Obèses et en bonne santé

Bien que les personnes obèses soient plus exposées au diabète, à l'hypertension artérielle ou à l'hypercholestérolémie, elles ne développent pas toutes ce type de maladies métaboliques. Étant donné qu'environ un quart des personnes obèses sont en bonne santé, les scientifiques tentent de comprendre pourquoi certaines personnes obèses deviennent malades alors que d'autres ne le sont pas.

Une étude approfondie menée par des chercheuses et chercheurs de Zurich et de Leipzig vient de fournir une base essentielle à ces travaux. Plus précisément, les chercheurs et chercheuses ont produit un atlas détaillé contenant des données sur des personnes en surpoids en bonne santé et en mauvaise santé, sur leur tissu adipeux et sur l'activité des gènes dans les cellules de ce tissu. «Nos résultats peuvent être utilisés pour rechercher des marqueurs cellulaires qui fournissent des informations sur le risque de développer des maladies métaboliques», explique Adhideb Ghosh, chercheur dans le groupe du professeur Christian Wolfrum de l'ETH Zurich et l'un des deux auteurs principaux de l'étude. «Ces données présentent également un grand intérêt pour la recherche fondamentale. Elles pourraient nous aider à développer de nouvelles thérapies pour les maladies métaboliques».

Enquête sur une grande biobanque

Pour cette étude, Adhideb Ghosh et ses collègues ont utilisé la Leipzig Obesity Biobank, une vaste collection de biopsies prélevées sur des personnes obèses. Compilés par des scientifiques de l'Université de Leipzig, ces échantillons proviennent de patientes et patients obèses ayant subi une intervention chirurgicale non urgente et ayant consenti au prélèvement d'échantillons de tissus adipeux à des fins de recherche. La collection comprend également de nombreuses informations médicales sur l'état de santé des patients et patientes.

Comme les échantillons de tissus ont tous été prélevés sur des personnes obèses souffrant ou non de maladies métaboliques, ils permettent de comparer les personnes souffrant d'obésité saine et celles souffrant d'obésité malsaine. Dans les échantillons prélevés sur 70 volontaires, les scientifiques de l'ETH Zurich ont examiné les gènes actifs - et leur degré d'activité - cellule par cellule pour deux types de tissus adipeux : sous-cutané et viscéral.

Les scientifiques et les expertes et experts médicaux supposent que la graisse viscérale, qui se trouve profondément dans la cavité abdominale et entoure les organes internes, est principalement responsable des maladies métaboliques. En revanche, les experts et expertes estiment généralement que la graisse située directement sous la peau est moins problématique.

Pour l'étude, il était essentiel que les cellules du tissu adipeux ne soient pas toutes simplement mises dans le même sac, car ce tissu comprend non seulement des cellules adipeuses (adipocytes), mais aussi des cellules d'autres types. «En fait, les adipocytes sont minoritaires», explique Isabel Reinisch, postdoc dans le groupe de Wolfrum et deuxième autrice principale de l'étude. Une grande partie du tissu adipeux est constituée de cellules immunitaires, de cellules qui forment les vaisseaux sanguins et de cellules précurseurs immatures des adipocytes. Un autre type de cellules, appelées cellules mésothéliales, ne se trouve que dans le tissu adipeux viscéral et en marque la limite extérieure.

Remodelage de la graisse abdominale

Comme les chercheuses et chercheurs ont pu le montrer, il existe des changements fonctionnels importants dans les cellules du tissu adipeux viscéral des personnes atteintes de maladies métaboliques. Ce remodelage affecte presque tous les types de cellules de cette forme de tissu. Les analyses génétiques ont par exemple montré que les adipocytes des personnes en mauvaise santé ne pouvaient plus brûler les graisses aussi efficacement et produisaient à la place de plus grandes quantités de molécules messagères immunologiques. «Ces substances déclenchent une réponse immunitaire dans la graisse viscérale des personnes obèses», explique Isabel Reinisch. «Il est concevable que cette réponse favorise le développement de maladies métaboliques.»

Les scientifiques ont également constaté des différences très nettes dans le nombre et la fonction des cellules mésothéliales : chez les personnes obèses en bonne santé, la proportion de cellules mésothéliales dans la graisse viscérale est beaucoup plus importante et ces cellules font preuve d'une plus grande flexibilité fonctionnelle. Plus précisément, les cellules peuvent passer à une sorte de mode de cellule souche et donc se convertir en différents types de cellules, tels que les adipocytes, chez les individus en bonne santé. «La capacité des cellules entièrement différenciées à se transformer en cellules souches est par ailleurs principalement associée au cancer», explique Isabel Reinisch. Elle a donc été surprise de constater que cette capacité existait également dans le tissu adipeux. «Nous pensons que les cellules flexibles situées à la périphérie du tissu adipeux chez les personnes obèses en bonne santé facilitent l'expansion du tissu lisse.»

Enfin, les scientifiques ont également constaté des différences entre les hommes et les femmes : un certain type de cellules progénitrices n'est présent que dans la graisse viscérale des femmes. «Cela pourrait expliquer les différences dans le développement des maladies métaboliques entre les hommes et les femmes», explique Isabel Reinisch.

Trouver de nouveaux biomarqueurs

Le nouvel atlas de l'activité génique chez les personnes en surpoids décrit la composition des types de cellules du tissu adipeux et leur fonction. «Cependant, nous ne pouvons pas dire si les différences sont la raison pour laquelle une personne est métaboliquement saine ou si, à l'inverse, les maladies métaboliques provoquent ces différences», déclare Adhideb Ghosh. Les scientifiques considèrent plutôt leur travail comme une base pour des recherches ultérieures. Ils et elles ont publié toutes les données dans une application web accessible au public, afin que d'autres chercheuses et chercheurs puissent les utiliser.

Cet atlas permet notamment de trouver de nouveaux marqueurs qui renseignent sur le risque de développer une maladie métabolique. Actuellement, les chercheurs et chercheuses de l'ETH Zurich sont également à la recherche de ce type de marqueurs, qui pourraient contribuer à améliorer le traitement de ces maladies. Par exemple, il existe une nouvelle classe de médicaments qui suppriment l'appétit et favorisent la libération d'insuline dans le pancréas, mais ces médicaments sont rares. «Les biomarqueurs qui peuvent être dérivés de nos données pourraient aider à identifier les patientes et patients qui ont le plus besoin de ce traitement», déclare Isabel Reinisch.