Résumé

La perturbation des rythmes biologiques augmente le risque d'obésité et de diabète. L'obésité est caractérisée par une inflammation chronique de bas grade du tissu adipeux causée par des dysfonctions immuno-métaboliques dans les adipocytes matures et les progéniteurs et par l'activation et l'infiltration de cellules immunitaires pro-inflammatoires. Les adipocytes peuvent produire des cytokines inflammatoires (TNFa, IL-6), chemokines (CCL2, CCL5) et adipokines (leptine, adiponectine) régulant le métabolisme et l'inflammation, et dont la perturbation est directement liée à la résistance à l'insuline menant au diabète de type 2 (DT2) et à la stéatose hépatique. BMAL2 est un facteur de transcription de l'horloge circadienne, une boucle transcriptionnelle entraînée par la lumière et l'alimentation qui synchronise les fonctions métaboliques avec le rythme de la vie. Le gène murin Bmal2 est impliqué dans le diabète de type 1 et les mécanismes inflammatoires via le contrôle transcriptionnel de l'expression de la cytokine IL-21. Chez l'Homme, la baisse de l'expression de BMAL2 dans le tissu adipeux blanc et certains de ses polymorphismes sont associés aux complications de l'obésité telles que le DT2. BMAL2 semble être régulé lors de la perte de poids chez l'Homme et inhiber l'adipogenèse. Cependant, les mécanismes d'action de BMAL2 dans le contrôle des dysfonctions immuno-métaboliques liées à l'obésité et au DT2 restent inconnus à ce jour. Grâce aux prélèvements de tissus adipeux obtenus au cours de chirurgies bariatriques, nous avons montré l'association entre l'expression de BMAL2 et TNFa au cours de l'obésité chez l'Homme. Puis, un modèle de souris Bmal2-/- nourri avec un régime normal ou obésogène riche en graisses (HFD) a permis d'étudier l'impact de la délétion de BMAL2 sur le métabolisme du glucose et les fonctions inflammatoires et métaboliques du foie et du tissu adipeux épididymal (EpiWAT). Les souris Bmal2-/- sous régime HFD ont développé une prise de poids exacerbée associée à un stockage des lipides diminué dans l'EpiWAT et à une stéatose hépatique plus importante que les contrôles. Leur triglycéridémie était augmentée et leur métabolisme du glucose était perturbé avec une augmentation de l'intolérance au glucose et une baisse de la sensibilité à l'insuline due à une résistance à l'insuline dans le foie et l'EpiWAT. De plus, l'EpiWAT des souris Bmal2-/- était particulièrement inflammé avec une infiltration augmentée de lymphocytes T CD8+ et une expression accrue de gènes inflammatoires (TNFa, IL-6, IL-17). La délétion de Bmal2 a impacté fortement le rythme d'expression circadien du TNFa dans l'EpiWAT de souris sous régime normal et HFD. Nous avons isolé les adipocytes matures lors de la digestion de l'EpiWAT et leurs progéniteurs (cellules PDGFRb+) par tri cellulaire en cytométrie en flux. L'expression du TNFa a augmenté dans les adipocytes matures et les progéniteurs PDGFRb+ des souris Bmal2-/- obèses. De plus, la fréquence des progéniteurs PDGFRb+ a diminué, ce qui était associé à une baisse de la prolifération. Les sous-populations de progéniteurs ont perdu leurs spécificités pour former une population unique plus homogène que chez les souris contrôles. L'analyse de l'expression des gènes par séquençage d'ARN dans les progéniteurs PDGFRb+ a démontré que l'absence de BMAL2 associée à un régime obésogène a : i) exacerbé l'expression de nombreux gènes inflammatoires, acteurs de la voie NFkB contrôlant le TNFa, et des marqueurs de l'apoptose, ii) réprimé l'expression d'acteurs des voies de maintenance cellulaire (ex: TGFb, PI3K-AKT). Finalement, nos résultats suggèrent qu'un défaut d'expression de BMAL2 favorise un phénotype pro-inflammatoire dans les progéniteurs adipocytaires et dérégule leurs fonctions métaboliques, pourtant nécessaires à leur différenciation et permettant le stockage adéquat des lipides dans un contexte obésogène, ce qui favorise la stéatose hépatique et les complications de l'obésité menant au DT2.

Mots-clés - horloge circadienne, obésité, diabète de type 2, stéatose hépatique, NASH, inflammation, insulino-résistance, tissu adipeux, adipocytes, progéniteurs adipeux