Les modes de vie modernes et les changements alimentaires ont considérablement augmenté la consommation d'aliments riches en graisses, contribuant à une forte augmentation de la prévalence de l'obésité, du diabète et des troubles métaboliques. De plus, un régime riche en graisses (HFD) est lié aux déficiences cognitives et à la neurodégénérescence et s'est avérée aggraver la pathologie de la maladie d'Alzheimer – une condition neurodégénérative progressive dans des modèles de souris. Pourtant, les mécanismes sous-jacents restent largement insaisissables.
L'autophagie, un processus crucial de recyclage cellulaire, aide à maintenir la santé neuronale. Des études récentes ont montré que l'autophagie altérée contribue à la neurodégénérescence et au déclin cognitif. Mais l'autophagie est-elle liée aux déficits cognitifs induits par le HFD?
Pour répondre à cette question, des chercheurs de l'Université de Chiba, au Japon, ont examiné les effets du HFD sur l'autophagie et la formation de mémoire en utilisant Drosophilel'humble mouche des fruits, en tant que système modèle. Les études de rongeurs se sont principalement concentrées sur des régions spécifiques du cerveau, laissant l'impact plus large des HFD sur le système nerveux inexploré. Pour combler cet écart, les chercheurs ont utilisé Drosophile, Compte tenu de sa facilité de manipulation génétique, de la durée de vie courte, des voies métaboliques et neuronales conservées avec des mammifères et des évaluations de mémoire bien validées.
Le professeur agrégé Ayako Tonoki et son équipe, y compris les doctorants Tong Yue, Minrui Jiang et Kotomi Onuki, de la Graduate School of Medical and Pharmaceutical Sciences, ainsi que le professeur Motoyuki Itoh de la Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Chiba University, Japon, ont récemment publié leurs découvertes dans le volume 21, le numéro 8 du Journ PLOS Genetics le 18 août 2025. « Nos résultats suggèrent que le déclin cognitif induit par le régime n'est pas irréversible et peut être amélioré par des interventions de style de vie qui favorisent l'autophagie, comme l'exercice ou le jeûne intermittent. Cette recherche peut sensibiliser le public aux risques cognitifs de HFD et fournir de nouvelles informations sur les stratégies préventives potentielles contre les troubles métaboliques et neurodégènes, » « explique le Dr Tonoki.
Les chercheurs ont maintenu les mouches sur une alimentation normale ou un HFD pendant sept jours et ont examiné leur lipide-triacylglycérol (TAG) et les niveaux de glucose circulants. Les mouches nourries au HFD avaient notamment des niveaux de TAG et de glucose significativement plus élevés ainsi qu'une accumulation de lipides intestinaux plus élevée, ce qui suggère que le HFD a modifié le métabolisme du glucose et des lipides.
Ensuite, les chercheurs ont examiné les effets du HFD sur la formation de la mémoire en conditionnant les mouches vers diverses odeurs et en évaluant leur courte durée (3 minutes après l'exposition), à terme intermédiaire (3 heures après l'exposition) et à long terme (24 heures après l'exposition) mémoire (STM, ITM et LTM, respectivement). Des tubes d'odeur spécifiques ont été associés à un appareil de choc électrique pour le renforcement comportemental. Notamment, les mouches nourries au HFD présentaient des ITM et LTM altérés, tandis que STM est resté non affecté.
Pour élucider le rôle de l'autophagie dans les troubles de la mémoire induits par le HFD, les chercheurs ont quantifié les niveaux de protéines liées à l'autophagie. Ils ont constaté que les niveaux de protéine REF (2) PA dégradaient normalement par l'autophagie, il a augmenté de manière significative chez les mouches nourries au HFD. Dans le même temps, le rapport ATG8A-II / I, un marqueur de la formation d'autophagosome (recyclage), a été nettement plus faible, indiquant un dysfonctionnement autophagique. De plus, la suppression temporaire de la protéine d'autophagie ATG1 dans les neurones adultes a sélectivement réduit l'ITM sans affecter STM, conformément aux effets observés sous l'alimentation HFD, ce qui suggère qu'une réduction temporaire de l'activité autophagique neuronale à l'âge adulte est suffisante pour provoquer une baisse de la mémoire. À l'inverse, augmenter l'autophagie en surexprimant ATG1, en supprimant l'inhibiteur de l'autophagie Rubicon ou en traitant avec l'inducteur d'autophagie, la rapamycine améliorée les déficits de mémoire chez les mouches nourries au HFD. Ces résultats suggèrent que les déficits de mémoire induits par le HFD peuvent être inversés en améliorant l'activité autophagique.
Pour mieux comprendre comment le HFD perturbe l'autophagie, les chercheurs ont examiné le stade final de l'autophagie – la fusion des autophagosomes et des lysosomes en autolysosomes, où les teneurs cellulaires sont dégradées et recyclées. Notamment, les mouches nourries au HFD ont montré des autophagosomes et des lysosomes abondants, mais aucun changement dans le nombre d'autolysosomes, indiquant que la déficience induite par le HFD dans l'autophagie était probablement due à la fusion défectueuse des autophagosomes et des lysosomes. Fait intéressant, l'analyse de l'expression des gènes a révélé que les gènes liés à la signalisation du lysosome étaient significativement régulés à la baisse chez les mouches nourries au HFD. Enfin, l'inhibition de la fonction lysosomale a considérablement réduit l'ITM.
Dans l'ensemble, ces résultats fournissent de nouvelles informations sur la façon dont le HFD induit des déficits de mémoire par une déficience autophagique et lysosomale. La lutte contre les risques cognitifs associés au HFD peut aider à la prévention précoce des maladies neurodégénératives.
Le Dr Tonoki conclut en disant: « Cette recherche fait progresser notre compréhension de la façon dont les habitudes alimentaires influencent la santé du cerveau. Nos résultats peuvent également accélérer l'identification des interventions améliorant l'autophagie, y compris des nutriments spécifiques et des agents thérapeutiques pour lutter contre le déclin cognitif induit par le régime alimentaire et préserver la cognition dans la population vieillissante. «
