La découverte de vaisseaux sanguins peut prévenir le diabète
De nouvelles connaissances issues de la recherche sur la façon dont l'insuline sort de la circulation sanguine pour métaboliser le glucose dans les cellules pourraient conduire à de nouveaux traitements de la résistance à l'insuline, une condition qui précède généralement le diabète de type 2.
Dans un article publié dans Le Journal d'investigation clinique, des scientifiques de l'Université Vanderbilt à Nashville, TN, rapportent comment ils ont utilisé une nouvelle technique de microscopie aux côtés de modèles mathématiques pour mesurer et caractériser directement le mouvement de l'insuline lorsqu'elle traversait les parois des vaisseaux sanguins dans les cellules musculaires squelettiques chez des souris vivantes.
Leurs résultats suggèrent que le mécanisme de transport de l'insuline lorsqu'elle quitte les minuscules vaisseaux sanguins, ou capillaires, dans le tissu musculaire est différent de celui suggéré par les études précédentes.
«Définir comment l'insuline quitte le capillaire», explique l'auteur principal de l'étude David H. Wasserman, professeur en physiologie moléculaire et biophysique, «est essentiel pour comprendre et traiter la résistance à l'insuline.»
La résistance à l'insuline peut conduire au diabète de type 2
La résistance à l'insuline se développe lorsque les cellules qui composent les tissus du foie, de la graisse et des muscles ne répondent pas efficacement à l'insuline, l'hormone qui les aide à convertir le glucose en énergie. Le pancréas compense en produisant plus d'insuline pour maintenir le glucose au bon niveau.
Mais avec le temps, les cellules pancréatiques ne peuvent plus suivre, les taux de glucose augmentent et le prédiabète et le diabète de type 2 se développent. La majorité des personnes atteintes de diabète souffrent de diabète de type 2.
Plus de 30 millions d'adultes aux États-Unis sont diabétiques, dont plus de 7 millions qui ne sont pas diagnostiqués. 84 millions de plus ont un prédiabète.
On ne sait pas exactement ce qui cause la résistance à l'insuline, mais les scientifiques suggèrent que le fait d'être physiquement inactif et de porter trop de poids en sont les principaux contributeurs.
Comprendre les mouvements de l’insuline
Le professeur Wasserman et ses collègues notent que «la capacité de l'insuline à stimuler l'absorption du glucose» dans les cellules musculaires «dépend de la vitesse à laquelle l'insuline pénètre dans l'endothélium», qui est la fine couche de tissu qui tapisse les vaisseaux sanguins et contrôle le mouvement de substances dans et hors de la circulation sanguine.
Ils notent également qu'il est prouvé qu'une altération de l'administration d'insuline aux cellules musculaires est une caractéristique de la «résistance à l'insuline induite par l'alimentation».
Ainsi, la caractérisation du mécanisme qui contrôle le mouvement de l'insuline à travers l'endothélium «est essentielle pour comprendre la progression de la résistance à l'insuline», affirment-ils, en exposant l'objectif de leur étude.
L’insuline se déplace par «transport en phase liquide»
Certaines études suggèrent que le mécanisme de transport de l'insuline est «saturable», c'est-à-dire que le taux diminue avec l'augmentation des niveaux d'insuline, et qu'il dépend de la présence de récepteurs d'insuline sur les cellules de l'endothélium.
"En revanche", les auteurs de l'étude notent que leurs résultats "démontrent de manière convaincante que le mouvement de l'insuline à travers l'endothélium est non saturable et ne nécessite pas le récepteur de l'insuline."
À l'aide de la technique qu'ils ont développée pour suivre, imager et modéliser le mouvement de l'insuline à sa sortie des capillaires chez les souris vivantes, ils ont conclu que le mécanisme fonctionne par «transport en phase fluide».
Ce mode de transport «peut être accompli soit par un mouvement convectif de l'insuline» à travers les jonctions entre les cellules de l'endothélium, soit par «un processus vésiculaire non spécifique, ou une combinaison des deux», expliquent-ils.
Les découvertes pourraient conduire à de nouveaux traitements
Les scientifiques suggèrent que l'une des principales raisons de la différence entre leurs résultats et ceux d'études antérieures est qu'ils ont pu mesurer directement le mouvement de l'insuline à travers l'endothélium chez les animaux vivants, par opposition à l'utilisation de «monocouches de culture» de cellules endothéliales. .
Améliorer notre compréhension au niveau cellulaire et moléculaire de la façon dont l'insuline sort des capillaires pourrait conduire à de nouvelles façons d'inverser la résistance à l'insuline, y compris des médicaments à base de petites molécules qui stimulent l'administration d'insuline et de nouvelles versions synthétiques de l'insuline qui atteignent plus efficacement les cellules musculaires.
Le professeur Wasserman est d'avis que la technique de traçage par fluorescence et de microscopie qu'ils ont développée pour être utilisée chez les animaux vivants pourrait également être utilisée pour étudier comment les médicaments et autres hormones sortent de la circulation sanguine pour pénétrer dans les tissus cibles.
«La paroi capillaire musculaire est une formidable barrière à l’action de l’insuline sur les muscles. C'est l'étape limitante de l'action de l'insuline musculaire et un site potentiel de régulation. »
Professeur David H. Wasserman
