Une étude jumelle révèle comment l'obésité peut altérer la fonction mitochondriale

Des scientifiques de l'Université d'Helsinki ont utilisé 49 paires de jumeaux identiques pour étudier les changements métaboliques qui peuvent survenir dans le tissu adipeux en raison de l'obésité et pour identifier certains processus biologiques distincts associés à des effets néfastes sur la santé.

L'étude met en évidence comment l'obésité peut affecter négativement la fonction mitochondriale de nos cellules graisseuses, ce qui à son tour peut entraîner une inflammation et une foule de conditions liées à l'obésité.

Parce que des jumeaux identiques partagent le même bagage génétique, souvent avec de nombreux événements de la vie partagés et l'éducation familiale, ils offrent aux scientifiques un banc d'essai très utile pour examiner comment les facteurs environnementaux plus tard dans la vie peuvent influencer l'expression de leurs gènes. L'étude sur les jumeaux de la NASA, qui compare les gènes et la biologie des jumeaux Mark et Scott Kelly, dont l'un a passé près d'un an dans l'espace et l'autre non.

Une équipe de scientifiques de l'Université d'Helsinki a appliqué cette technique à des jumeaux identiques, qui étaient «très discordants» dans les caractéristiques cliniques de l'obésité, c'est-à-dire que l'un était plus lourd que l'autre. Cela a permis d'étudier comment les facteurs environnementaux et de mode de vie influencent l'expression de leurs gènes, en particulier en ce qui concerne les mitochondries, largement connues comme la centrale des cellules.

«Des jumeaux identiques ont les mêmes gènes et leur poids est généralement assez similaire», explique l'auteur de l'étude, le professeur Kirsi Pietiläinen. «En fait, étudier les jumeaux est la meilleure façon d'explorer les interactions entre les gènes et le mode de vie. Malgré le génome identique, les gènes et même les mitochondries des jumeaux peuvent fonctionner à différents niveaux d'activité. Nous avons utilisé cette caractéristique dans notre étude pour examiner l'effet du poids sur la fonction tissulaire. »

L'équipe a utilisé une variété d'outils analytiques et de biopsies de tissu adipeux et musculaire pour obtenir une image de l'expression génomique chez les jumeaux. Cela a montré que la fonction mitochondriale dans le tissu adipeux était significativement réduite en raison de l'obésité.

L'analyse a également révélé que ces modifications du tissu adipeux peuvent stimuler l'inflammation et de nombreux processus biologiques associés à l'obésité, tels que l'augmentation de la graisse hépatique et les modifications du métabolisme du cholestérol, du glucose et de l'insuline. Bien que les mitochondries dans les tissus musculaires se soient également révélées altérées, les effets n'étaient pas aussi profonds et n'étaient pas associés à des effets néfastes sur la santé.

«Si nous comparons les mitochondries, la centrale électrique cellulaire, à un moteur de voiture, nous pouvons dire que la puissance de sortie diminue avec l'augmentation du poids», explique Kirsi Pietiläinen. "Un moteur mitochondrial de faible puissance peut également générer des gaz d'échappement toxiques qui peuvent provoquer des conditions pro-inflammatoires dans le tissu adipeux et donc des maladies liées à l'obésité."

En outre, les chercheurs ont également observé un affaiblissement de la fonction mitochondriale du métabolisme des acides aminés.

«Cette découverte était d'une importance particulière car une diminution de la dégradation de ces acides aminés et, par conséquent, une augmentation de la concentration dans le sang était également directement associée aux changements pré-diabétiques et à l'accumulation de graisse dans le foie dans les études précédentes, »Déclare Kirsi Pietiläinen.

L'article a été publié dans la revue Cell Reports Medicine.