Une étude publiée dans Nature Metabolism met en lumière un rôle insoupçonné des graisses dans le cerveau. Des équipes du Centre de recherche du Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CRCHUM) et de University of British Columbia (UBC) montrent que les neurones disposent de leurs propres réserves lipidiques, essentielles à la régulation de l’énergie dans l’organisme. Dirigés par les chercheurs Thierry Alquier, chercheur de l’axe Cardiométabolique et professeur de la Faculté de médecine de l’Université de Montréal et Elizabeth Rideout, professeure de la Faculté de médecine de UBC, les travaux révèlent que ces réserves, appelées gouttelettes lipidiques, jouent un rôle clé à la fois dans la fonction neuronale et dans l’équilibre énergétique de l’organisme.

Une vision renouvelée du carburant cérébral

Le cerveau est reconnu comme un centre de contrôle majeur de l’appétit, du poids corporel et de l’utilisation de l’énergie. Pourtant, la manière dont les neurones gèrent leur propre carburant demeure encore peu comprise.

Jusqu’ici, le glucose était considéré comme la principale source d’énergie des neurones, tandis que les lipides étaient surtout associés à la structure des membranes et à la communication cellulaire. Les mécanismes permettant aux neurones de stocker et d’utiliser les graisses restaient largement inconnus.

Les gouttelettes lipidiques, organelles constituées principalement de triglycérides, avaient essentiellement été observées dans des contextes pathologiques, notamment dans des maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer. Leur présence dans des neurones sains et leur rôle en conditions normales demeuraient peu documentés.

Des réserves présentes chez plusieurs espèces

Grâce à une approche combinant modèles animaux et outils génétiques, les équipes ont démontré que ces gouttelettes lipidiques sont présentes et fonctionnelles chez des espèces très éloignées sur le plan évolutif, des invertébrés aux vertébrés.

Les travaux, auxquels ont contribué les doctorantes Romane Manceau et Danie Majeur, ont permis d’identifier des enzymes et des protéines qui contrôlent la formation et l’utilisation de ces réserves, ainsi que leur rôle sur l’équilibre énergétique.

En bloquant leur utilisation, les chercheurs ont observé des effets marqués : accumulation de graisses dans l’organisme chez les vers et les mouches, perturbation de la prise alimentaire et des dépenses énergétiques chez la souris.

Un impact direct sur le métabolisme

L’étude s’est particulièrement intéressée à deux types de neurones impliqués dans la balance énergétique : les neurones hypothalamiques AgRP chez la souris et les neurones Akh chez la mouche.

En perturbant génétiquement la formation ou l’utilisation des gouttelettes lipidiques dans ces neurones, les chercheurs ont démontré leur influence directe sur plusieurs paramètres : réserves énergétiques, prise alimentaire et poids corporel.

Ces effets, observés chez différentes espèces, apparaissent plus prononcés chez les mâles, ce qui suggère une dimension liée au sexe dans la régulation énergétique.

Un rôle cellulaire élargi

À l’échelle cellulaire, les lipides libérés par ces gouttelettes influencent la composition des membranes, soutiennent le fonctionnement des mitochondries ‒ les « centrales énergétiques » des cellules ‒ ainsi que celui du réticulum endoplasmique, impliqué dans la synthèse des protéines, et au final, l’activité neuronale.

Ces résultats s’inscrivent dans un courant de recherche émergent suggérant que les lipides peuvent aussi servir de source d’énergie pour les neurones.

De nouvelles pistes pour la recherche

En remettant en question l’idée que le glucose serait l’unique carburant des neurones, cette étude révèle un mécanisme conservé permettant au cerveau de gérer ses propres réserves énergétiques et constituants cellulaires.

Elle ouvre la voie à de nouvelles recherches sur le rôle du métabolisme lipidique neuronal dans des maladies comme l’obésité, le diabète de type 2 ou certains troubles du métabolisme cérébral, ainsi que sur les différences observées entre les sexes.

Rédaction : Université de Montréal