Sensibilité à l'insuline et métabolomique lors de l'administration orale de glucose et d'une perfusion intraveineuse graduée

L'incidence de l'obésité et des troubles métaboliques associés à l'obésité tels que la résistance à l'insuline et le diabète de type 2 augmente dans le monde entier. À ce jour, la chirurgie bariatrique est le seul traitement de l'obésité qui entraîne une perte de poids à long terme. De plus, il a été rapporté que la chirurgie bariatrique favorise la rémission du diabète de type 2 et constitue un traitement plus efficace que les médicaments standard pour le diabète de type 2. Étonnamment, l'amélioration de l'homéostasie du glucose après certaines procédures de chirurgie bariatrique se produit avant que la perte de poids ne soit atteinte. Les mécanismes à l'origine de cette amélioration ne sont pas encore clairs, mais une étude récente indique que le contournement du jéjunum pourrait jouer un rôle important dans l'homéostasie du glucose. De plus, les protéines dérivées du jéjunum présentes dans le sérum chez l'homme et la souris induisent une résistance à l'insuline dans les cultures cellulaires de myocytes et chez la souris. Ceci pris ensemble indique que l'intestin peut jouer un rôle important dans l'homéostasie du glucose dans le diabète sucré de type 2.

La métabolomique a récemment été considérée comme l'une des technologies les plus appropriées pour étudier des maladies complexes telles que le diabète sucré de type 2, car elle représente un portrait fonctionnel en temps réel des organismes. Des études antérieures ont montré que différents métabolites et acides biliaires pourraient être impliqués dans la régulation de l'homéostasie du glucose. Il est donc possible que l'intestin régule les métabolites qui pourraient être impliqués dans l'intolérance au glucose et le diabète sucré de type 2.

Les objectifs spécifiques de ce projet de recherche sont :

Objectif 1 : Démontrer que le glucose ingéré par voie orale induit une résistance à l'insuline et déterminer si cette régulation de l'homéostasie du glucose diffère entre les sujets ayant une tolérance normale au glucose, une tolérance altérée au glucose et les sujets atteints de diabète sucré de type 2.

Objectif 2 : Identifier les métabolites régulés par l'intestin qui sont associés à une tolérance altérée au glucose et au diabète sucré de type 2.

Pour atteindre cet objectif, les différences de cinétique du glucose seront étudiées lorsque le glucose est administré par voie orale (dans un test de tolérance au glucose par voie orale, OGTT) par rapport à une perfusion intraveineuse de glucose graduée, où les taux de glucose plasmatique sont maintenus dans la même plage que pendant l'OGTT, chez les sujets présentant une tolérance au glucose normale (n = 8), une tolérance au glucose altérée (n = 8) et un diabète sucré de type 2 (n = 8).

La cinétique basale du glucose sera d'abord évaluée par la technique du double traceur de glucose. Dans la partie basale des tests de tolérance au glucose, le traceur de glucose n° 1 sera perfusé, puis suivi soit d'une perfusion continue et d'une augmentation progressive de la charge orale en glucose (25 g, 75 g et 125 g avec un intervalle de 2 h pendant l'HGPO) avec un traceur de glucose n° 2 ou une perfusion intraveineuse graduée de traceur de glucose où la glycémie est ajustée à celle obtenue lors des HGPO.

La chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse sera utilisée pour mesurer l'enrichissement isotopique des traceurs de glucose. L'insuline, le glucagon, le peptide 1 de type glucagon total (GLP-1) et le peptide C seront mesurés par radioimmunodosages à plusieurs reprises au cours des tests de tolérance au glucose. La cinétique du glucose, y compris la production endogène de glucose, la sensibilité à l'insuline et la sécrétion d'insuline, sera calculée. Les différences de cinétique du glucose entre l'administration orale et intraveineuse de glucose seront calculées et comparées chez des sujets présentant une tolérance au glucose normale, une tolérance au glucose altérée ou un diabète sucré de type 2.

L'analyse de la métabolomique sera effectuée dans le plasma prélevé au cours de l'OGTT et de la perfusion intraveineuse de glucose graduée. Les métabolites dans les échantillons de plasma seront analysés à l'aide de deux plates-formes analytiques de profilage global et d'une plate-forme de profilage ciblé. La chromatographie en phase gazeuse bidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol (GCxGC-TOFMS) sera réalisée pour mesurer les petits métabolites polaires. Les lipides moléculaires seront évalués par une plateforme mondiale utilisant la chromatographie liquide ultra performante couplée au quadripôle-TOFMS (UPLC-QTOFMS). Une plateforme ciblée basée sur l'UPLC couplée à la SM triple quadripôle (UPLC-QqQMS) sera réalisée pour quantifier les formes non conjuguées et conjuguées des acides biliaires.

Les différences dans les métabolites plasmatiques pendant l'OGTT et la perfusion intraveineuse de glucose graduée seront étudiées pour évaluer les informations sur une éventuelle régulation par l'intestin et les résultats seront comparés chez des sujets présentant une tolérance au glucose normale, une tolérance au glucose altérée et des sujets atteints de diabète sucré de type 2.

Signification Les résultats attendus de cette étude démontreront que l'intestin joue un rôle important dans l'homéostasie du glucose et que ce système est dérégulé dans le diabète de type 2. Plus important encore, de nouveaux facteurs dérivés ou régulés par l'intestin qui régulent la résistance à l'insuline et la tolérance au glucose seront identifiés et pourraient être des cibles possibles pour de futures thérapies antidiabétiques.