Figure: Le passage des nutriments et notamment de la leucine au niveau du tube digestif des larves qui s'alimentent, est responsable de la libération d'insuline au niveau de leur cerveau. Cet effet de la leucine peut être direct et rapide et mobilise alors une cascade moléculaire qui a pu être mise en lumière et comprend un transporteur de la leucine (Minidiscs) et une enzyme (la Glutamate déshydrogénase).
© Yaël Grosjean
Pour atteindre cet objectif, les chercheurs utilisent divers modèles animaux et cellulaires. L'un d'entre eux est la drosophile, ou mouche du vinaigre, qui est utilisée comme modèle génétique depuis le début du XXème siècle. L'accès à son génome est précis et aisé, ce qui en fait l'un des modèles biologiques les plus puissants. Il est ainsi possible par exemple de modifier l'expression des gènes, ou d'exprimer des marqueurs fluorescents qui vont servir de révélateur de l'activité de cellules ciblées de manière spécifique.
Dans ce cadre, Gérard Manière et ses collaborateurs au sein de l'équipe de Neurobiologie de Yaël Grosjean au Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation à Dijon, montrent que cet insecte modèle détecte l'arrivée dans son organisme de nutriments, suite à un repas, par la présence d'un acide aminé, la leucine. La leucine va ainsi agir sur des cellules spécialisées localisées dans son cerveau pour déclencher la libération d'insuline dans l'organisme, qui va à son tour réguler sa glycémie et permettre sa bonne croissance. Les chercheurs mettent également en évidence que cet événement nécessite la mobilisation d'acteurs moléculaires indispensables. Le premier est la protéine Minidiscs. Il s'agit d'un transporteur de la leucine qui relaye son action au sein des cellules sécrétrices de l'insuline. Le second est la glutamate déshydrogénase, une enzyme qui permet de déclencher la libération d'insuline.
Ces résultats sont d'un grande importance car ils mettent en évidence une voie de signalisation originale dont il est possible qu'elle soit largement conservée dans l'ensemble du règne animal contrairement à ce qui était pensé jusqu'à maintenant. Notamment, l'effet direct de la leucine sur la sécrétion d'insuline au niveau des cellules b du pancréas des mammifères était connu depuis longtemps, mais n'était pas envisagé chez la drosophile.
Cette avancée permet de concevoir des développements spectaculaires par la compréhension fine des processus biologiques déterminant la prise alimentaire. Par exemple, il sera très intéressant d'établir si les mammifères peuvent avoir des cellules sécrétrices d'insuline dans leur cerveau et si elles mobilisent des voies de signalisation équivalentes. La présence de ces cellules est suspectée. Elle pourrait être réelle.
Les travaux réalisés sur la drosophile et leur confirmation chez l'Homme ouvrent ainsi de pistes passionnantes pour envisager de nouvelles stratégies de lutte contre les dysfonctionnements liés à l'alimentation humaine.
Source: CNRS-INSB