PGC-1α et ses variantes alternatives : de nouvelles pistes pour la régulation du métabolisme énergétique

Des généticiens et biologistes de l’Université de Kobé au Japon ont mené des recherches sur la molécule signal PGC-1α . Cette molécule joue un rôle fondamental dans l’adaptation métabolique de l’organisme.

Longtemps étudiée pour son action sur la régulation de la biogenèse mitochondriale et la thermogenèse, la molécule PGC-1α se décline en plusieurs isoformes, dont les variantes alternatives PGC-1αb et PGC-1αc, qui se distinguent par leur activation en réponse à des stimuli spécifiques comme l’exercice physique ou l’exposition au froid.

Les points clés

• Production spécifique lors de l’exercice : Chez les souris et les humains, les variantes PGC-1αb et PGC-1αc sont fortement exprimées dans les muscles squelettiques après l’exercice, à l’inverse de la forme PGC-1αa. Cette induction est corrélée à une consommation accrue d’oxygène (VO2 max), un indicateur clé de la performance métabolique.
• Différences interindividuelles : Les études sur les souris et les humains montrent que l’absence de ces variantes alternatives réduit drastiquement les effets bénéfiques de l’exercice sur la dépense énergétique et la gestion du poids. Ainsi, certaines personnes perdent du poids plus lentement ou en moindre mesure que d’autres en raison de ces différences moléculaires.
• Adaptation métabolique rapide : Ces variantes b et c jouent un rôle important dans les réponses à court terme aux stimuli comme l’exercice ou le froid, contrairement à PGC-1αa qui est davantage impliquée dans les adaptations chroniques, comme l’augmentation de la masse musculaire avec un entraînement prolongé.
• Impact sur l’obésité et la résistance à l’insuline : L’absence de PGC-1αb/c entraîne une hyperinsulinémie et une augmentation de la masse graisseuse. Bien que les souris conservent une tolérance normale au glucose, cela suggère une interaction complexe entre les variantes et la régulation métabolique globale.

De nouvelles pistes 

Les résultats indiquent que PGC-1αb/c pourraient constituer des cibles thérapeutiques prometteuses. Alors que la majorité des traitements contre l’obésité se concentre sur la réduction de l’appétit, aucune solution n’augmente spécifiquement la dépense énergétique. Une molécule capable de stimuler la production de PGC-1αb et PGC-1αc pourrait ouvrir la voie à une nouvelle génération de traitements ciblant directement le métabolisme énergétique.

• Entraînement physique et métabolisme : Ces recherches confirment que les effets de l’exercice ne se limitent pas à un simple équilibre entre apport et dépense calorique. La production des variantes PGC-1αb/c est un facteur déterminant de l’efficacité métabolique.
• Rôle du tissu adipeux brun : Ces variantes sont également augmentées dans le tissu adipeux brun lors d’une exposition au froid, soulignant leur importance dans la régulation du taux de graisse corporelle et l’adaptation thermique.
• Développement de biomimétiques : Des médicaments mimant l’exercice en activant PGC-1αb/c pourraient fournir des solutions aux patients qui ne peuvent pas pratiquer d’activités physiques régulières, tout en renforçant les bénéfices pour ceux qui s’entraînent.

En conclusion

La découverte des variantes alternatives de PGC-1α marque une étape dans la compréhension des mécanismes métaboliques associés à l’exercice. Ces nouvelles perspectives permettent non seulement de mieux expliquer les différences individuelles dans la perte de poids, mais ouvrent également des opportunités pour des traitements innovants pour les troubles métaboliques.

 

 

Source : Kazuhiro Nomura, Shinichi Kinoshita, Nao Mizusaki, Yoko Senga, Tsutomu Sasaki, Tadahiro Kitamura, Hiroshi Sakaue, Aki Emi, Tetsuya Hosooka, Masahiro Matsuo, Hitoshi Okamura, Taku Amo, Alexander M. Wolf, Naomi Kamimura, Shigeo Ohta, Tomoo Itoh, Yoshitake Hayashi, Hiroshi Kiyonari, Anna Krook, Juleen R. Zierath, Masato Kasuga, Wataru Ogawa, Adaptive gene expression of alternative splicing variants of PGC-1α regulates whole-body energy metabolism, Molecular Metabolism, Volume 86,2024,101968,ISSN 2212-8778, https://doi.org/10.1016/j.molmet.2024.101968.