Le récepteur nucléaire FXR dans les cellules L entéroendocrines : régulateur de la réponse aux acides gras à chaîne courte, métabolites du microbiote intestinal

Abstract

Le contrôle de l’homéostasie du glucose est le résultat d’un dialogue étroit entre les différents organes métaboliques par l’intermédiaire de messages nerveux et hormonaux. Parmi les mécanismes de régulation, l’incrétine GLP-1 (Glucagon-Like Peptide-1), produite et sécrétée par les cellules entéroendocrines de type L dans l’intestin en réponse à la prise alimentaire, potentialise la sécrétion d’insuline par le pancréas. Au début de ma thèse, j’ai participé aux travaux de l’équipe qui ont permis de montrer que l’activation du récepteur nucléaire Farnesoid X Receptor (FXR) diminue la production et la sécrétion de GLP-1 en réponse au glucose. Cependant, comme il existe de nombreux autres stimuli de la sécrétion de GLP-1, nous avons ensuite cherché à savoir si FXR régule également d’autres voies de sécrétion de GLP-1. En particulier, le microbiote intestinal participe au contrôle de l'homéostasie énergétique par la fermentation des fibres alimentaires, produisant dans le colon des acides gras à chaîne courte (SCFAs) qui favorisent la sécrétion de GLP-1 en se liant à leurs récepteurs membranaires FFAR2 et FFAR3. L’objectif suivant de mes travaux de thèse a donc été d’étudier le rôle de FXR dans la réponse des cellules L du colon aux SCFAs.La sécrétion de GLP-1 en réponse aux SCFAs a été évaluée ex vivo dans des explants intestinaux de souris traitées avec le GW4064, agoniste synthétique de FXR, dans des colonoïdes murins issus de souris WT et FXR KO, in vitro dans les cellules L murines GLUTag et humaines NCI-H716 activées avec le GW4064 et in vivo chez des souris WT et FXR KO après supplémentation en prébiotiques (fructanes de type inuline) pour augmenter la production de SCFAs dans le colon. L’expression des récepteurs aux SCFA FFAR2 et FFAR3 a également été examinée dans ces différents modèles et la voie de signalisation intracellulaire de type Gαq de FFAR2 a été évaluée in vitro.La sécrétion de GLP-1 induite par les SCFAs est inhibée dans les explants de côlon de souris traitées par le GW4064 et améliorée dans les colonoïdes FXR KO. L’activation in vitro de FXR inhibe la sécrétion de GLP-1 en réponse aux SCFAs et aux ligands synthétiques de FFAR2, principalement en diminuant l’expression de FFAR2 et sa signalisation intracellulaire de type Gαq. Les souris FXR KO présentent une augmentation de l’expression de FFAR2 dans le côlon et des taux plasmatiques de GLP-1 augmentés lors de la supplémentation en prébiotiques.L’ensemble de mes résultats de thèse montrent donc que l’inhibition de FXR augmente la sécrétion de GLP-1 par les cellules L entéroendocrines en réponse au glucose et aux métabolites du microbiote intestinal, les SCFAs. La combinaison de l’utilisation d’antagonistes ou de dé-activateurs de FXR dans l’intestin avec une supplémentation en prébiotiques peut ainsi être une approche thérapeutique prometteuse pour stimuler l’axe incrétine dans le traitement du diabète de type 2 et des maladies du foie gras non alcoolique telles que la NASH (Non Alcoholic SteatoHepatitis).