Une semaine de jus de sureau a déclenché des centaines de gènes métaboliques supplémentaires après les repas, suggérant des liens possibles vers un contrôle amélioré du glucose et de l'oxydation des graisses chez les personnes en surpoids.
Étude: L'intervention des jus de sureau d'une semaine favorise la flexibilité métabolique dans le transcriptome des adultes en surpoids lors d'un défi de repas. Crédit d'image: Alex Prokopenko / Shutterstock.com
Dans une étude récente publiée dans Nutrimentsles chercheurs ont examiné comment le jus de sureau (EBJ) modifie la réponse transcriptionnelle à l'alimentation et au jeûne.
La flexibilité métabolique est définie comme une commutation efficace entre les sources de carburant en réponse à l'évolution des demandes d'énergie et à la disponibilité des nutriments. C'est un déterminant clé de la santé métabolique. La flexibilité métabolique permet aux individus en bonne santé d'utiliser du glucose à l'état nourri et de passer à l'oxydation des acides gras pendant le jeûne. La perte de flexibilité métabolique entraîne plusieurs troubles métaboliques.
Les anthocyanes sont de plus en plus étudiées pour leur rôle dans la flexibilité métabolique. Les Elderberries noires américaines ont les niveaux les plus élevés d'anthocyanes et ont été rapportés pour améliorer la santé métabolique. Les auteurs ont précédemment montré que la consommation d'EBJ améliorait plusieurs indices de flexibilité métabolique chez les adultes en surpoids, bien que les mécanismes moléculaires sous-jacents soient inconnus.
À propos de l'étude
La présente étude a exploré comment EBJ modifie la réponse transcriptionnelle à l'alimentation et au jeûne. Les adultes obèses et en surpoids ont terminé un essai croisé randomisé et contrôlé par placebo, qui a comparé l'apport quotidien d'EBJ à un placebo. Chaque bras d'étude a duré sept jours, dont quatre jours d'une alimentation entièrement contrôlée et une période de lavage de trois semaines entre les bras.
Le huitième jour de chaque bras, un test de tolérance aux repas a été administré, qui comprenait un petit-déjeuner à glucides élevé plus l'EBJ ou le placebo. Les réponses transcriptomiques ont été évaluées en utilisant le séquençage d'ARN des cellules mononucléaires du sang périphérique de 10 participants. Des échantillons à jeun et postprandiaux ont été utilisés pour le séquençage d'ARN. De plus, l'équipe a effectué une analyse de l'expression génique différentielle.
Les changements d'expression génique pertinents pour la régulation métabolique ont été identifiés à l'aide d'une stratégie de filtrage basée sur la voie basée sur l'encyclopédie définie par la littérature et Kyoto des gènes et des fonctions métaboliques des génomes (KEGG). Une analyse d'enrichissement de l'ontologie génétique (GO) a été réalisée pour identifier les réponses cellulaires coordonnées. Des voies pertinentes pour la flexibilité métabolique modifiée par EBJ ou placebo ont été identifiées en utilisant l'analyse d'enrichissement des ensembles de gènes (GSEA).
Résultats
L'équipe a identifié 1 512 gènes exprimés différentiellement (DEG) dans le groupe EBJ et 350 degs dans le groupe placebo pendant la transition des États à jeûne aux États nourris. Les comparaisons entre le placebo et l'EBJ ont identifié deux degs à l'état de la Fed mais aucun à l'état à jeun. Cartographier les degs des voies définies par la littérature et KEGG a identifié respectivement les gènes métaboliques 234 et 59 dans les groupes EBJ et placebo.
Les deux groupes ont considérablement enrichi diverses voies, bien que le groupe EBJ ait montré une représentation au niveau des gènes plus élevée. Trois parmi les cinq premiers gènes significativement régulés dans les deux groupes ont été partagés: le récepteur de type immunoglobuline leucocytaire A4 (Lilra4), la pyruvate déshydrogénase kinase 4 (Pdk4), et périlipine 2 (Plin2)); Chacun a présenté une réglementation plus forte (vers le bas) dans le groupe EBJ.
