Des chercheurs de l’Université du Texas à El Paso ont réussi à cartographier des régions spécifiques du cerveau qui sont activées en association avec des modifications de la glycémie ; également connu sous le nom de glucose -; fournir des informations de localisation fondamentales qui pourraient finalement conduire à des thérapies plus ciblées pour les personnes aux prises avec des maladies comme le diabète.
L’étude historique de 13 ans, publiée dans le Journal de médecine clinique, décrit comment l’équipe a utilisé une analyse microscopique minutieuse pour identifier des populations de cellules spécifiques dans le cerveau qui semblent répondre aux changements rapides de la glycémie.
Arshad M. Khan, Ph.D., professeur associé à l’UTEP en sciences biologiques, et une équipe de son laboratoire, dirigée par le doctorant Geronimo Tapia, ont passé la dernière décennie à poursuivre les travaux réalisés pour la première fois par des étudiants chercheurs de l’Université de Californie du Sud (USC ), où Khan a travaillé avant de rejoindre la faculté de l’UTEP.
Avec l’aide de deux membres supplémentaires de l’équipe – le professeur adjoint de recherche UTEP Sivasai Balivada, Ph.D., et Richard H. Thompson, Ph.D. de l’USC. – l’équipe a découvert ce qu’elle pense être des populations de cellules sensibles au glucose dans le cerveau et a soigneusement cartographié leurs emplacements dans un atlas cérébral en libre accès.
Les résultats de l’étude représentent une étape importante vers une cartographie cérébrale globale uniforme et l’évaluation des réponses cellulaires à la glycémie chez les patients diabétiques, a expliqué Khan.
« Je suis reconnaissant au travail acharné de tous mes contributeurs au fil des ans, à la fois lorsque j’étais à l’USC et maintenant ici à l’UTEP », a déclaré Khan. « Connaître enfin les coordonnées exactes de ces structures dans un atlas cérébral en libre accès signifie que ces connaissances spatiales peuvent désormais être utilisées par la communauté scientifique pour le ciblage affiné de futures interventions cliniques ou thérapeutiques pour les personnes souffrant de fluctuations de la glycémie et de prédiabète.
Khan a ajouté: « Trouver ces cellules, c’est un peu comme surveiller les capteurs de carburant d’une voiture lorsque son niveau de carburant augmente ou diminue. La prochaine étape consistera à trouver le câblage qui relie ces capteurs à d’autres parties du cerveau, une tâche pour laquelle nous sommes déjà au travail. »
L’équipe de Khan a pu suivre les changements de glycémie dans les régions réactives du cerveau en 15 minutes, un processus qui prenait auparavant des heures en raison des limites des biomarqueurs utilisés pour détecter ces changements.
Le locus coeruleus (latin pour « lieu bleu ») – ; une région du cerveau ainsi nommée en raison de la couleur unique de ses tissus – ; produit de la noradrénaline, un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans l’éveil, l’attention et la réponse du corps au stress. Dans l’étude, le locus coeruleus s’est avéré être l’une des rares régions sensibles au début des changements de glycémie, ce qui suggère qu’il s’agit d’un centre d’éveil important pour les personnes atteintes de diabète de type I et de type II lorsqu’elles subissent des altérations potentiellement mortelles de leur glycémie.
De telles altérations surviennent souvent lorsque les diabétiques s’auto-injectent de l’insuline, un traitement hormonal qui normalise leur glycémie élevée, mais qui peut aussi les faire chuter dangereusement s’ils sont mal dosés.
La nouvelle connaissance de cette région du cerveau pourrait finalement aider les chercheurs à surveiller et à intervenir lors des effets les plus dangereux des variations de la glycémie qui surviennent comme une complication courante de la gestion du diabète.
Cette recherche est très importante dans notre région frontalière parce qu’il y a une forte prévalence d’obésité et de diabète dans nos communautés. Notre objectif est d’identifier exactement où certains processus se produisent dans le cerveau afin que nous puissions développer des thérapies, des technologies ou des produits pharmaceutiques qui aident. »
Jessica Salcido Padilla, co-auteur de l’étude et étudiante diplômée, Khan Lab, Université du Texas à El Paso
La recherche de Khan a été soutenue par trois bourses des National Institutes of Health (NIH) et par des fonds et des installations d’imagerie disponibles auprès du Border Biomedical Research Center de l’UTEP, qui se concentre sur la recherche biomédicale pertinente pour la région de Paso del Norte.
Les fonds du NIH comprenaient des ressources pour l’imagerie et l’analyse microscopiques, des logiciels de cartographie et des outils informatiques utilisés par les assistants de recherche et le personnel de recherche des étudiants diplômés, ainsi que le soutien aux frais de scolarité des étudiants qui ont produit les données de cette étude.
« Ce travail important du Dr Khan et de son équipe illustre l’engagement de notre collège – et de notre université – envers l’avancement de la découverte de la valeur publique », a déclaré Robert Kirken, Ph.D., doyen du Collège des sciences de l’UTEP. « Je les félicite sincèrement pour la conclusion fructueuse de leur étude, et je suis plein d’espoir et enthousiaste quant aux thérapies cliniques que leurs découvertes permettront. »
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