Une étude met en lumière le rôle des cellules immunitaires dans l’inflammation des tissus adipeux et l’obésité

Le tissu adipeux, même s’il a été vilipendé, est un organe corporel incroyablement complexe et essentiel impliqué, entre autres fonctions, dans le stockage de l’énergie et la production d’hormones. Pourtant, les modes de vie modernes ont conduit à une épidémie mondiale d’obésité et à une augmentation correspondante de maladies associées comme le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires.

Les chercheurs tentent de découvrir les bases de la structure des tissus adipeux et, plus particulièrement, de l’inflammation associée à l’obésité, dans l’espoir de découvrir le lien entre l’accumulation de graisse et de mauvais résultats pour la santé.

Une nouvelle étude de Lindsey Muir, Ph.D., Cooper Stansbury, candidat au doctorat, et leurs collègues utilisent l’analyse unicellulaire de l’expression des gènes combinée à la transcriptomique spatiale pour révéler des types de cellules immunitaires et des interactions non reconnues antérieures au sein du tissu adipeux. La transcriptomique spatiale est une technologie plus récente qui capture toute l’expression des gènes dans de petits points sur toute une fine section de tissu.

Étudier la graisse est plus facile à dire qu’à faire. Dans les tissus organisés en couches définies, par exemple la moelle épinière ou le cerveau, “il est plus facile de vérifier la santé mentale de vos données et d’identifier telle ou telle couche comme un type de cellule particulier et de savoir qu’elle doit exprimer les gènes X, Y et Z”, a déclaré Muir, professeur adjoint de recherche au Département de médecine computationnelle et de bioinformatique.

“Avec les tissus adipeux, c’est beaucoup plus difficile car les types de cellules sont répartis uniformément dans les tissus, sans couches cellulaires définies.” Dans l’obésité, les cellules adipeuses, ou adipocytes, se développent et peuvent atteindre une limite qui finit par provoquer la mort cellulaire et conduire à une inflammation.

Pour mieux comprendre les types de cellules immunitaires dans le tissu adipeux et leurs relations les unes avec les autres en cas d’obésité, l’équipe a nourri des souris avec un régime riche en graisses pendant 14 semaines, a collecté les tissus adipeux, puis a utilisé des analyses unicellulaires et spatiales. pour produire une lecture de tous les ARNm présents dans l’échantillon.

À l’aide d’un processus informatique appelé regroupement dans les données d’une seule cellule, ils ont pu regrouper les cellules dont la constitution génétique se ressemblait davantage que les autres groupes ou l’échantillon global.

Ils ont découvert quelque chose de surprenant dans la population de macrophages des échantillons, une cellule immunitaire dont le rôle est de nettoyer les cellules mortes et les débris.

“Nous savions dès le départ que les macrophages auraient probablement plusieurs sous-types… ce qui nous a surpris, c’est le nombre très différent les uns des autres, apparaissant à des moments différents et devenant plus dominants au fil du temps.”

Ils ont identifié cinq types, qu’ils ont nommés Mac1, 2, 3, 4 et 5. Mac1 résidait dans les tissus des souris maigres suivant un régime alimentaire normal et des souris obèses. Mac2 et Mac3, identifiés par leurs gènes pro-inflammatoires, ont culminé après 8 semaines de régime riche en graisses.

Cependant, à mesure que le régime riche en graisses avançait jusqu’à 14 semaines, les cellules Mac4 et Mac5, qui avaient une faible expression de gènes pro-inflammatoires, prédominaient, tandis que les cellules pro-inflammatoires Mac2 et Mac3 diminuaient.

L’idée dans ce domaine est que le type de macrophages qui s’accumulent dans l’obésité favorise un état inflammatoire. Sur la base de ces données, il y a bien plus à découvrir.”

Lindsey Muir, professeur adjoint de recherche au Département de médecine computationnelle et de bioinformatique

Son hypothèse est que Mac4 et Mac5 sont les macrophages associés aux lipides (LAM) décrits dans ses propres travaux antérieurs et par d’autres chercheurs et pourraient être le signe que le corps tente de réprimer un niveau d’inflammation dommageable dû aux macrophages pro-inflammatoires et aux adipocytes mourants.

Ensuite, une coupe minutieuse de tissus adipeux frais congelés a permis une analyse par transcriptomique spatiale. Chaque point d’analyse dans la méthode spatiale possède un code-barres unique qui s’attache à l’ARNm dans le tissu au-dessus de ce point, de sorte que l’expression des gènes peut ensuite être cartographiée à des emplacements spécifiques du tissu en utilisant les codes-barres comme coordonnées. Dans cette méthode, les sections sont également imagées juste avant la collecte de l’ARNm. L’étude a examiné ces images à la recherche de marqueurs révélateurs appelés structures en forme de couronne ; structures associées à la résistance à l’insuline.

“Une fois que les structures en forme de couronne apparaissent, il leur faut beaucoup de temps pour disparaître et leur apparition indique un dysfonctionnement des tissus”, a noté Muir. “En utilisant le traitement d’image, nous avons identifié, en fonction de la densité de ces régions, ce qui était susceptible d’être une structure en forme de couronne, puis nous avons vérifié que nous pouvions les voir visuellement”, a déclaré Muir. Ces structures avaient une expression génique indiquant la présence de LAM Mac4 et Mac5.

Avec plus de connaissances sur la composition cellulaire et l’organisation spatiale des tissus adipeux dans le contexte de l’obésité, la prochaine étape, a déclaré Muir, consiste à examiner les processus de signalisation et les protéines associés au développement des LAM et des troubles métaboliques.