Cette recherche, très expérimentale, révèle comment les muscles parlent au cerveau pour réguler le comportement alimentaire. Pour la première fois, ces chercheurs du St.Jude Children's Hospital (Memphis) montrent que le muscle squelettique communique ses besoins nutritionnels au cerveau de manière similaire au tissu adipeux, et mettent en lumière les mécanismes qui régissent ces signaux alimentaires. Des résultats expérimentaux, de travaux menés chez des mouches des fruits, présentés dans la revue Genes & Development, qui trouvent néanmoins, leurs équivalents chez l'Homme.
L’auteur principal, le Dr Fabio Demontis (Visuel), du Département de neurobiologie du St.Jude Children's Hospital, et son équipe, ont cherché à expliquer comment le cerveau détermine quand il est temps de se nourrir et comment il orchestre ce processus. L’équipe montre que muscle squelettique, comme d'autres tissus, communique avec le cerveau pour transmettre des informations sur son état nutritionnel. Les chercheurs montrent, que chez la mouche, manipuler ce mécanisme peut influencer la recherche de nourriture et l'alimentation.
Découverte d’une clé moléculaire de la communication muscle-cerveau
Les tissus adipeux, l'intestin et le foie signalent leurs besoins au cerveau par le biais d'hormones qui régulent le comportement alimentaire. Le muscle squelettique représente 40% du corps humain et a des besoins énergétiques et nutritionnels élevés. Et il communique de manière similaire avec le cerveau via des facteurs de signalisation appelés myokines. « Cependant, jusqu'à présent, le cerveau était la cible de l'activité des myokines la moins étudiée ».
Pour mieux comprendre cette communication muscle-cerveau, les chercheurs ont examiné la myokine « Dpp » chez les mouches des fruits. Cette protéine Dpp est l'équivalent chez la mouche des facteurs de signalisation BMP2 et BMP4 chez l'Homme. En marquant la protéine par fluorescence, les scientifiques montrent que la réduction de ses niveaux favorise un comportement de recherche de nourriture et de prise alimentaire. A l’inverse, l’augmentation de ses niveaux réduit ces comportements.
Protéine du muscle et dopamine dans le cerveau : cette protéine (Dpp) dérivée des muscles régule les niveaux de tyrosine hydroxylase cérébrale, une enzyme clé pour la synthèse du neurotransmetteur dopamine. Or on sait déjà que la dopamine est impliquée dans le comportement alimentaire. Ainsi, la baisse des niveaux de Dpp dans les muscles entraîne des niveaux plus élevés de dopamine dans le cerveau et une augmentation de l'alimentation. À l'inverse, des niveaux de Dpp plus élevés dans les muscles induisent une baisse des niveaux de dopamine et donc une moindre recherche de nourriture.
Cette protéine du muscle communique ainsi avec le cerveau et régule aussi le comportement alimentaire, mais elle pourrait, ajoutent les auteurs, réguler un certain nombre d'autres fonctions tissulaires et systémiques, y compris les processus pathologiques impliquant des neurones dopaminergiques. « Et parce que cette protéine Dpp a ses équivalents chez l’Homme, il est probable que les mêmes processus soient en jeu, « du muscle » au comportement alimentaire- voire aux maladies métaboliques ».
Source: Genes & Development Dec. 12, 2019 doi: 10.1101/gad.329110.119 Muscle-derived Dpp regulates feeding initiation via endocrine modulation of brain dopamine biosynthesis
