Le corps entier se reprogramme sous l'effet de la température

Publié par Isabelle le 27/05/2022 à 13:00
Source: UNIGE - Université de Genève
Une équipe de l'UNIGE révèle que des changements de température ont des effets marqués dans tous les tissus, mais aussi spécifiques à chaque organe.


L'exposition au froid ou au chaud entraîne des modifications importantes de l'expression des gènes dans différents organes de souris.
© UNIGE, Laboratory of Prof. Mirko Trajkovski

Les êtres humains, comme la plupart des organismes vivants, sont continuellement exposés à une alternance de températures. Ces variations environnementales provoquent d'importants effets métaboliques et entraînent une adaptation constante. Cependant, malgré certains effets potentiellement bénéfiques de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) ou du froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...), leur impact sur les différents organes et sur le corps dans son entier restait inconnu. Pour décrypter les mécanismes biologiques à l'œuvre, une équipe de l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en...) (UNIGE) a analysé simultanément les modifications de l'expression des gènes dans divers organes chez la souris. Il s'avère que ceux-ci réagissent fortement aux changements de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) selon une modulation propre à chacun. Pour encourager la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) et d'éventuelles applications thérapeutiques, les scientifiques ont créé une application web (En informatique, une application Web (aussi appelée site Web dynamique ou WebApp) est un...) où des milliers de profils d'expression génique peuvent être consultés librement. À lire dans la revue eLife.

La température est l'un des principaux facteurs environnementaux auxquels les êtres vivants sont exposés. Le froid et la chaleur ne sont pas sans conséquence sur le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) et sur la santé, comme l'indique la répartition géographique de l'incidence de certaines maladies. Au-delà de la réponse physiologique générée dans certains tissus, dans quelle mesure le fait de vivre dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) froid ou chaud génère-t-il des modifications biologiques dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du corps ?

"Dans nos précédentes recherches, nous avions déjà observé que la température avait des effets importants sur le fonctionnement de certains organes", explique Mirko Trajkovski, professeur au Département de physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et...) cellulaire et métabolisme et au Centre du diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes...) de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux.

"Le froid favorise la perte de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) grâce à l'augmentation de la thermogenèse - soit la production de chaleur par l'organisme par augmentation du métabolisme cellulaire – et atténue les symptômes de la sclérose (La sclérose est une lésion élémentaire en pathologie dermatologique. Elle...) en plaques, tandis que la chaleur a des effets protecteurs contre certaines maladies liées à l'âge, comme l'ostéoporose (L'ostéoporose est une maladie caractérisée par une fragilité excessive du...). Mais que se passe-t-il à l'échelle de l'organisme tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) entier? Jusqu'ici, nos résultats concernaient les effets des changements de température dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) précis de certains organes ou de certaines maladies; nous avons voulu cette fois-ci étudier de manière intégrée l'adaptation globale d'un organisme aux changements de température."

Tous les organes réagissent différemment

Pour ce faire, les scientifiques ont analysé l'expression des gènes dans onze organes (tous les tissus adipeux, les muscles, le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans...), le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...), l'hypothalamus, l'iléon, la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux...), la rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où...) et la moelle osseuse) de trois groupes de souris exposées à une température de 10°C, 22°C ou 34°C. "Nos données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) montrent que le corps entier réagit profondément aux changements de température, détaille Mirko Trajkovski. Cependant, il n'y a pas de réponse uniforme: chaque organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction...) modifie l'expression de ses gènes à sa manière, différemment du reste des tissus."

Pour mieux comprendre si cette différence était due à l'expression génique spécifique à chaque organe, l'équipe de recherche a effectué des analyses supplémentaires en se concentrant sur des gènes exprimés dans tous les organes. Et même en ne tenant compte que de cet ensemble restreint de gènes, les différences d'activation (Activation peut faire référence à :) étaient encore importantes.

Vers des recommandations thérapeutiques ?

"Le fait de savoir que l'exposition à une alternance de températures chaudes et froides a des effets majeurs sur les maladies métaboliques comme l'obésité (L'obésité est l'état d'une personne, ou d'un animal, souffrant d'une hypertrophie de...) et l'ostéoporose, ou même sur les maladies auto-immunes, indique l'intérêt potentiel d'utiliser les variations de température comme recommandations thérapeutiques de modification des habitudes de vie (La vie est le nom donné :). Mais avant cela, nous devons comprendre l'impact des effets induits par la température à l'échelle du corps entier et non à l'échelle d'un seul organe. C'est précisément ce que nous cherchons à faire: comprendre les mécanismes à l'œuvre simultanément dans différents organes", ajoute Mirko Trajkovski.

Pour accélérer la recherche dans ce domaine encore très nouveau, l'équipe genevoise a créé une application web gratuite et facilement accessible qui permet à tout un chacun, scientifiques ou grand public, de rechercher l'expression de milliers de gènes en réponse à l'exposition au froid ou au chaud dans divers organes. "Nos résultats seront d'autant plus utiles qu'ils seront partagés et exploités par de nombreuses personnes", conclut Mirko Trajkovski.

Publication:
Cette recherche est publiée dans eLife - DOI: 10.7554/eLife.78556

Contact:
Mirko Trajkovski
Professeur ordinaire - Département de physiologie cellulaire et métabolisme. Centre facultaire du diabète. Faculté de médecine - Mirko.Trajkovski at unige.ch
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