Des scientifiques ont fait une découverte importante dans la compréhension de l’obésité et des maladies qui y sont liées, comme le diabète. Les chercheurs ont dévoilé la structure moléculaire d’une protéine appelée « protéine de découplage 1 » (UCP1), qui permet aux tissus adipeux bruns de brûler les calories sous forme de chaleur, contrairement à la graisse blanche classique qui stocke les calories. Cette découverte pourrait conduire à la mise au point de traitements qui activent artificiellement l’UCP1 pour brûler les calories excédentaires provenant des graisses et des sucres, ce qui permettrait de lutter contre l’obésité et le diabète.
Des chercheurs ont découvert la structure moléculaire de la protéine UCP1, qui permet au tissu adipeux brun de brûler les calories sous forme de chaleur. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à des traitements qui activent artificiellement l’UCP1, luttant ainsi contre l’obésité et le diabète en brûlant les calories excédentaires.
Un doctorant de St Catharine et un ancien élève du Collège font partie d’une équipe de chercheurs de l’Université de Cambridge et de l’Université d’East Anglia qui ont fait une découverte importante dans la course aux traitements de l’obésité et des maladies associées, comme le diabète.
Scott Jones termine son doctorat à l’unité MRC de biologie mitochondriale de l’université de Cambridge et est le premier auteur de la nouvelle étude, qui a révélé pour la première fois la structure moléculaire d’une protéine appelée « protéine de découplage 1 » (UCP1). Cette protéine permet au tissu adipeux brun, ou « bonne graisse », de brûler les calories sous forme de chaleur, contrairement à la graisse blanche classique qui stocke les calories.
Scott a déclaré : « La résolution de la structure de la protéine humaine de découplage a été au centre de mes études de doctorat. Je suis donc ravi que la structure soit maintenant publiée, ce qui nous permettra de mieux comprendre le fonctionnement et la régulation de la protéine ».
Martin King (2002, Sciences naturelles), ancien élève de l’université de Cambridge, travaille également à l’unité MRC de biologie mitochondriale de l’université de Cambridge et est l’un des co-auteurs de l’article publié récemment dans la revue Science Advances. Cette percée a été réalisée grâce à une collaboration internationale entre l’équipe britannique et des collègues de l’université de Pennsylvanie et de l’université libre de Bruxelles.
La protéine humaine de découplage dans le tissu adipeux brun sous sa forme inactive (à gauche), inhibée par un nucléotide, et sous sa forme activée (à droite), qui court-circuite la mitochondrie pour produire de la chaleur. Crédit : Penn Medicine
Le Dr King explique : « Il s’agit d’un projet à long terme (qui s’étend sur plus de dix ans) qui illustre parfaitement la fécondité des collaborations scientifiques. Chaque laboratoire possède sa propre expertise qui s’est avérée essentielle pour résoudre ce problème ».
Ces résultats fournissent des détails moléculaires cruciaux qui aideront à développer des thérapeutiques qui activent artificiellement l’UCP1 pour brûler les calories excédentaires provenant des graisses et des sucres. Cela pourrait un jour permettre de lutter contre l’obésité et les maladies qui y sont liées, comme le diabète.
Le Dr Paul Crichton de l’Université d’East Anglia a déclaré :
« Outre la graisse blanche classique que nous connaissons tous, nous pouvons également développer de la graisse brune. La graisse brune est la bonne graisse – elle décompose le sucre sanguin et les molécules de graisse pour créer de la chaleur et aider à maintenir la température du corps. Cependant, la plupart de nos graisses sont des graisses blanches, qui stockent l’énergie, et un excès de graisses blanches conduit à l’obésité. L’UCP1 est la protéine clé qui permet à la graisse brune spécialisée de brûler les calories sous forme de chaleur.
« Nous savons que les mammifères activent l’UCP1 dans le tissu adipeux brun pour se protéger du froid et maintenir la température corporelle, en particulier chez les nouveau-nés, qui ne peuvent pas encore trembler pour se réchauffer. La graisse brune varie chez l’homme, où elle est en corrélation avec la maigreur de la population – et l’on s’est beaucoup intéressé à la manière d’augmenter la graisse brune et d’activer l’UCP1 à des fins thérapeutiques, comme moyen potentiel de traiter l’obésité.
« De nombreuses recherches se sont concentrées sur les moyens d’encourager la graisse brune et de transformer la graisse blanche en graisse brune, afin de brûler plus de calories et de lutter contre les maladies métaboliques. Mais même avec plus de graisse brune, l’UCP1 doit encore être ‘activée’ pour en tirer tous les bénéfices. La recherche a été entravée par le manque de détails sur la composition moléculaire de l’UCP1. Malgré plus de 40 ans de recherche, nous ne savions pas à quoi ressemble l’UCP1 pour comprendre son fonctionnement – jusqu’à aujourd’hui.
En utilisant le Krios G3i, un microscope électronique cryogénique du Penn Singh Center for Nanotechnology, l’équipe a pu observer l’UCP1 dans ses moindres détails.
Le chercheur principal de l’Université de Cambridge, le professeur Edmund Kunji, a déclaré :
« Notre article révèle, pour la première fois, la structure de l’UCP1 dans ses moindres détails et la façon dont son activité dans les cellules adipeuses brunes est inhibée par une molécule régulatrice clé. Notre travail montre comment un régulateur se lie pour empêcher l’activité de l’UCP1, mais plus important encore, la structure permettra aux scientifiques de rationaliser la façon dont les molécules activatrices se lient pour activer la protéine, ce qui conduit à la combustion des graisses. Le tissu activé peut également éliminer le glucose du sang, ce qui peut aider à contrôler le diabète. Il s’agit d’une avancée significative dans ce domaine ».
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir The Breakthrough That Could Lead to New Obesity Treatments (en anglais).
Référence : « Structural basis of purine nucleotide inhibition of human uncoupling protein 1 » par Scott A. Jones, Prerana Gogoi, Jonathan J. Ruprecht, Martin S. King, Yang Lee, Thomas Zögg, Els Pardon, Deepak Chand, Stefan Steimle, Danielle M. Copeman, Camila A. Cotrim, Jan Steyaert, Paul G. Crichton, Vera Moiseenkova-Bell, Edmund R. S. Kunji, 31 mai 2023, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.adh2251
Cette recherche a été soutenue par le Medical Research Council, le Biological and Biotechnological Sciences Research Council et le National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences. La découverte des nanocorps a été financée par le volet Instruct-ERIC du Forum stratégique européen sur les infrastructures de recherche, la Fondation pour la recherche – Flandre et le Programme de recherche stratégique de la Vrije Universiteit Brussel.