Mécanismes hypothalamiques de l'adaptation métabolique // hypothalamic mechanisms of metabolic adaptation

Topic description

La flexibilité métabolique est la capacité de l'organisme à ajuster son métabolisme en fonction des changements dans l'offre et la demande d'énergie. Cette capacité implique un dialogue corps-cerveau qui requiert un apprentissage, afin que l'organisme puisse prédire les variations de la disponibilité énergétique. Cependant, les bases biologiques de cet apprentissage et son rôle dans l'adaptation métabolique induite par le jeûne, favorisant la prise de poids et l'obésité, restent inconnus.
L'hypothalamus est une structure cérébrale qui est cruciale pour la régulation du comportement alimentaire, du poids corporel et du métabolisme de l'organisme. Une meilleure compréhension de ses fonctions pourrait aider à mieux appréhender et traiter l'obésité.
Ce projet repose sur l'idée que l'entraînement des neurones hypothalamiques AgRP et POMC aux variations de disponibilité énergétique est essentiel pour que l'organisme puisse anticiper de futurs changements et s'y adapter. Particulièrement, cet entraînement en réponse au jeûne pourrait favoriser la prise de poids lorsque des aliments hypercaloriques sont disponibles. En élargissant notre analyse à d'autres types de neurones, nous prévoyons d'atteindre les objectifs suivants : 1) Découvrir les (sous)populations neuronales impliquées dans l'adaptation métabolique induite par le jeûne ; 2) Déterminer les signaux métaboliques qui influencent cette adaptation ; 3) Identifier le rôle des (sous)populations neuronales entraînées dans cette adaptation et dans le développement de l'obésité.
Pour répondre à nos objectifs nous utiliserons une approche interdisciplinaire, grâce à des collaborations locales et Nationales, avec des modèles génétiques de souris et des paradigmes expérimentaux spécifiques, des outils des neurosciences et de la biologie moléculaire ainsi que de la protéomique et de la métabolomique.
Ce projet original et ambitieux apportera des connaissances clés sur les mécanismes neuronaux régulant l'adaptation métabolique et leur importance dans le contrôle du comportement alimentaire et du poids corporel. Ces nouvelles connaissances feront progresser les domaines des neurosciences, de la physiologie et du métabolisme et ouvriront la voie à une meilleure compréhension et thérapie de l'obésité et d'autres maladies métaboliques.
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Metabolic flexibility refers to the ability of an organism to adjust its metabolism in response to changes in energy demand and supply. Such capacity involves continuous communication between the brain and the body and requires anticipatory learning, enabling the organism to predict changes in energy availability. However, the biological underpinnings of this learning and its role in metabolic adaptation to fasting—which can contribute to weight gain and obesity— remain unknown.
The hypothalamus is a key brain structure for regulating feeding behavior, body weight, and whole-body metabolism. Gaining a deeper understanding of hypothalamic function could enhance our knowledge of the biological basis of obesity and lead to improved therapies for this condition.
In this project, we hypothesize that entrainment of hypothalamic AgRP and POMC neurons to changes in energy availability is necessary for the organism to learn to predict future similar energy changes and adapt to them. Specifically, in response to fasting, this entrainment and consequent metabolic adaptation would favor excessive food intake and weight gain when hypercaloric food becomes available. By also expanding our analysis to other neuronal populations alongside AgRP and POMC cells, we plan to achieve the following objectives: Aim 1. Identify the neuronal (sub)populations involved in fasting-induced metabolic adaptation; Aim 2. Determine the metabolic signals that influence this adaptation; Aim 3. Reveal the role of these entrained neuronal (sub)populations in fasting-induced metabolic adaptation and the development of obesity.
To achieve our objectives, we will use an interdisciplinary strategy, leveraging local and National collaborations, including specific genetic mouse models and experimental paradigms, and employing neuroscience, genetic, and molecular tools, along with proteomics and metabolomics.
This original and ambitious project will provide new insights into the neuronal mechanisms underlying metabolic adaptation and their significance for the control of feeding behavior and body weight. The knowledge gained from this research will advance the fields of Neuroscience, Physiology, and Metabolism, ultimately leading to a better understanding of and improved therapies for obesity and other metabolic diseases.
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Début de la thèse : 01/10/
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Contrat doctoral libre