Dans une étude récente publiée dans Nature, Les chercheurs examinent le rôle du jeûne et de la cétogenèse dans la régulation de la synthèse des protéines et ses implications potentielles pour le traitement du cancer.
Étude: Le remodelage du translatome contrôle le régime alimentaire et son impact sur la tumorigenèse. Crédit d’image : Fan de Vink/Shuttersotck.com
Sommaire
Les bienfaits du jeûne pour la santé
Le jeûne a toujours été recommandé pour ses bienfaits pour la santé, les témoignages remontant à la Grèce antique.
Les bienfaits du jeûne pour la santé peuvent être attribués au « recâblage métabolique », au cours duquel le corps utilise les corps cétoniques comme source d’énergie au lieu du glucose. Cela stimule la perte de poids, réduit l’inflammation, améliore la fonction cérébrale et peut protéger contre le cancer. Le jeûne peut également favoriser la santé intestinale en favorisant un microbiome plus sain et plus diversifié, soutenir la régulation d’hormones clés, notamment l’hormone de croissance humaine (HGH), la leptine et la ghréline, ainsi qu’augmenter la longévité grâce à ses effets anti-âge.
Le jeûne, un régime alimentaire riche en graisses et pauvre en glucides et l’exercice physique peuvent induire la cétogenèse, qui intervient dans diverses voies de signalisation cellulaire. Malgré des recherches approfondies sur les mécanismes biologiques qui peuvent être responsables des bienfaits du jeûne pour la santé, on ne sait toujours pas comment cette approche alimentaire modifie le protéome.
Effets du jeûne sur la traduction des protéines
Pendant le jeûne, les niveaux d’acides gras augmentent en raison de la dégradation des graisses, fournissant ainsi une source alternative de production d’énergie.
Le jeûne inhibe également la voie de la cible mammalienne de la rapamycine (mTOR), une kinase traditionnellement impliquée dans la synthèse et la traduction des protéines. L'activité réduite de mTOR pendant le jeûne conduit ensuite à une synthèse réduite des protéines, en particulier dans le foie.
Cependant, la synthèse de certaines protéines hépatiques augmente pendant le jeûne, un effet qui est médié par la phosphorylation du facteur d'initiation de la traduction eucaryote 4E (P-eIF4E). P-eIF4E joue un rôle crucial dans la régulation de la traduction de diverses protéines essentielles à la production de cétones.
Qu'est-ce que P-eIF4E ?
Les acides gras à longue chaîne produits au cours de la cétogenèse se lient à la protéine kinase activée par l'adénosine monophosphate (AMP) (AMPK), qui active le glucose et augmente l'absorption des acides gras pendant les états de faible énergie. L'activité AMPK active également la protéine kinase interagissant avec la protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK) (MNK), qui phosphoryle l'eIF4E ; par conséquent, l'AMPK est un régulateur clé de la cétogenèse via P-eIF4E.
Cette voie, autrement appelée axe AMPK-MNK-eIF4E, est un aspect crucial de la traduction sélective des protéines qui se produit pendant les états cétogènes comme le jeûne. L'augmentation des niveaux de P-eIF4E pendant le jeûne entraîne une augmentation de la traduction d'acides ribonucléiques messagers (ARNm) spécifiques impliqués dans le catabolisme des lipides et la production de corps cétoniques. La liaison de P-eIF4E aux éléments régulateurs de la traduction dans les régions 5' non traduites (5' UTR) régule à la hausse ces gènes.
Métabolisme du cancer et axe AMPK-MNK-eIF4E
Certains cancers, notamment ceux qui naissent dans le pancréas, peuvent s'adapter aux environnements pauvres en glucose en convertissant leur source d'énergie en corps cétoniques. Au cours de cette forme de métabolisme, les cellules cancéreuses peuvent compter sur P-eIF4E pour leur croissance et leur métastase.
Dans le but d'élucider le rôle de la cétogenèse dans la survie et la prolifération des cellules cancéreuses, les chercheurs de l'étude actuelle ont exploré les effets anticancéreux potentiels de l'inhibiteur de P-eIF4E, le tomivosertib. À cette fin, le traitement au tomivosertib a entraîné une réduction significative des taux de P-eIF4E et de la cétogenèse chez la souris ; cependant, aucun effet significatif sur le poids corporel ou les taux de glycérol et d'acides gras dans le sang n'a été observé.
Ainsi, l’inhibition de P-eIF4E conduit à une traduction réduite des ARNm impliqués dans la cétogenèse, ce qui empêche ensuite la production de cétones et affecte le métabolisme des lipides impliqués dans la croissance des cellules cancéreuses.
Conclusions
L'étude actuelle démontre le rôle crucial de l'axe AMPK-MNK-eIF4E dans la liaison du métabolisme lipidique à la traduction sélective des protéines pendant le jeûne et la cétogenèse. Par cette voie, P-eIF4E soutient l'homéostasie dans le foie en facilitant la production et la libération de corps cétoniques comme source d'énergie alternative lorsque le glucose n'est pas disponible.
À l’avenir, les chercheurs de l’étude actuelle prévoient que la combinaison d’un régime cétogène et d’un traitement par inhibiteur de P-eIF4E pourrait potentiellement traiter le cancer du pancréas. Bien que l’étude actuelle n’ait examiné que le rôle de la cétogenèse et de P-eIF4E dans le contexte du cancer du pancréas, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si ce type de régulation translationnelle s’étend à d’autres cancers et types de tissus que les cellules hépatiques.
Nos résultats dévoilent une nouvelle voie de signalisation induite par les acides gras qui active la traduction sélective, qui sous-tend la cétogenèse et fournit une thérapie d'intervention diététique personnalisée pour le cancer.”
