Prix Cerveau en tête 2021: Pierre-Yves Musso

Identification d’un circuit reliant deux capteurs de sucre et régulant la consommation de sucre chez la drosophile

Plusieurs études menées chez les rongeurs et les humains suggèrent que le fructose favorise l’alimentation. Une nouvelle publication du Dr Pierre-Yves Musso, stagiaire post-doctoral travaillant dans le laboratoire de Michael Gordon à l’Université de Colombie-Britannique, révèle que les drosophiles ont une tendance intrinsèque à se gaver de fructose, même en présence de glucose à une concentration équivalente. Cet article met en évidence un nouveau mécanisme fondamental de réseau neuronal qui relie directement la consommation et la régulation du fructose comme stimulant de l’appétit, au glucose qui supprime l’appétit.

Dans cette publication, les chercheurs ont montré que le glucose circulant fournit un signal de satiété à un circuit neuronal dans le cerveau de la mouche qui régule l’appétit pour le fructose. Étant donné que dans la plupart des aliments naturels, le fructose et le glucose sont présents dans un rapport relatif de 1:1, ce circuit neuronal utilise le fructose comme indicateur de la présence d’énergie dans les aliments, et le glucose pour induire la satiété et prévenir la surconsommation.

Ce mécanisme de circuit neuronal nouvellement identifié est composé de trois éléments principaux : Janus, dFB et Gr43a. Les chercheurs ont montré que certains neurones centraux du cerveau, appelés dorsal Fan Shape Bodies (dFB), détectent le glucose en circulation et déclenchent des oscillations calciques lorsque les mouches sont rassasiées. Lorsque les mouches ont faim, les dFB ne présentent pas d’activité calcique et les mouches montrent une forte préférence pour le fructose lorsqu’elles ont le choix entre le glucose et le fructose. Il est intéressant de noter que la préférence pour le fructose par rapport au glucose est inhibée chez les mouches non affamées. Les chercheurs ont également identifié des neurones asymétriques qu’ils ont appelés « Janus » comme étant nécessaires à l’oscillation du dFB. La détection coïncidente par le dFB d’un taux élevé de glucose et l’activité de Janus déclenchent les oscillations du dFB, mais aussi la libération du neuropeptide tachykinine, qui signale au cerveau Gr43a le capteur de fructose et module ensuite leur réponse au fructose.

En outre, les chercheurs ont constaté que le réseau Janus/dFB/Gr43a présente une fonction homologue à celle de l’hypothalamus des mammifères, ce qui suggère un processus similaire de la mouche aux mammifères.

Alors que le fructose et le glucose sont présents dans un rapport relatif de 1:1 dans la plupart des aliments naturels, l’industrie alimentaire utilise le fructose, moins métabolisable, comme édulcorant dans la plupart des aliments transformés, ce qui entraîne une surreprésentation du fructose dans l’alimentation humaine. Les résultats présentés dans cette publication expliquent comment un rapport fructose/glucose aussi élevé pousse les animaux à consommer davantage de nourriture avant d’atteindre la satiété et donc à ingérer des aliments en excès. À long terme, cela peut entraîner des troubles métaboliques.

Dr Pierre-Yves Musso

Le Dr Pierre-Yves Musso a effectué ce travail en tant que post-doctorant dans le laboratoire du Dr Michael Gordon à l’Université de Colombie britannique. Il a conçu le projet et les expériences individuelles, développé et employé la méthodologie, mené presque toutes les expériences, analysé toutes les données, visualisé les données et assemblé les figures, rédigé la première version de l’article et participé aux révisions avec son superviseur.

Source de financement

Cette recherche a été financée par la subvention à la découverte du CRSNG, RGPIN-2016-03857.