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Détection cérébrale des nutriments et homéostasie énergétique

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chercheurs

M-C. Brindisi, L. Brondel, A. Jacquin Piques, T. Mouillot.

IngÉnieurs et techniciens

C. Forbes Fenech, S. Grall, F. Liénard.

doctorants

T. Delompré, J. Haydar.

Post-doctorants

B. Abed.

stagiaires

L. Denes, W. El Kadiri, M. Perrignon-Sommet.

Le sujet principal de notre recherche est de définir les mécanismes impliqués dans la détection cérébrale des nutriments (en particulier le glucose) et d’en comprendre leur rôle. L’organisme contrôle finement son statut énergétique, ce qui se traduit par le maintien constant de la glycémie, du poids corporel et de la masse grasse au cours de la vie. Ce maintien est assuré grâce à des informations d’origine nerveuse et plasmatique qui informent en permanence le cerveau du statut énergétique. Parmi ces informations, le glucose joue un rôle de signal essentiel auprès de structures sensorielles et cérébrales particulières. Le glucose est en effet détecté principalement par deux sites majeurs: le tube digestif et le cerveau. Cette détection active des circuits neuronaux impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire, des préférences et du métabolisme. Dans les pathologies métaboliques, cette détection est déréglée. Comprendre les mécanismes de la détection hypothalamique et de la perception gustative des nutriments par le cerveau, en particulier celle du glucose, est donc essentiel pour définir des stratégies contre l’obésité et le diabète, parmi d’autres.

Mots-clés : Détection et perception cérébrale des nutriments, hypothalamus, perception du goût, neurones et astrocytes (réseau astrocytaire), canaux ioniques, mitochondries, maladies métaboliques (obésité, diabètes, insuffisances hépatique et rénale), prise/comportement alimentaire, métabolisme.

Thématique : Contrôle de la prise alimentaire et du métabolisme énergétique
Etude des mécanismes de la détection cérébrale des nutriments : conséquences sur la prise alimentaire et le métabolisme, dans des modèles physiologiques et pathologiques, de l’échelle cellulaire et moléculaire jusqu’à l’organisme, chez l’animal et l’Homme.

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  • Thématiques abordées

Deux thèmes principaux de recherche sont menés dans l’équipe :

Thème 1 :

Identifier les acteurs cellulaires et moléculaires de la détection hypothalamique des nutriments et déterminer leurs importances sur l’homéostasie énergétique

Thème 2 :

Comprendre comment le statut métabolique, normal et pathologique, modifie les mécanismes de la perception gustative des nutriments et de leur détection dans l’hypothalamus. Ces recherches sont effectuées à travers l’étude du contrôle de la prise alimentaire, des préférences et du métabolisme chez l’Homme, et leurs mécanismes sont étudiés par approfondissement de l’étude des modifications/dérèglements cellulaires et moléculaires hypothalamiques dans les modèles animaux.

  • Modèles

  •  Rongeur
  •  L'Homme
  •  In vitro

  • Projets

ANR Fat4brain 2017-2021

Prix AFERO 2016 : Mécanismes physiologiques de la perception du goût du « gras »

Prix Société Francophone de Nutrition 2015 : Etude du contrôle cérébral de la prise alimentaire par analyse des potentiels évoqués gustatifs chez les personnes obèses : corrélation avec les taux plasmatiques de leptine, ghréline, insuline et dopamine.

BQR 2015 : Signalisation redox mitochondriale et risque cardio-métabolique associés aux changements de l’environnement nutritionnel périnatal.

Prix Société Francophone du Diabète 2015 : Etude comparative à 3 mois et 9 mois du comportement alimentaire chez des patients diabétiques de type 2 en surpoids ou obèses traités par inhibiteur des SGLT2

ANR Connexsensing (2012-2015) : Rôle des connexines astrocytaires dans le mécanisme de détection hypothalamique du glucose : implication sur le contrôle nerveux du métabolisme énergétique.

Contrat industriel Servier (2014-2015) : Effet d’une désynchronisation induite par la diète grasse sur la régulation circadienne de la sécrétion d’insuline. Rôle de reverba et effet pharmacologique de modulateurs.

