simple test sanguin, notre groupe de laboratoire s'est appuyé avec succès sur la collecte de petites quantités de graisse sur le site de la chirurgie chez les patients qui subissent déjà des procédures cliniquement indiquées. . Les informations obtenues à partir de ces tissus adipeux ont abordé des questions liées à (a) comment les cellules graisseuses brunes se développent à partir de cellules souches immatures ; (b) quels gènes sont actifs; et (c) combien de calories la graisse brune peut brûler. Ces études antérieures ont également fourni les cellules préliminaires nécessaires à l'établissement de globules blancs et bruns humains durables qui peuvent être cultivés indéfiniment en laboratoire. Malgré ces progrès, il reste beaucoup d'inconnues sur les différences fonctionnelles entre les cellules graisseuses brunes et beiges et sur la manière dont elles pourraient affecter le métabolisme chez les humains d'âge, de sexe et de antécédents génétiques différents, ainsi que sur les changements observés dans les cellules graisseuses brunes dans différentes maladies. L'objectif de cette étude est de répondre à ces questions et à des questions connexes.