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Plasticité des circuits neuronaux de la prise alimentaire

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chercheurs

A. Lemoine.

IngÉnieurs et techniciens

F. Liénard, E. Nedelec.

doctorants

stagiaires

L. Guenot.

Le système à mélanocortine est probablement le circuit nerveux gouvernant la prise alimentaire le mieux décrit à ce jour. Ce circuit contient des neurones exprimant l’Agouti-related peptide (AgRP) qui stimulent la prise alimentaire et des neurones exprimant la proopiomelanocortin (POMC) qui inhibent la prise alimentaire. Ces neurones sont sensibles aux signaux métaboliques circulants et sont innervés par une multitude de terminaisons nerveuses provenant de nombreuses régions du cerveau. En réponse aux signaux reçus, Ils agissent sur différents aspects du comportement alimentaire. Les observations chez la souris montrent que le nombre et la nature des contacts synaptiques sur ces neurones varient en fonction de l’état hormonal et nutritionnel. Cette plasticité, présente tout au long de la vie, serait importante pour ajuster au mieux les apports aux dépenses d’énergie de l’organisme. Une déficience dans la capacité de remodelage du système à mélanocortine pourrait être un facteur de risque pour l’obésité.

Mots-clés : Neuroendocrinologie, Hypothalamus, Plasticité synaptique, Système à mélanocortine, Prise alimentaire, Recherche sur les obésités, Prédisposition à l’obésité, Epigénétique.

Thématique : A travers des études moléculaires et histologiques chez la souris et grâce à des manipulations génétiques et pharmacologiques, nous étudions les bases neurobiologiques du comportement alimentaire et nous cherchons à identifier des molécules impliquées dans le contrôle de l’homéostasie énergétique.

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  • Thématiques abordées

On connait peu de choses sur la capacité du circuit à mélanocortine à modifier son organisation synaptique dans le cerveau mature, si ce n’est qu’un réarrangement réversible se produit rapidement après des variations hormonales et métaboliques et que cette capacité semble altérée lors de l’obésité.

    Sous-thèmes :
  • - Quelle est la contribution des processus de plasticité morphorphologique dans le contrôle de la prise alimentaire ?
  • - Est ce que les défauts de plasticité s’installent progressivement avec l’obésité ou représentent un facteur causal initiant le désordre métabolique ?
  • - Quels sont les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le remodelage synaptique déclenché par la suralimentation ?
  • - Peut-on envisager de stimuler cette capacité intrinsèque pour améliorer la prise en charge de l’obésité ?

  • Méthodologies / technicité

L’effet de l’alimentation est étudié au niveau moléculaire et neuroanatomique et les conséquences métaboliques sont évaluées à l’aide d’analyses comportementales et physiologiques. Des extractions de matériel biologique à partir de biopsies micro-disséquées et des analyses de chromatine (ChIP) in vivo nous permettent d’explorer les effets transcriptionnels et épigénétiques. Nous développons des méthodes d’analyses d’image pour visualiser les processus de plasticité morphologique (microscopie confocale et électronique). Nous utilisons la stéréotaxie, des outils pharmacologiques, des vecteurs viraux, le système de recombinaison cre-lox, et des souris transgéniques pour atteindre une résolution spatiale, temporelle et/ou cellule-spécifique dans nos études.

  • Modèles

Rongeur

Nous réalisons des interventions nutritionnelles et pratiquons des bilans métaboliques chez la souris. Nous pratiquons des manipulations génétiques globales ou ciblées, ainsi que des études moléculaires et histologiques.

Modèle

  • Projets

Projet ANR NCAM2 : « Neural control of appetite and metabolism by neural cell adhesion molecule » (ANR- 13-JSV1-0003-01).

Prix de recherche de l’Institut Benjamin Delessert Prix de recherche de l’Institut Benjamin Delessert

Prix de recherche de la Société de Nutrition,

« Bonus Qualité Recherche » Université de Bourgogne-Franche Comté

Crédit incitatif de l’INRA « métaprogramme SweetLipKid »

  • Publications

Nuzzaci D, Laderrière A, Lemoine A, Nédélec E, Pénicaud L, Rigault C and Benani A. Plasticity of the melanocortin system: determinants and possible consequences on food intake. Front. Endocrinol. 2015, 6:143.

Brenachot X, Rigault C, Nédélec E, Laderrière A, Khanam T, Gouazé A, Chaudy S, Lemoine A, Datiche F, Gascuel J, Pénicaud L, Benani A. The histone acetyltransferase MOF activates hypothalamic polysialylation to prevent diet-induced obesity in mice. Mol Metab. 2014 Jun 13;3(6):619-29.

Maurin AC, Benani A, Lorsignol A, Brenachot X, Parry L, Carraro V, Guissard C, Averous J, Jousse C, Bruhat A, Chaveroux C, B'chir W, Muranishi Y, Ron D, Pénicaud L, Fafournoux P. Hypothalamic eIF2a signaling regulates food intake. Cell Rep. 2014 Feb 13;6(3):438-44.

Drougard A, Duparc T, Brenachot X, Carneiro L, Gouazé A, Fournel A, Geurts L, Cadoudal T, Prats AC, Pénicaud L, Vieau D, Lesage J, Leloup C, Benani A, Cani PD, Valet P, Knauf C. Hypothalamic apelin/reactive oxygen species signaling controls hepatic glucose metabolism in the onset of diabetes. Antioxid Redox Signal. 2014 Feb 1;20(4):557-73.

Gouazé A, Brenachot X, Rigault C, Krezymon A, Rauch C, Nédélec E, Lemoine A, Gascuel J, Bauer S, Pénicaud L, Benani A. Cerebral cell renewal in adult mice controls the onset of obesity. PLoS One. 2013 Aug 13;8(8):e72029.

Matarazzo V, Schaller F, Nédélec E, Benani A, Pénicaud L, Muscatelli F, Moyse E, Bauer S. Inactivation of Socs3 in the hypothalamus enhances the hindbrain response to endogenous satiety signals via oxytocin signaling. J Neurosci. 2012 Nov 28;32(48):17097-107.

Benani A, Hryhorczuk C, Gouazé A, Fioramonti X, Brenachot X, Guissard C, Krezymon A, Duparc T, Colom A, Nédélec E, Rigault C, Lemoine A, Gascuel J, Gerardy-Schahn R, Valet P, Knauf C, Lorsignol A, Pénicaud L. Food intake adaptation to dietary fat involves PSA-dependent rewiring of the arcuate melanocortin system in mice. J Neurosci. 2012 Aug 29;32(35):11970-9.

Attané C, et al. Apelin treatment increases complete Fatty Acid oxidation, mitochondrial oxidative capacity, and biogenesis in muscle of insulin-resistant mice. Diabetes. 2012 Feb;61(2):310-20.

  • Financements

  • Région Bourgogne
  • FEDER
  • ANR
  • Société Française de Nutrition
  • Institut Benjamin Delessert

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Nous accueillons des étudiants (niveau Licence, Master, BTS, IUT) qui souhaitent réaliser un stage de recherche sur le métabolisme, dans le domaine de la neuroendocrinologie et de la recherche sur l’obésité. Nous recherchons des étudiants qui désirent réaliser une thèse d’université visant à explorer les liens entre déficit de plasticité cérébrale et vulnérabilité à l’obésité.

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