Des bioingénieurs découvrent la dynamique métabolique des lipides dans le cerveau de la drosophile au cours du vieillissement

Le vieillissement est un phénomène inévitable dans le processus de la vie, accompagné d’une détérioration des fonctions physiologiques et d’une susceptibilité accrue aux maladies.

Des études ont trouvé un lien entre le métabolisme des lipides et le vieillissement ainsi que les maladies liées à l’âge. Les gouttelettes lipidiques, organites qui stockent les graisses, sont étroitement liées au métabolisme des lipides en termes de taille et de nombre.

Ces dernières années, les chercheurs ont acquis une meilleure compréhension des fonctions importantes des gouttelettes lipidiques dans le métabolisme cellulaire et du fonctionnement optimal des organismes plus généralement. Cependant, les changements dans le métabolisme des lipides avec l’âge et la façon dont les voies nutritives et métaboliques régulent le métabolisme des lipides sont encore à l’étude.

Récemment, une étude sur les changements dynamiques du métabolisme des gouttelettes lipidiques dans le cerveau de la drosophile au cours du vieillissement a fait des progrès significatifs. L’équipe de recherche est dirigée par Lingyan Shi du Shu Chien-Gene Lay Department of Bioengineering de l’Université de Californie à San Diego. L’équipe a publié son étude, “Bioorthogonal Stimulated Raman Scattering Imaging Uncovers Lipid Metabolic Dynamics in Drosophila Brain during Aging”, dans la revue GEN Biotechnologie.

Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique d’imagerie par microscopie appelée oxyde de deutérium (D₂Diffusion Raman stimulée par O) (DO-SRS) pour observer in situ les changements dynamiques du métabolisme des gouttelettes lipidiques dans le cerveau de la drosophile en fonction de l’âge, du sexe et des restrictions alimentaires. L’étude a révélé la densité, la taille, la membrane et la distribution des gouttelettes lipidiques dans différents types de cellules.

L’étude a révélé que le cerveau des jeunes mouches contient de petites gouttelettes lipidiques métaboliquement actives avec des membranes riches en lipides. Cependant, à mesure que les mouches vieillissent, les gouttelettes lipidiques augmentent progressivement de taille et deviennent moins actives sur le plan métabolique, ce qui entraîne une diminution de la composition lipidique du cerveau. Cette découverte révèle l’interaction entre le stockage et la consommation des gouttelettes lipidiques, indiquant la présence de déficiences fonctionnelles dans le cerveau vieillissant.

D’autres recherches ont montré que la régulation à la baisse de la voie de signalisation insuline/IGF-1 peut inverser le métabolisme lipidique altéré, soulignant le rôle crucial de l’homéostasie des gouttelettes lipidiques dans la santé du cerveau. Le maintien d’un équilibre entre la synthèse et la dégradation des lipides est essentiel pour le transport des lipides entre les cellules gliales et les neurones. La restriction alimentaire améliore considérablement les échanges lipidiques dans le cerveau vieillissant de la mouche et régule à la baisse la voie de signalisation insuline/IGF-1, prolongeant ainsi la durée de vie.

Dans l’étude de différents sexes de mouches, il a été constaté que l’abondance et la taille des gouttelettes lipidiques dans le cerveau de la mouche femelle sont systématiquement plus élevées que celles du cerveau de la mouche mâle au cours du processus de vieillissement. Cette découverte reflète la possibilité d’une capacité de détoxification plus élevée chez les femmes, expliquant en partie le phénomène des femmes ayant une durée de vie plus longue que les hommes. Il fournit des indices pour d’autres recherches sur la régulation dépendante du sexe des mécanismes des gouttelettes lipidiques.

Le premier auteur, Yajuan Li, MD, Ph.D., chercheur postdoctoral au Shi Lab de l’UC San Diego Jacobs School of Engineering, et l’auteur correspondant, le professeur de bio-ingénierie Lingyan Shi, le chercheur principal, ont déclaré que leur haute résolution méthode d’imagerie in situ mise en place pour la première fois directement observée et quantifiée du métabolisme des lipides dans le cerveau de la Drosophile.

Cette technique n’est pas seulement limitée à l’imagerie cérébrale, mais peut également être appliquée plus largement au sein des organismes, fournissant une plate-forme fiable pour les recherches futures sur le métabolisme des gouttelettes lipidiques.