Cyclines et kinases dependents des cyclines dans le contrôle du métabolisme. Implications pour la diabète et l'obésité. – METABOCYCLE

L'adipogenèse implique un dialogue entre régulateurs du cycle cellulaire et facteurs métaboliques. Des stimuli externes, comme la nutrition ou un stress, peuvent être traduits en signal prolifératif. Cependant, grâce à ce dialogue, la cellule ne répond pas toujours par une prolifération, et préfère une réponse métabolique. Les régulateurs du cycle cellulaire étant des capteurs de la signalisation externe, ils semblent influencer l'activité ou l'expression de facteurs, tels que PPARg, directement impliqués dans les processus métaboliques. Nous avons montré que cdk4, cycline D3 et E2F1 sont des régulateurs importants des cellules adipeuses et du métabolisme des cellules ß. Nous souhaitons poursuivre ce projet en explorant plus précisément les mécanismes moléculaire et physiologique, par lesquels les complexes cdk/cyclines participent à la biologie du tissu adipeux, aux fonctions des cellules ß, ainsi qu'à l'homéostasie du glucose, dans des modèles cellulaires et animaux.
Le projet est divisé en deux parties :
A. Participation des cyclines/cdks dans la biologie du tissu adipeux
Le projet de recherche sera centré sur l'étude de cdk4, cdk6, cycline G2 et cycline I. Nous avons déjà montré la participation de cdk4 dans l'adipogenèse. Cdk6 et cdk4 étant étroitement liés, nous voulons savoir si cdk6 contribue également à la différenciation et à la fonction adipocytaires. Les résultats préliminaires sur les cyclines G2 montrent qu'elles sont fortement induites durant la différenciation des cellules 3T3-L1 en adipocytes. L'approche expérimentale sera la suivante :
Analyse des effets in vitro dans l'adipogenèse.
Génération de souris KO pour cyc G2, et cyc I
Caractérisation métabolique des souris Cdk4-/-, cdk6-/-, et cdk4-/-/cdk6+/-, cyc G-/-, et cyc I-/-
Analyse du tissu adipeux des souris cycline G2-/-, cycline I-/-, cdk4-/-/cdk6+/-
Analyse du rôle de cyc G2, cyc I, cdk4, et cdk6 dans le tissu adipeux humain.
Mécanismes moléculaires responsables des effets des cyclines/cdks dans l'adipogenèse.
Essais pré-cliniques utilisant des inhibiteurs spécifiques de cdk4.
B. Participation des cyclines/cdks dans la fonction des cellules ß
Les souris E2F1-/- montrent une croissance post-natale altérée et une taille fortement réduite du pancréas. Les cellules ß présentent aussi un dysfonctionnement. De manière intéressante, les protéines E2F1, cdk4, cycline D1 et Rb sont fortement exprimés dans les cellules ß. Pourtant, ces cellules ne prolifèrent pas. Cela suggère un rôle important dans la physiologie des cellules ß pancréatiques de ces régulateurs, indépendamment du contrôle de la prolifération cellulaire. L'approche expérimentale sera la suivante :
Analyse de l'expression des protéines du cycle cellulaire dans les cellules ß pancréatiques.
Étude de l'activation du pathway cdk4-Rb-E2F1, après stimulation au glucose.
Identification des gènes cibles de E2F1/RB/cdk4 dans les cellules ß.
Rôle de l'activité cdk4 dans la sécrétion de l'insuline.
D'après nos travaux précédents, nous nous attendons à démontrer que cdk6, de manière similaire à cdk4, joue un rôle majeur dans l'adipogenèse, via un contrôle de l'activité PPARg. Des cyclines non classiques comme cyc G2 et cyc I, peuvent moduler l'activité PPARg et ainsi l'adipogenèse. Enfin, nous pouvons attendre qu'un traitement avec des inhibiteurs de cdk4 entraîne une réduction de la masse adipeuse dans les modèles animaux d'obésité.
Nous espérons démontrer que la prolifération et la fonction métabolique des cellules pancréatiques sont étroitement liés. De plus, des facteurs, contrôlant directement le cycle cellulaire, pourraient participer dans le métabolisme et la fonction pancréatique. Nous espérons montrer que E2F1 régule directement l'expression du gène de l'insuline. Enfin, au vu de nos résultats préliminaires, E2F1 pourrait participer à la sécrétion de l'insuline par une régulation de