De plus, les échantillons nourris par EBJ ont montré une régulation positive unique de la famille de la famille Solute Carrier 2 (SLC2A3) et le coactivateur PPARG 1 bêta (PPARGC1B). Les termes de processus biologiques de GO multiple ont montré un enrichissement significatif parmi les gènes régulés à la hausse dans le groupe EBJ; Ceux-ci comprenaient la réponse cellulaire aux composés d'azote, la régulation de la cible de la signalisation de la rapamycine (TOR), de la signalisation des récepteurs de l'insuline, de la réponse aux facteurs de croissance et de la réponse cellulaire au stimulus de l'insuline.
Les voies immunitaires, notamment le récepteur de reconnaissance de motifs et les voies de signalisation activant la réponse immunitaire innée, ont également montré une régulation positive significative dans le groupe EBJ. Les processus régulés à la baisse comprenaient l'assemblage du complexe protéine-ARN, l'organisation du complexe de protéines-ARN et la biogenèse du complexe ribonucléoprotéine. Dans la catégorie des composants cellulaires, la synapse immunologique a été significativement enrichie parmi les gènes régulés à la hausse dans le groupe EBJ.
Plusieurs gènes liés aux ribosomes ont été significativement enrichis parmi les gènes régulés à la baisse dans le groupe EBJ, parallèlement à l'expression réduite de la phosphorylation oxydative et des gènes du cycle TCA, que les auteurs interprètent dans le cadre des réponses adaptatives à l'alimentation. Dans la catégorie des fonctions moléculaires, diverses activités liées à la kinase ont été significativement enrichies parmi les gènes régulés à la hausse du groupe EBJ; Ceux-ci comprenaient l'activité des protéines kinases, l'activité des protéines sérine / thréonine kinase, l'activité des histones kinases, l'activité modifiant les histones et la liaison de la guanosine 5'-diphosphate (PIB).
Le constituant ribosome structurel a été enrichi parmi les gènes régulés à la baisse dans le groupe EBJ. Dans le groupe placebo, il y a eu des changements importants dans les termes de processus biologiques en réponse à l'alimentation. La régulation négative de la voie sécrétoire régulée et la régulation négative de l'exocytose étaient les processus biologiques régulés à la hausse. La liaison du PIB a été significativement enrichie parmi les gènes régulés à la hausse dans la catégorie de la fonction moléculaire.
Le groupe placebo n'a eu aucun changement significatif dans la catégorie des composants cellulaires. GSEA a montré que 27 voies étaient significativement liées à la flexibilité métabolique dans le groupe EBJ par rapport à sept dans le groupe placebo. Les voies du groupe EBJ comprenaient l'autophagie, la phosphorylation oxydative, la dégradation des acides gras et l'insuline, la boîte de tête de la tête (FOXO), la protéine kinase activée par AMP (AMPK), le TOR mécaniste (mTOR) et les voies de signalisation des adipocytokines, entre autres.
Conclusions
L'étude a fourni une analyse transcriptomique complète des effets de l'EBJ sur la flexibilité métabolique en réponse à un test de tolérance aux repas. Les résultats indiquent que l'apport EBJ peut améliorer la réponse transcriptionnelle à l'alimentation, avec environ quatre fois plus de degs pendant la transition d'état à jeûne à jeûne que le placebo.
Cependant, les auteurs soulignent que les cellules mononucléaires du sang périphérique sont dérivées de l'immunité et servent de substituts des réponses systémiques, et non des mesures directes des tissus métaboliques. Ils notent également que les résultats transcriptomiques contrastaient parfois avec leurs résultats cliniques antérieurs montrant que l'EBJ a amélioré la tolérance au glucose et l'oxydation des graisses, mettant en évidence la complexité de l'intégration des résultats moléculaires et physiologiques.
Compte tenu de la petite taille de la cohorte de séquençage de l'ARN, ces résultats peuvent être considérés comme exploratoires; Des études plus importantes sont nécessaires pour corroborer ces résultats.
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