  • Publications

Mouillot, T., Parise, A., Greco, C., Barthet, S., Brindisi, M.-C., Penicaud, L., Leloup, C., Brondel, L. and Jacquin-Piques, A. (2020). Differential cerebral gustatory responses to sucrose, aspartame, and Stevia using gustatory evoked potentials in humans. Nutrients 12(2): 322.

Voir la publication sur PubMed

Bouyakdan, K., Martin, H., Liénard, F., Budry, L., Taib, B., Rodaros, D., Chrétien, C., Biron, E., Husson, Z., Cota, D., Pénicaud, L., Fulton, S., Fioramonti, X. and Alquier, T. (2019). The gliotransmitter ACBP controls feeding and energy homeostasis via the melanocortin system. J. Clin. Invest. 129(6): 2417-2430.

Voir la publication sur PubMed

Desmoulins, L., Chrétien, C., Paccoud, R., Collins, S., Cruciani-Guglielmacci, C., Galinier, A., Liénard, F., Quinault, A., Grall, S., Allard, C., Fenech, C., Carneiro, L., Mouillot, T., Fournel, A., Knauf, C., Magnan, C., Fioramonti, X., Pénicaud, L. and Leloup, C. (2019). Mitochondrial Dynamin-Related Protein 1 (DRP1) translocation in response to cerebral glucose is impaired in a rat model of early alteration in hypothalamic glucose sensing. Mol. Metab. 20: 166-177.

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Lagrue, E. et al. (2019). A large multicenter study of pediatric myotonic dystrophy type 1 for evidence-based management. Neurology 92(8): E852-E865.

Voir la publication sur PubMed

Carneiro, L., Asrih, M., Repond, C., Sempoux, C., Stehle, J.-C., Leloup, C., Jomayvaz, F. R. and Pellerin, L. (2017). AMPK activation caused by reduced liver lactate metabolism protects against hepatic steatosis in MCT1 haploinsufficient mice. Mol. Metab. 6(12): 1625-1633.

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Fioramonti, X., Chrétien, C., Leloup, C. and Pénicaud, L. (2017). Recent advances in the cellular and molecular mechanisms of hypothalamic neuronal glucose detection. Front. Physiol. 8: 875.

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Kannan, M., Bayam, E., Wagner, C., Rinaldi, B., Kretz, P. F., Tilly, P., Roos, M., McGillewie, L., Bär, S., Minocha, S., Chevalier, C., Po, C., Chelly, J., Mandel, J.-L., Borgatti, R., Piton, A., Kinnear, C., Loos, B., Adams, D. J., Herault, Y., Collins, S. C., Friant, S., Godin, J. D., Yalcin, B. and Sanger_Mouse_Genetics_Project (2017). WD40-repeat 47, a microtubule-associated protein, is essential for brain development and autophagy. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 114(44): E9308-E9317.

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Laperrousaz, E., Moulle, V. S., Denis, R. G., Kassis, N., Berland, C., Colsch, B., Fioramonti, X., Philippe, E., Lacombe, A., Vanacker, C., Butin, N., Bruce, K. D., Wang, H., Wang, Y., Gao, Y., Garcia-Caceres, C., Prevot, V., Tschoep, M. H., Eckel, R. H., Le Stunff, H., Luquet, S., Magnan, C. and Cruciani-Guglielmacci, C. (2017). Lipoprotein lipase in hypothalamus is a key regulator of body weight gain and glucose homeostasis in mice. Diabetologia 60(7): 1314-1324.

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Denimal, D., Brindisi, M.-C., Lemaire, S. and Duvillard, L. (2016). Assessment of folate status in obese patients: Should we measure folate in serum or in red blood cells? Obes. Surg. 26(12): 3069-3075.

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Jacquin-Piques, A., Mouillot, T., Gigot, V., Meillon, S., Leloup, C., Pénicaud, L. and Brondel, L. (2016). Preference for sucrose solutions modulates taste cortical activity in humans. Chem. Senses 41(7): 591-599.

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