Dans un article récent publié dans Nutriments, les chercheurs ont évalué les effets bénéfiques à long terme du jeûne intermittent (IF) sur la neuroinflammation, les troubles cognitifs et les déficits de mémoire chez des souris nourries avec un régime riche en graisses (HFD).
De plus, ils ont utilisé des souris nourries avec HFD présentant une fuite de la barrière hémato-encéphalique (BBB) pour examiner les effets de l’IF sur la diaphonie entre l’accumulation de macrophages liée à la mort des adipocytes et l’inflammation de l’hippocampe dans l’encéphalopathie diabétique.
Étude: Le jeûne intermittent réduit la neuroinflammation et les troubles cognitifs chez les souris nourries à un régime riche en graisses en régulant à la baisse la lipocaline-2 et la galectine-3. Crédit d’image : vetre/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
L’obésité et le diabète de type 2 (DT2) sont bien reconnus pour leurs effets néfastes sur la cognition et la mémoire. De plus, ces dysfonctionnements métaboliques augmentent la perméabilité de la BHE, ce qui exacerbe encore la neuroinflammation et les déficits de mémoire.
Ainsi, la perturbation de la BHE de l’hippocampe est considérée comme un biomarqueur précoce des déficits de mémoire et des troubles cognitifs liés au diabète.
Des études ont montré que deux protéines, la lipocaline-2 (LCN2) et la galectine-3 (GAL3), pourraient être impliquées dans ces manifestations neurologiques.
La première, une lipocaline apparentée à la gélatinase, est sécrétée par les adipocytes, notamment les neutrophiles et les macrophages, tandis que diverses cellules expriment GAL-3 pour la régulation immunitaire.
Plusieurs études antérieures ont rapporté que des niveaux élevés de médiateurs pro-inflammatoires, tels que LCN2 et GAL-3, favorisaient la neuroinflammation en déclenchant l’activation néfaste des neutrophiles/microglies dans le cerveau diabétique via une fuite de BBB.
En d’autres termes, ces protéines pourraient entretenir une relation fonctionnelle avec le tissu adipeux.
Ainsi, les chercheurs postulent que LCN2 et GAL3 sont associés à l’obésité et à l’inflammation chronique liée au DT2. Lors de l’induction via HFD, les LCN2 et GAL3 en circulation envahissent la BBB qui fuit et activent les cellules microgliales, entraînant une neuroinflammation locale.
Par la suite, ces cellules sécrètent des niveaux élevés de facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), qui exacerbent la neuroinflammation, compromettant davantage la perméabilité de la BBB, ce qui altère davantage la cognition et la mémoire.
Récemment, l’IF, une modification alimentaire, a attiré l’attention pour son potentiel à exercer des effets neuroprotecteurs chez les patients atteints de DT2 et d’obésité.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des souris nourries avec HFD pour étudier les mécanismes exacts par lesquels l’IF chronique exerce des effets neuroprotecteurs sur la neuroinflammation médiée par LCN2 et GAL3 et l’infiltration des macrophages du tissu adipeux.
L’équipe a divisé toutes les souris testées en groupes de régime normal (ND), HFD et HFD + IF (HIF), chaque groupe comportant respectivement 10, 10 et 12 souris mâles C57BL/6 âgées de trois semaines. Les souris HFD tiraient 60 % de leur énergie totale (mesurée en kilocalories [kcal]) de la graisse.
Pour les souris des groupes ND et HFD, le protocole d’étude exigeait que les souris soient nourries avec un ND/HFD pendant 30 semaines, et les souris du groupe HIF soient d’abord nourries avec un HFD pendant huit semaines, puis passent au protocole IF dans lequel elles sont alternativement nourries et soumises. au jeûne de 24 heures pendant 22 semaines.
L’équipe a mesuré l’apport alimentaire et énergétique un jour sur deux pendant 16 semaines après la fin du régime IF. Ils ont sacrifié toutes les souris âgées de 34 semaines.
