Dans une étude récente publiée dans la revue Métabolisme naturelune équipe de chercheurs a effectué un profilage longitudinal détaillé et une analyse du lipidome à l’aide d’échantillons de plasma provenant de plus d’une centaine de participants sur neuf ans pour comprendre les rôles de divers types de lipides dans la santé, le vieillissement et la maladie chez l’homme.
Étude : Altérations dynamiques du lipidome associées à la santé humaine, à la maladie et au vieillissement. Crédit d’image : Vladimir Sukhachev/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les lipides jouent un rôle essentiel dans le corps humain dans des processus tels que la signalisation cellulaire, le maintien de la structure cellulaire et l’énergétique. Ils peuvent avoir des origines exogènes ou endogènes et se présenter sous différentes formes et tailles, avec des sous-classes comprenant les triacylglycérols, les phosphatidyléthanolamines, les esters de cholestérol, les lysophosphatidylcholines, les céramides et les lysophosphatidyléthanolamines. Cependant, malgré le rôle essentiel que jouent les lipides dans le corps humain, il existe peu d’informations sur l’évolution des lipides chez les individus au fil du temps et en relation avec les maladies.
Le développement de nouvelles technologies en omique à haut débit a permis d’étudier la physiologie humaine et les changements qui se produisent dans le paysage moléculaire au cours d’une maladie. Cependant, même si le séquençage de nouvelle génération et les nouvelles stratégies en spectrométrie de masse ont rendu l’étude de la génomique et de la protéomique plus accessibles et plus rentables, la diversité complexe des métabolites dans l’organisme constitue un défi dans la compréhension de la métabolomique. Les lipides constituent une partie majeure du métabolome et jouent un rôle important dans la médiation des processus inflammatoires, ce qui rend la compréhension des modifications longitudinales du lipidome essentielle à la compréhension des physiopathologies des maladies.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont caractérisé les profils lipidiques de plus de 100 participants sur une période de neuf ans, en utilisant une approche de spectrométrie de masse pour mesurer rigoureusement, quantitativement et rapidement un large éventail de lipides. Des échantillons de plasma ont été utilisés pour le profilage lipidique et collectés à dix moments différents au cours des neuf années auprès du groupe de participants, qui comprenait des individus présentant une résistance et une sensibilité à l’insuline.
Des échantillons de plasma ont été collectés tous les trois mois lorsque les participants étaient en bonne santé et trois à sept fois sur trois semaines lorsqu’un participant n’était pas bien. Outre le profil lipidique, d’autres paramètres de laboratoire clinique ont également été mesurés pour chaque échantillon. De plus, 62 chimiokines, cytokines et facteurs de croissance ont également été profilés pour chaque échantillon puisque les échantillons ont été obtenus pendant des périodes de maladie ou de stress.
Un pipeline lipidomique quantitatif à haut débit comprenant un spectromètre de masse triple quadripôle a été utilisé pour réaliser le profilage lipidique, ainsi qu’un dispositif permettant d’effectuer une séparation de mobilité différentielle. Cette méthode peut effectuer la quantification et l’identification de plus d’un millier de lipides appartenant à 16 sous-classes, notamment les lysophosphatidylcholines, les acides gras libres, les triacylglycérides, les diacylglycérols et divers types de céramides, entre autres.
Le lipidome de base a été caractérisé pour la première fois à l’aide de 802 échantillons sains obtenus auprès de 96 participants n’ayant signalé aucune maladie aiguë au début de l’étude. En outre, les sous-classes de lipides qui présentaient le plus haut degré de différence entre les individus ont également été observées afin de comprendre dans quelle mesure la variation pouvait être attribuée aux différences entre les participants. L’association entre le profil global du lipidome dérivé des mesures de base saines et les autres mesures cliniques a également été examinée, et pour les lipides qui présentaient une corrélation négative avec les mesures cliniques, les chercheurs ont également examiné l’association entre le lipide et le microbiome.
Résultats
Les résultats ont indiqué que le vieillissement, la résistance à l’insuline et les infections virales du système respiratoire étaient associés à des changements dynamiques dans le lipidome. Ces observations suggèrent que les lipides jouent un rôle important dans la régulation de l’inflammation et l’homéostasie du système immunitaire. De plus, l’homéostasie immunitaire s’est avérée perturbée chez les individus présentant une résistance à l’insuline, l’association entre les marqueurs cliniques et les lipides montrant également des altérations et diverses sous-classes de lipides montrant des changements accélérés au cours du vieillissement.
Les chercheurs ont découvert que les sous-classes lipidiques jouent des fonctions biologiques spécifiques et que les profils lipidiques conventionnels mesurés cliniquement manquent souvent de la résolution requise pour comprendre la santé métabolique. Les résultats ont également montré que les phosphatidyléthanolamines liées aux esters, qui sont également des antioxydants connus pour être impliqués dans la signalisation cellulaire, étaient corrélées à des phénotypes sains présentant des taux élevés de lipoprotéines de haute densité et une faible glycémie à l’état d’équilibre.
En outre, les niveaux de phosphatidyléthanolamines liées aux esters diminuaient dans les premiers stades de l’infection, entraînant une augmentation de l’inflammation, et les phosphatidyléthanolamines présentaient également une résistance à l’insuline ou une sensibilité à l’insuline et des signatures liées au sexe avec le vieillissement.
Conclusions
Dans l’ensemble, cette analyse longitudinale complète du lipidome utilisant un large échantillon a révélé que les lipides jouent un rôle essentiel dans la santé et la maladie et peuvent servir de biomarqueurs et de cibles importants pour les stratégies préventives et thérapeutiques. En outre, des sous-classes spécifiques de lipides présentaient également des signatures spécifiques à l’âge et au sexe, indiquant la nécessité d’approches thérapeutiques différentielles.
