Ce que la prise de poids et la perte de poids font sur notre corps
Gagner ou perdre du poids, même pour une courte période, peut changer radicalement le profil moléculaire personnel d'un individu, selon une nouvelle étude menée par la Stanford University School of Medicine en Californie.
Dans un article qui doit être publié dans la revue Systèmes cellulaires, les chercheurs rapportent comment ils se sont appuyés sur une énorme quantité de données provenant de plusieurs méthodes d'étude pour créer un profil moléculaire détaillé de chacun de leurs 23 participants à l'étude.
Les données moléculaires ont été tirées de diverses techniques de «-omique», notamment:
- la génomique ou les méthodes qui cartographient le génome ou la constitution génétique des organismes
- protéomique, une approche qui fournit des informations détaillées sur les protéines
- transcriptomique, ou techniques qui révèlent comment le génome est actuellement interprété
- la métabolomique, qui donne un aperçu du métabolisme et de la chimie des cellules
- microbiomique, ou méthodes qui profilent les bactéries et autres micro-organismes dans le corps
"En fin de compte", déclare Michael Snyder, co-auteur principal de l'étude, professeur de génétique à l'Université de Stanford en Californie, "nous avons littéralement fait des milliards de mesures."
L'étude suit un chemin de recherche que le professeur Snyder a commencé il y a quelques années lorsqu'il a fait l'objet de son propre profilage omique personnel, qui a suivi les changements moléculaires dans son corps alors qu'il développait un diabète de type 2, puis s'en était remis après avoir changé son régime alimentaire. et mode de vie.
Profilage des changements moléculaires
Dans la nouvelle étude, lui et le reste de l'équipe ont constaté que, alors que les participants prenaient environ 6 livres de poids corporel en 1 mois, puis le perdaient, il y avait des changements dramatiques dans leur expression génique, leur système cardiovasculaire, leur microbiome et leur système immunitaire. .
Au fur et à mesure que les participants prenaient du poids, leurs profils personnels d'omique révélaient: des changements significatifs dans la composition bactérienne; l'activation des voies moléculaires qui ont été liées aux maladies cardiaques; et une inflammation et des réponses immunitaires accrues.
Mais la bonne nouvelle est qu'après avoir perdu leurs kilos en trop, la plupart de leurs systèmes sont revenus à leur état d'origine.
Le professeur Snyder dit que leur objectif était de «caractériser ce qui se passe pendant la prise et la perte de poids à un niveau que personne n'a jamais fait auparavant.
En particulier, ils voulaient «savoir comment les personnes prédiabétiques pouvaient différer en termes de profils personnels d'omique et de leurs réponses moléculaires aux fluctuations de poids», ajoute-t-il.
Obésité et diabète de type 2
Les personnes obèses courent un risque accru de développer un diabète de type 2, ainsi que d'autres problèmes de santé graves. La résistance à l'insuline précède souvent le diabète de type 2.
Les personnes présentant une résistance à l'insuline ont des problèmes pour convertir la glycémie en énergie car leurs cellules ne réagissent pas correctement à l'insuline, une hormone qui les aide à absorber et à utiliser le glucose.
Le pancréas essaie de produire plus d'insuline pour compenser, mais cela pourrait ne pas être suffisant, entraînant une glycémie élevée et un diabète de type 2 à part entière.
Aux États-Unis, où 36,5% des adultes souffrent d'obésité, plus de 100 millions de personnes vivent avec un prédiabète ou un diabète.
Profilage omique personnel du gain et de la perte de poids
Pour la nouvelle étude, l'équipe a comparé les profils omiques personnels de 13 personnes insulino-résistantes à celles de 10 personnes sans insulino-résistance - le «groupe insulino-sensible» - au fur et à mesure qu'elles gagnaient puis perdaient du poids.
Tous les participants avaient un indice de masse corporelle (IMC) compris entre 25 et 35 - c'est-à-dire allant de «surpoids à modérément obèses» - au moment de leur recrutement.
Les participants ont suivi un régime riche en calories pendant un mois, au cours duquel ils ont pris 2,7 kilogrammes de poids. Après cela, ils ont ensuite perdu l'excès de poids.
Les scientifiques ont prélevé des échantillons des participants à quatre moments de l'étude: au départ; lorsque leur poids a atteint un sommet après le régime riche en calories; lorsque leur poids est revenu à la ligne de base; puis après 3 mois de stabilité après que leur poids soit revenu à la ligne de base.
Les modèles moléculaires montrent une résistance à l'insuline
Lorsqu'ils ont comparé les groupes insulino-résistants et insulino-sensibles, les chercheurs ont trouvé des différences significatives dans leurs profils de base.
En particulier, les profils moléculaires de base du groupe insulino-résistant contenaient des marqueurs d'inflammation, alors que ceux du groupe insulino-sensible n'en avaient pas.
Le professeur Snyder dit que cette découverte suggère que le profilage omique pourrait identifier les personnes à risque de diabète en repérant les marqueurs précoces de l'inflammation, qui sont connus pour être liés au développement du diabète de type 2.
La comparaison des profils omiques après prise de poids a également montré des contrastes intéressants. Alors que les marqueurs d'inflammation ont augmenté à la fois dans les groupes insulino-résistants et insulino-sensibles, seul le groupe insulino-sensible a montré des marqueurs bactériens de Akkermansia muciniphila, qui protège contre la résistance à l'insuline.
Cependant, le changement le plus spectaculaire - pour les deux groupes - a été des altérations de l'expression génique qui sont connues pour être liées à un risque accru d'une forme d'insuffisance cardiaque connue sous le nom de cardiomyopathie dilatée.
«C'était assez surprenant», remarque le professeur Snyder, «je ne m'attendais pas à ce que 30 jours de suralimentation changent toute la voie cardiaque.»
Il explique, cependant, que leurs découvertes correspondent "à la façon dont nous pensons au corps humain - c'est tout un système, pas seulement quelques composants isolés, donc il y a des changements à l'échelle du système lorsque les gens prennent du poids."
Certains changements pourraient-ils durer plus longtemps?
Après avoir perdu leur excès de poids et avoir eu une période de stabilité à leur poids précédent, les profils omiques des participants ont montré que la plupart des changements moléculaires sont revenus à la normale.
Cependant, un sous-ensemble de changements de gain de poids dans les profils a persisté. Bien qu'ils ne soient pas suffisamment importants ou significatifs pour permettre de tirer des conclusions définitives, ils suggèrent, selon le professeur Snyder, «que certains de ces effets pourraient durer plus longtemps».
Il souligne également que si leur étude portait principalement sur les changements de groupe, ils ont remarqué que chaque participant avait des changements uniques dans son profil personnel d'omique, ce qui montre, pense-t-il, que de tels outils constitueront un «élément essentiel de la gestion de la santé humaine dans le avenir."
«Les mégadonnées seront essentielles pour l'avenir de la médecine, et des choses comme ces profils omiques intégratifs permettront de comprendre comment le corps humain répond, de manière très personnelle, à différents défis.
Professeur Michael Snyder
