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Recherche

Des neurones responsables de l’obésité?

Mathilde Guillaumin (X2011) a reçu un prix de l’Académie des Sciences pour son stage de recherche consacré à l’étude des liens potentiellement existants entre la répartition des neurones dans le cerveau et l’obésité. Interview.

Nutrition et neurosciences sont les deux sujets de prédilection de Mathilde Guillaumin. Dans le cadre de son stage de recherche au sein du Laboratoire de physiologie de la nutrition et du comportement alimentaire Adeprina, cette élève en cycle polytechnicien s’est naturellement intéressée aux liens potentiellement existants entre la répartition des neurones dans notre cerveau et l’obésité.

Mathilde Guillaumin a été récompensée pour ses recherches par l'Académie des Sciences dans la catégorie "Médailles des Grandes Écoles" et a ainsi reçu l'une des quatre médailles L.E Rivot, prix créé en 1890 par Félix RIVOT au nom de son frère Louis-Édouard RIVOT, Polytechnicien (1820-1869).

Pouvez-vous détailler votre sujet de recherche ?
J’ai travaillé pendant quatre mois sur les liens qui pourraient exister entre la répartition spatiale des neurones et l’obésité.
Nous n’ignorons pas que la plupart des cas de surpoids ou d’obésité observés de nos jours sont fréquemment liés à une consommation accrue de boissons sucrées et de nourriture dense en énergie, enrichie en graisses et en sucres.
Cependant, les susceptibilités individuelles en ce qui concerne la prise de poids en réponse à la prise d’un régime obésogène varient d’un individu à l’autre. Comment expliquer cette variation ?
De nouvelles recherches tendent à démontrer que certaines populations de neurones, localisées dans des endroits spécifiques de notre cerveau, sont impliquées dans notre comportement alimentaire.
Certains neurones donneraient envie de manger plus que d’autres.

Où sont situés les neurones impliqués dans la prise alimentaire ?
J’ai étudié les neurones situés dans le noyau arqué (ARC) de l’hypothalamus. L’ARC contient deux sortes de populations neuronales : les neurones exprimant le neuropeptide* Y (NPY) et l’agouti related peptide (AgRP) et les neurones exprimant la proopiomélanocortine (POMC). Ces deux populations de neurones ont un rôle majeur dans la régulation de la balance énergétique. Si les signaux chimiques Y et AgRP stimulent la prise alimentaire et le stockage des graisses, à l’inverse, les neurones à POMC eux ont un effet inhibiteur sur le besoin en nourriture.

Quelle a été votre démarche scientifique et quels résultats avez-vous obtenus ?
Nous sommes partis de l’hypothèse qu’une prise de poids mal contrôlée serait liée à un déséquilibre entre ces populations neuronales clés. Il s’agissait de savoir si la densité des neurones POMC dans l’ARC de l’hypothalamus (ayant un effet inhibiteur sur le besoin en nourriture) était différente chez des souris sensibles à l’obésité ou résistantes à l’obésité.
Pour cela, nous avons nourri seize souris génétiquement identiques durant onze semaines avec un régime alimentaire riche en graisse et en sucre.
À l’issue de cette période, les souris n’avaient pas le même poids. Les plus grosses avaient en effet mangé au-delà de leurs besoins énergétiques. Leurs cerveaux ont ensuite été coupés en coupes coronales couvrant l’ensemble de l’ARC.
L'analyse des coupes a bien montré une réorganisation spatiale distincte entre les souris sensibles et résistantes à l'obésité, mais il est encore trop tôt pour pouvoir donner des explications. Cette analyse doit être approfondie et il est encore trop tôt pour valider des hypothèses.

Si votre hypothèse est validée, quelles en seraient les conséquences ?
Cela permettrait de valider le postulat selon lequel le cerveau serait le siège d’un dérèglement alimentaire conduisant aux pathologies associées à l’obésité. Une prise alimentaire excessive ne peut seule expliquer l’obésité. Mieux comprendre et contrôler les neurones impliqués dans la prise alimentaire permettraient ainsi d’apporter des pistes thérapeutiques pour le traitement des maladies liées à l’obésité.

Que vous a apporté ce stage de recherche ?
Tout d’abord je conseille aux élèves, pour choisir leur stage, de privilégier le sujet à la destination.
Grâce à cette expérience, j’ai compris que la recherche m’intéressait vraiment et que je souhaitais continuer dans cette voie en effectuant une thèse. Je poursuis actuellement un doctorat en biosciences, d’une durée de quatre ans, à l’Université d’Oxford.

> En savoir plus :
Le sujet de recherche s’intitule "Réorganisation spatiale de neurones exprimant la proopiomélanocortine (POMC) dans le noyau arqué de souris POMC-EGFP résistantes ou sensibles à l’obésité".