Posté par Adrien le Lundi 16/05/2022 à 09:00

Les oiseaux: des "super-organismes" qui se jouent du diabète

Environ 500 millions d’humains souffrent du diabète, maladie métabolique traduisant un dérèglement du contrôle de la glycémie avec des conséquences néfastes sur la santé. Et pourtant, l’évolution a produit des “super-organismes” qui présentent une glycémie de diabétique et une longue espérance de vie. Parmi ceux-ci, un petit passereau originaire d’Australie dont des scientifiques ont analysé l’hémoglobine pour découvrir une surprenante résistance au glucose et un inattendu mélange structural de trois isoformes. Les résultats ont été publiés dans Experimental Gerontology.


Pour assurer un fonctionnement optimum, les organismes vivants tentent de maintenir en toutes occasions un niveau stable de nombreux paramètres biologiques, parmi lesquels le taux de glucose sanguin qui est une source d’énergie clef pour les cellules. Pas assez de glucose et le risque est grand pour l’organisme de subir des dommages immédiats graves, trop de glucose et les effets à long terme pour la santé peuvent conduire à une réduction de la longévité. Une forte glycémie chronique entraîne des réactions chimiques entre le glucose et les protéines, appelées glycations, qui accélèrent le vieillissement des cellules.

En écologie, plusieurs études ont également montré que les taux de glucose pouvaient expliquer des différences de longévité entre espèces. Comprendre plus en détails les mécanismes qui expliquent les variations de glucose sanguin et comment elles peuvent être associées à des longévités différentes est une question qui intéresse l’écologie tout autant que la santé. L’exploration de la biodiversité, et en particulier des oiseaux, a révélé des situations paradoxales et illustre comment l’évolution a su répondre aux défis posés par l’intrication des challenges environnementaux et des contraintes physiologiques du fonctionnement des organismes.

Les oiseaux présentent en effet une glycémie parmi les plus élevées du règne animal, bien au-delà des valeurs de l’homme diabétique. Et pourtant, leur longévité est 2 à 3 fois supérieure à celle des mammifères de taille semblable. Ce paradoxe a alimenté bien des études en biologie évolutive du vieillissement et découvrir le mécanisme qui leur permet de résister aux effets néfastes du glucose tout au long de leur vie est ainsi d’une grande importance sur le plan fondamental (évolution) et porteuse de potentielles nouvelles approches thérapeutiques.

L’Institut Plurisdisciplinaire Hubert Curien (IPHC - CNRS / Université de Strasbourg) associe le travail de biologistes et de chimistes pour développer une approche novatrice en biologie évolutive, basée sur l’analyse en protéomique (analyse de la composition et de la structure des protéines, ici sanguines) d’un petit passereau maintenu en captivité au sein du laboratoire, le diamant mandarin (Taeniopigya guttata). En s’intéressant à l’hémoglobine, une des cibles protéiques privilégiée des réactions de glycation, ils ont déterminé le profil moléculaire d’individus d’âge connu et procédé à une exposition in vitro de l’hémoglobine à une présence de glucose dans le milieu.

Les résultats confirment que le diamant mandarin présente une glycémie élevée, mais une proportion d’hémoglobine glyquée indétectable au spectromètre de masse (Fig 1, panneau du milieu). De plus, son hémoglobine se révèle particulièrement résistante à l’expérience de glycation forcée in vitro, alors que l’hémoglobine humaine réagit fortement à la présence de glucose (Fig 1, panneau de gauche). Finalement, une analyse de la structure de ces deux hémoglobines dévoile que si la forme humaine a une structure en quatre chaînes associées (tétramère), celle du mandarin est un mélange de 3 formes tétramériques associant des chaînes étonnamment plus variées (Fig 1, panneau de droite).

Ces résultats pourraient suggérer un lien entre structure et résistance aux glycations des chaînes protéiques de l’hémoglobine du mandarin. Ils suggèrent également que l’hémoglobine d’oiseaux a évolué de manière divergente par rapport à celle des mammifères, ouvrant une nouvelle voie d’étude pour mieux comprendre comment ces organismes si particuliers atteignent des longévités remarquables en dépit d’une situation physiologique qui serait pathologique chez l’Homme.

Laboratoire CNRS impliqué:
Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC - CNRS / Université de Strasbourg)

Référence:
Brun, C., Hernandez-Alba, O., Hovasse, A., Criscuolo, F., Schaeffer-Reiss, C., & Bertile, F. (2022). Resistance to glycation in the zebra finch: Mass spectrometry-based analysis and its perspectives for evolutionary studies of aging. Experimental Gerontology, 111811.
Dernières actualités
Le CNRS, l’Université de Lorraine et Orano ont choisi de s’associer pour développer de...
Les gens qui ne croient pas au réchauffement climatique peuvent être convaincus par des faits...
Les variants préoccupants de SARS-CoV-2 comme Alpha, Delta ou Omicron se sont répandus rapidement...
Deux millions de tonnes de TNT: c’est l’équivalent de l’impact d’une météorite en...
Les vents qui soufflent au niveau de la couche nuageuse de Jupiter sont mesurés grâce au...
Le plateau des Guyanes, incluant le Nord du Brésil, la Guyane et le Surinam, constitue l’une des...
Les amateurs d’exploration spatiale qui attendent la base lunaire promise dans les plans de la...
En collaboration avec le SYSAAF, l’entreprise Aqualande et l’INRAE, les scientifiques -...
À l’approche de la saison du jardinage, certains se posent la question suivante: est-il vrai que...
Nous sommes toutes et tous issu(e)s d'une cellule unique qui se multiplie d'abord en cellules...
Un total de 95 mg de poudre et de particules de roches de l’astéroïde Ryugu ramenés par la...
Le changement climatique global est particulièrement sensible en Arctique qui se réchauffe deux...
Sous le pergélisol de la source de Lost Hammer, dans le Haut-Arctique canadien, se trouve un...
Développer des (micro)systèmes capables de se mouvoir et d’être propulsés par de simples...
Hormis les éléments les plus légers (H, He et Li), les atomes se forment à l’intérieur des...
Lorsque de la pluie tombe sur le plus haut point de la calotte glaciaire du Groenland, ça n’est...
Dans une étude publiée dans la revue Nature communications, les scientifiques développent un...
Dans la course aux faisceaux d’électrons de très haute énergie pour la physique des...
Les régions actives du génome sont particulièrement fragiles et des cassures double-brin de...
Le transporteur de la super-famille des facilitateurs majeurs MFSD2A a deux fonctions importantes...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales