Une nouvelle thérapie développée à l’Université de l’Alabama à Birmingham améliore l’obésité et le diabète de type 2 chez les souris nourries avec un régime riche en graisses. La thérapie agit par la libération prolongée d’oxyde nitrique, un produit chimique de signalisation gazeux dont la fonction la plus importante dans le corps est de détendre les muscles internes des vaisseaux sanguins.
Étant donné que la biodisponibilité réduite de l’oxyde nitrique est la marque du syndrome cardiométabolique, l’apport d’oxyde nitrique exogène à un niveau soutenu peut être un moyen efficace de traiter le syndrome cardiométabolique. La stratégie de réduction du poids corporel par l’administration locale d’oxyde nitrique peut être un nouveau moyen efficace et sûr de prévenir et de traiter plusieurs maladies métaboliques. »
Jeonga Kim, Ph.D., responsable de l’étude UAB
Cette étude, publiée dans la revue Matériaux appliqués et interfaces ACS, ont utilisé un ingénieux gel de nanomatrice à auto-assemblage capable de libérer une bouffée d’oxyde nitrique au cours des 24 premières heures, suivie d’une libération prolongée d’oxyde nitrique pendant quatre semaines. Le gel a été développé par les chercheurs UAB Ho-Wook Jun, Ph.D., et Brigitta Brott, MD, et il est autorisé par l’Institut UAB Harbert pour l’innovation et l’entrepreneuriat par leur société dérivée UAB, Endomimetics LLC.
Le gel a été injecté par voie sous-cutanée à des souris âgées de 8 semaines toutes les deux semaines pendant 12 semaines. Les souris injectées de gel et les souris témoins ont été nourries avec un régime riche en graisses, connu pour induire l’obésité et la résistance à l’insuline.
Au bout de 12 semaines, les souris oxyde nitrique avaient pris 17% de poids corporel en moins par rapport aux témoins, et cette différence de poids était principalement due à une diminution de la graisse, et non à la masse maigre ou à la teneur en eau. Les chercheurs ont constaté une augmentation de la phosphorylation de l’enzyme lipase sensible aux hormones et une réduction de la taille des cellules graisseuses dans le tissu adipeux blanc de l’épididyme, ou eWAT. Une lipolyse accrue peut expliquer la réduction du poids corporel, dit Kim.
Les souris oxyde nitrique ont également montré une meilleure tolérance au glucose et une diminution des taux sériques d’insuline et de leptine à jeun.
Kim et ses collègues ont constaté des changements de grande envergure dans les mesures de l’inflammation et du métabolisme chez les souris à oxyde nitrique, par rapport aux témoins. L’expression de quatre gènes inflammatoires, dont un marqueur pour les macrophages, a été réduite dans eWAT.
Le gel d’oxyde nitrique semble également stimuler le brunissement du tissu adipeux, grâce à une expression génique accrue de la protéine 1 non couplée dans le tissu adipeux brun et le tissu adipeux beige. L’oxyde nitrique est connu pour augmenter la biogenèse mitochondriale, un mécanisme de conversion des adipocytes blancs en adipocytes beiges. Le tissu adipeux brun, ou graisse brune, produit de la chaleur pour maintenir la température corporelle par temps froid. Les cellules graisseuses du tissu adipeux brun et du tissu adipeux inguinal des souris monoxyde d’azote étaient également plus petites que les cellules des témoins.
Le gel d’oxyde nitrique protégeait également contre la stéatose hépatique non alcoolique, comme en témoignent la diminution du poids du foie, la réduction des triglycérides dans le foie et la réduction des triglycérides et du cholestérol dans le sérum sanguin. Le gel d’oxyde nitrique a également amélioré la sensibilité à l’insuline, mesurée par l’expression accrue de cinq molécules de signalisation de l’insuline dans le muscle squelettique, le foie ou l’eWAT.
Les souris qui ont reçu le gel d’oxyde nitrique avaient également un flux sanguin cérébral amélioré, et elles ont montré une capacité d’apprentissage spatial significativement améliorée, telle que mesurée par le test du labyrinthe d’eau de Morris. On ne sait pas si ces changements étaient un effet direct de l’oxyde nitrique ou s’ils étaient médiés par les effets neuroprotecteurs de la formation des adipocytes.
Les co-auteurs avec Kim, Jun et Brott dans l’étude, « L’administration sous-cutanée de gel de nanomatrice libérant de l’oxyde nitrique améliore l’obésité et la résistance à l’insuline chez les souris obèses induites par un régime riche en graisses », sont Guang Ren et Sushant Bhatnagar, Département de médecine de l’UAB, Division d’endocrinologie, diabète et métabolisme ; Patrick Tae Joon Hwang et Reid Millican, Endomimetics, LLC, Birmingham, Alabama ; Juhee Shin, Département de génie biomédical de l’UAB ; Brigitta C. Brott et Martin E. Young, Département de médecine de l’UAB, Division des maladies cardiovasculaires ; et Thomas van Groen et Craig M. Powell, Département de neurobiologie de l’UAB.
À l’UAB, Kim est professeure associée au Département de médecine de l’UAB, Division d’endocrinologie, diabète et métabolisme, et elle est scientifique au Centre complet du diabète de l’UAB.
Le soutien est venu de l’UAB et des subventions des National Institutes of Health DK079626, HL128695, HL163802, AG058078, DK95975-03, DK120684-01, DK109789 et NS047466.
Les départements de médecine et de neurobiologie se trouvent à la Marnix E. Heersink School of Medicine de l’UAB. Le génie biomédical est un département conjoint de la Heersink School of Medicine et de la UAB School of Engineering.
