Les chercheurs travaillent depuis longtemps sur la façon de traiter l’obésité, une maladie grave qui peut entraîner de l’hypertension, du diabète, une inflammation chronique et des maladies cardiovasculaires. Des études ont également révélé une forte corrélation entre l’obésité et le cancer – des données récentes montrent que le tabagisme, la consommation d’alcool et l’obésité sont les principaux contributeurs au cancer dans le monde.
Le développement des cellules graisseuses, qui sont produites à partir d’un minuscule progéniteur semblable à un fibroblaste, active non seulement les gènes spécifiques des cellules graisseuses, mais les fait également croître en stockant plus de lipides (adipocytes et tissu adipeux). En fait, le stockage des lipides est la fonction déterminante d’une cellule adipeuse. Mais le stockage de trop de lipides peut rendre les cellules graisseuses malsaines et conduire à l’obésité.
Sommaire
Défis dans le ciblage des cellules graisseuses
La capacité de cibler les cellules graisseuses et de dissocier en toute sécurité la formation de graisses malsaines du métabolisme sain des graisses serait la réponse aux prières de nombreuses personnes. Un défi majeur dans le traitement de l’obésité est que le tissu adipeux, qui n’est pas continu dans le corps mais se trouve morceau par morceau dans des «dépôts», a été difficile à cibler d’une manière spécifique au dépôt, localisé à l’emplacement exact.
Il existe deux principaux types de graisse : la graisse viscérale, les tissus internes qui entourent l’estomac, le foie et les intestins, et la graisse sous-cutanée, présente sous la peau partout dans le corps. La graisse viscérale produit des ventres de pot; la graisse sous-cutanée peut créer des bajoues de menton, de la graisse de bras, etc. À ce jour, il n’existe aucun moyen de traiter spécifiquement le tissu adipeux viscéral. Et les traitements actuels de la graisse sous-cutanée comme la liposuccion sont invasifs et destructeurs.
De nouvelles études utilisent des nanomatériaux cationiques pour cibler les graisses
Deux nouvelles études menées par des chercheurs de Columbia Engineering et du Columbia University Irving Medical Center (CUIMC) pourraient avoir la réponse pour cibler les dépôts de cellules graisseuses de manière spécifique et saine. Les articles démontrent une nouvelle méthode pour traiter l’obésité en utilisant des nanomatériaux cationiques qui peuvent cibler des zones spécifiques de graisse et inhiber le stockage malsain des cellules graisseuses agrandies. Les matériaux remodèlent la graisse au lieu de la détruire, comme le fait par exemple la liposuccion. Le premier article, publié aujourd’hui par Nanotechnologie de la nature, se concentre sur l’adiposité viscérale, ou la graisse du ventre. Le deuxième article, publié en ligne le 28 novembre par Biomatériauxse concentre sur la graisse sous la peau ainsi que sur l’inflammation chronique associée à l’obésité.
L’équipe de chercheurs, dirigée par Li Qiang, professeur agrégé de pathologie et de biologie cellulaire au CUIMC, et Kam Leong, professeur Samuel Y. Sheng de génie biomédical et de biologie des systèmes au CUIMC, a reconnu que le tissu adipeux contient de grandes quantités de cellules extracellulaires chargées négativement. matrice (ECM) pour contenir les cellules graisseuses. Ils pensaient que ce réseau ECM chargé négativement pourrait fournir une sorte de système d’autoroute pour les molécules chargées positivement. Ils ont donc pris un nanomatériau chargé positivement, PAMAM génération 3 (P-G3), et l’ont injecté à des souris obèses. Le P-G3 s’est rapidement propagé dans les tissus et l’équipe était ravie que leur méthode pour cibler spécifiquement la graisse viscérale fonctionne.
Des résultats inattendus
Et puis quelque chose d’intrigant s’est produit : P-G3 a interrompu le programme de stockage des lipides dans les cellules graisseuses et les souris ont perdu du poids. Ceci était totalement inattendu, étant donné la fonction bien établie de P-G3 dans la neutralisation des agents pathogènes chargés négativement, tels que les débris cellulaires d’ADN/ARN, pour atténuer l’inflammation.
« Notre approche est unique – elle s’écarte des approches pharmacologiques ou chirurgicales », explique Qiang, spécialiste de l’obésité et de la biologie des adipocytes. « Nous avons utilisé la charge cationique pour rajeunir les cellules graisseuses saines, une technique que personne n’a jamais utilisée pour traiter l’obésité. Je pense que cette nouvelle stratégie ouvrira la porte à une réduction des graisses plus saine et plus sûre. »
P-G3 aide à la formation de nouvelles cellules graisseuses et inhibe également le stockage lipidique malsain des cellules graisseuses agrandies
Dans ces deux études, les chercheurs ont découvert que le matériau cationique, le P-G3, pouvait faire quelque chose d’intrigant pour les cellules graisseuses – alors qu’il aidait à la formation de nouvelles cellules graisseuses, il découplait également le stockage des lipides des fonctions d’entretien des cellules graisseuses. Et parce qu’il inhibe le stockage lipidique malsain des cellules graisseuses hypertrophiées, les souris avaient plus de petites cellules graisseuses jeunes et saines sur le plan métabolique, comme celles que l’on trouve chez les nouveau-nés et les athlètes. Les chercheurs ont découvert que cette fonction de découplage du P-G3 est également vraie dans les biopsies de graisse humaine, ce qui signifie le potentiel de traduction chez l’homme.
« Avec P-G3, les cellules graisseuses peuvent toujours être des cellules graisseuses, mais elles ne peuvent pas grandir », a déclaré Leong, un pionnier dans l’utilisation du polycation pour piéger les agents pathogènes. « Nos études mettent en évidence une stratégie inattendue pour traiter l’adiposité viscérale et suggèrent une nouvelle direction d’exploration des nanomatériaux cationiques pour le traitement des maladies métaboliques. »
Nouvelles applications pour l’administration de médicaments, la thérapie génique et l’esthétique
Maintenant qu’ils peuvent cibler sélectivement la graisse viscérale, Leong et Qiang envisagent plusieurs applications. La Biomatériaux l’étude démontre une approche simple qui pourrait être utilisée à des fins esthétiques ; comme le Botox, le P-G3 peut être injecté localement dans un dépôt de graisse sous-cutané spécifique. Les chercheurs, qui ont des brevets en instance, transforment maintenant le P-G3 en divers dérivés pour améliorer l’efficacité, la sécurité et la spécificité du dépôt. spécifiquement à un dépôt de graisse donné. Cela peut réorienter de nombreux médicaments à partir de problèmes de sécurité systémiques, tels que les thiazolidinediones (TZD), un médicament puissant mais dangereux qui est un puissant modulateur de graisse et utilisé pour traiter le diabète de type 2 ; mais il a été lié à l’insuffisance cardiaque et interdit dans plusieurs des pays.
« Nous sommes très heureux de découvrir que la charge cationique est le secret pour cibler le tissu adipeux », a déclaré Qiang. « Maintenant, nous pouvons réduire la graisse d’une manière spécifique au dépôt – n’importe où nous voulons – et de manière sûre sans détruire les cellules graisseuses. C’est une avancée majeure dans le traitement de l’obésité. »