D’autres tests effectués sur les tissus de souris étaient l’EchoMRI, qui quantifiait leur masse grasse corporelle, le test de tolérance à l’insuline (ITT) et le test de tolérance au glucose (GTT), qui permettait de déterminer leur glycémie.
De même, un test immuno-enzymatique (ELISA) a permis d’évaluer les taux de protéines sériques de toutes les souris, en particulier LCN2, GAL3 et la métalloprotéinase matricielle 9 (MMP9).
De plus, les chercheurs ont utilisé le Terminal Deoxynucléotidyl Transferase Dutp Nick end Labeling (TUNEL) test pour mesurer l’étendue de sur place apoptose chez la souris dans les tissus adipeux blancs (WAT).
L’équipe a compté le nombre de structures en forme de couronne (CLS), caractérisant l’apoptose du WAT et l’infiltration des macrophages, les cellules TUNEL-positives et l’albumine extravasculaire, un indicateur de fuite de BBB dans les échantillons de tissus hippocampiques.
Ils ont également joué Analyse par Western Blot et immunofluorescences doubles/triples sur des WAT congelés et des spécimens d’hippocampes de trois à quatre souris par groupe, et le Labyrinthe aquatique Morris (MWM) test pendant cinq jours auprès de sept souris par groupe.
Enfin, les chercheurs ont déterminé les différences entre les groupes par ANOVA suivie des tests de Tukey. Ils ont présenté les résultats sous forme d’erreur standard de la moyenne (SEM), en considérant un p-valeur < 0,05 statistiquement significative.
Résultats
Les souris du groupe HFD avaient un poids corporel (BW) et une masse grasse corporelle plus élevés ; de plus, ils avaient une tolérance au glucose altérée.
L’analyse histologique a révélé que ces souris présentaient de nombreuses cellules CLS et TUNEL positives dans leurs WAT, indiquant la mort des adipocytes et l’infiltration de macrophages induites par HFD.
De plus, la triple immunofluorescence a montré la présence de neutrophiles et de macrophages positifs pour LCN2 et GAL3 dans le WAT des souris HFD.
L’interruption du régime HFD avec IF a entraîné une perte de poids spectaculaire et une atténuation de l’IR et de la mort des adipocytes chez les souris du groupe HIF.
IF a également atténué de manière significative l’IR induite par HFD pour corriger une tolérance au glucose altérée et réduit l’expression régulée positivement de MMP9 dans l’hippocampe des souris du groupe HIF. L’analyse par immunofluorescence a révélé que l’IF affaiblissait également l’infiltration des macrophages chez les souris HFD afin d’améliorer l’IR.
De plus, l’IF a atténué de manière significative l’augmentation induite par le HFD des taux sériques de LCN2, de protéines GAL3 en circulation et dérivées des macrophages dans les WAT des souris HIF, ce qui a réduit les fuites de BBB, la neuroinflammation et les déficits de mémoire.
Il a également inversé les augmentations de cytokines pro-inflammatoires induites par le HFD, telles que le TNF-α et l’interleukine-6 (IL-6). Enfin, dans l’hippocampe des souris HFD, l’IF a réduit l’expression de LCN2 astrocytaire et de GAL3 microgliale.
Conclusion
Ensemble, les résultats de l’étude suggèrent que l’IF, une alternative à la restriction calorique continue, pourrait améliorer l’IR et réduire l’inflammation du WAT en inhibant l’infiltration des macrophages et la mort des adipocytes afin de corriger les dysfonctionnements métaboliques chez les souris HFD.
Ainsi, des recherches supplémentaires devraient se concentrer sur les tests et la validation de l’utilisation de l’IF comme traitement médicamenteux substitutif pour améliorer les troubles cognitifs dus à la neuroinflammation induite par le HFD et à la perturbation de la BBB dans les affections inflammatoires chroniques de bas grade, telles que le DT2 et l’obésité.
D’autres études pourraient aider à établir avec plus de précision les mécanismes exacts par lesquels l’IF protège contre l’obésité et les troubles cognitifs et les déficits de mémoire liés au DT2.
