Lorsque des souris sont exposées à long terme à des particules fines, leur métabolisme sain s’en trouve affecté. En effet, les polluants atmosphériques fins perturbent le fonctionnement normal du tissu adipeux brun, ce qui peut entraîner une résistance à l’insuline et des maladies métaboliques. Des modifications complexes de la régulation des gènes en sont responsables, comme le montre une nouvelle étude de l’UZH.
Les indices s’accumulent pour montrer que la pollution de l’air n’est pas seulement nocive pour les poumons et le c½ur, mais qu’elle joue également un rôle important dans l’apparition de troubles métaboliques tels que la résistance à l’insuline et le diabète de type 2. Une nouvelle étude de Francesco Paneni, professeur au Centre de cardiologie translationnelle et expérimentale de l’Université de Zurich (UZH) et de l’Hôpital universitaire de Zurich (USZ), et de Sanjay Rajagopalan, professeur à la Case Western Reserve University de Cleveland, fait désormais la lumière sur ces liens.
Les chercheurs ont étudié l’impact d’une exposition à long terme à des polluants atmosphériques fins sur la régulation de la glycémie et sur un métabolisme sain. Ils se sont concentrés sur un type particulier de pollution, connu sous le nom de PM2.5. Ces minuscules particules d’air sont inférieures à 2,5 micromètres et peuvent être inhalées profondément dans les poumons. Des souris de laboratoire ont été exposées soit à de l’air filtré, soit à de l’air contenant des PM2.5 concentrées pendant six heures, cinq jours par semaine, sur une période de 24 semaines. Le dispositif expérimental devait reproduire de manière aussi réaliste que possible l’exposition chronique de l’homme dans les zones urbaines.
L’accent a été mis sur le tissu adipeux brun, qui aide le corps à produire de la chaleur et à brûler des calories. Il joue un rôle clé dans l’équilibre énergétique et le métabolisme du sucre. Après environ cinq mois, les souris qui avaient respiré des PM2.5 présentaient des signes d’un métabolisme perturbé, comme une sensibilité réduite à l’insuline. En outre, la fonction du tissu adipeux brun s’est fortement modifiée. l’activité d’importants gènes qui régulent la capacité à produire de la chaleur, à traiter les graisses et à gérer le stress oxydatif était particulièrement perturbée. Ces changements s’accompagnaient d’une accumulation accrue de graisse ainsi que de signes de lésions tissulaires et d’une augmentation pathologique du tissu conjonctif’, explique Paneni.
L’équipe de chercheurs s’est ensuite penchée sur les mécanismes sous-jacents. Ils ont découvert que la pollution atmosphérique provoquait des changements importants dans la régulation de l’ADN dans les cellules adipeuses brunes. D’une part, les gènes qui contrôlent le métabolisme des graisses présentaient des modèles modifiés dans les marqueurs chimiques - appelés groupes méthyle. D’autre part, l’accessibilité de certains gènes était modifiée, ce qui entraîne leur activation ou leur désactivation - un processus connu sous le nom de remodelage de la chromatine. Les modifications épigénétiques influencent le fonctionnement des cellules en régulant l’activité des gènes sans modifier le code génétique lui-même.
Deux enzymes ont été identifiées comme des acteurs clés de ce processus : HDAC9 et KDM2B. Elles sont impliquées dans la modification des histones, ces protéines autour desquelles l’ADN est enroulé. Chez les souris exposées aux polluants atmosphériques, les deux enzymes se lient à certaines régions de l’ADN dans les cellules adipeuses brunes. Cela réduit les marqueurs chimiques qui favorisent normalement l’activité des gènes. lorsque nous avons supprimé expérimentalement les deux enzymes, la fonction du tissu adipeux brun s’est améliorée. Si nous augmentions leur activité, le métabolisme normal des graisses continuait à diminuer’, explique Paneni.
L’étude montre qu’une exposition à long terme aux poussières fines perturbe la fonction normale du tissu adipeux brun et peut ainsi nuire à la santé métabolique. Cela se produit en raison de changements complexes dans la régulation des gènes, qui sont contrôlés par des mécanismes épigénétiques. "Nos résultats aident à expliquer comment les toxines environnementales comme les PM2.5 contribuent au développement de la résistance à l’insuline et des maladies métaboliques. Et ils indiquent de nouvelles cibles possibles pour la prévention ou le traitement", conclut Francesco Paneni.
Littérature
Rengasamy Palanivel, Jean-Eudes Dazard et al. Air pollution modulates brown adipose tissue function through epigenetic regulation by HDAC9 and KDM2B. JCI Insight. Septembre 23, 2025. DOI : https://doi.org/10.1172/jci.insight.187023
