Le séquençage du génome humain a révolutionné la médecine, mais les scientifiques ont rapidement compris que les plans génétiques ne pouvaient à eux seuls révéler les activités du corps. Cela nécessite de comprendre le protéome, c'est-à-dire toutes les protéines exprimées par nos gènes et qui constituent la machinerie cellulaire qui remplit la plupart des fonctions de l'organisme. Aujourd’hui, un autre groupe de molécules appelées liposomes – tous les lipides de notre corps – remplissent davantage de détails sur la physiologie humaine.


Les liposomes humains, qui comprennent tous les lipides du corps humain, suscitent un intérêt croissant en raison de leur rôle dans la physiologie humaine, en particulier de l'influence directe de l'alimentation et des microbes intestinaux, et de leur potentiel dans l'intervention sur les maladies, en particulier dans les maladies telles que le diabète de type 2. Une étude récente a examiné en profondeur les liposomes, révélant leur relation avec des marqueurs de santé tels que la résistance à l'insuline, le vieillissement et la réponse aux infections, ainsi que leur potentiel à prédire le vieillissement biologique et à orienter les interventions en matière de santé.

Les lipides constituent une vaste classe de petites molécules grasses ou huileuses, notamment les triglycérides, le cholestérol, les hormones et certaines vitamines. Dans notre corps, ils forment des membranes cellulaires, servent de messagers cellulaires et stockent de l’énergie ; ils jouent un rôle clé dans la réponse aux infections et dans la régulation du métabolisme.

Notre génome est fondamentalement stable. Notre protéome, bien qu’influencé par la santé et l’environnement, est largement déterminé par le codage des gènes. En revanche, nos liposomes peuvent être modifiés directement, en partie par ce que nous mangeons et par les microbes qui vivent dans nos intestins, ce qui rend les liposomes plus plastiques et peut-être plus réactifs aux interventions. Cependant, le nombre et la variété des molécules lipidiques (au moins des milliers) rendent leur étude difficile.

"Les lipides sont très peu étudiés", a déclaré Michael Snyder, Ph.D., W. Ascherman, MD, professeur FACS de génétique à l'Université de Stanford. "Ils sont impliqués dans presque tous les processus du corps, mais en raison de leur hétérogénéité et de leur nombre, nous ne connaissons peut-être pas le véritable rôle de la plupart des lipides."

Une nouvelle étude du laboratoire de Snyder, publiée le 11 septembre dans la revue Nature Metabolism, est l'une des premières à examiner en profondeur les liposomes humains et à suivre leur évolution en termes de santé et de maladie, en particulier au cours du développement du diabète de type 2.

Plus de 100 participants, dont beaucoup présentaient un risque élevé de diabète, ont été suivis pendant neuf ans, fournissant des échantillons de sang tous les trois mois lorsqu'ils étaient en bonne santé et tous les quelques jours lorsqu'ils étaient malades.

En utilisant la spectrométrie de masse, une technique qui sépare les composés par masse moléculaire et charge, les chercheurs ont catalogué environ 800 lipides et leur relation avec la résistance à l'insuline, les infections virales, le vieillissement, etc.

Les chercheurs ont découvert que même si les liposomes de chaque personne avaient un profil unique et restaient stables au fil du temps, certains types de lipides changeaient de manière prévisible à mesure que la santé d'une personne progressait.

Par exemple, plus de la moitié des lipides répertoriés sont liés à la résistance à l'insuline, qui entraîne le diabète de type 2 lorsque les cellules de l'organisme sont incapables d'utiliser l'insuline pour extraire le glucose du sang. Bien que la résistance à l’insuline puisse être diagnostiquée en mesurant la glycémie, comprendre les changements dans les liposomes peut aider à découvrir les processus biologiques en jeu.

"Chaque molécule associée à une maladie a la possibilité de nous en dire plus sur le mécanisme et potentiellement de devenir une cible affectant la progression de la maladie", a déclaré Daniel Hornberg, Ph.D., ancien postdoctorant du laboratoire de Snyder et co-premier auteur de l'étude.

Les chercheurs ont également identifié plus de 200 lipides qui fluctuent lors d’infections virales respiratoires. L'augmentation et la diminution de ces niveaux de lipides correspondent au métabolisme énergétique plus élevé et à la réponse inflammatoire du corps dans les premiers stades de l'infection et peuvent indiquer la trajectoire de la maladie. Les personnes présentant une résistance à l’insuline présentent certaines anomalies dans leurs réponses à l’infection et une réponse plus faible à la vaccination.

Les participants étaient âgés de 20 à 79 ans et la période d’étude était longue, permettant aux chercheurs d’observer l’évolution des liposomes avec le vieillissement. Ils ont constaté que la plupart des lipides, comme le cholestérol, augmentent avec l’âge, mais que quelques-uns, notamment les acides gras oméga-3, diminuent avec l’âge. De plus, ces signes du vieillissement liés aux liposomes n’apparaissent pas au même rythme chez tout le monde. Par exemple, la résistance à l’insuline semble accélérer l’apparition de ces signes.

"Cela soulève une question intéressante : si les profils lipidiques peuvent prédire si le vieillissement biologique d'une personne est plus rapide ou plus lent", a déclaré SiWu, Ph.D., co-premier auteur de l'étude et autre ancien postdoctorant du laboratoire de Snyder.

Une autre découverte surprenante, a déclaré Wu, est que certains lipides, tels que la phosphatidyléthanolamine liée à l'éther, qui est considérée comme un antioxydant et impliqué dans la signalisation cellulaire, étaient étroitement liés à l'amélioration de la santé. Ils pourraient être candidats à de nouveaux moyens de surveillance de la santé, voire comme compléments alimentaires.

Ensuite, le laboratoire de Snyder espère s'appuyer sur les indices de cette vaste enquête pour étudier les corrélations entre des lipides spécifiques et les changements de mode de vie.