Projet ANR-08-JCJC-0025 – ChAains : Faible utilisation des glucides alimentaires chez la truite arc-en-ciel : rôle des interactions entre acides aminés, glucose et insuline?
Programme : Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs (JCJC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE BORDEAUX (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE BORDEAUX)
Partenaires : Institut national de la recherche agronomique
Montant : 180000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : La plupart des poissons téléostéens présentent des besoins nutritionnels élevés en acides aminés. En aquaculture commerciale, ces besoins sont satisfaits grâce à l'utilisation de matières premières d'origine marine. Cette pratique est aujourd'hui largement remise en question car incompatible avec le développement durable de l'aquaculture. Il est donc essentiel de remplacer les farines de poissons par des produits végétaux naturellement riche en glucides et présentant des profils en acides aminés différents. L'un des obstacles à cette substitution repose sur la faible utilisation des glucides alimentaires par les poissons téléostéens. L'introduction de glucides dans leur alimentation induit une hyperglycémie prolongée et une baisse de la croissance. Mieux connaitre les raisons de la faible utilisation nutritionnelle des glucides par la truite arc-en-ciel nous paraît essentiel pour aider à la mise au point d'une alimentation en accord avec la croissance et le métabolisme de la truite et les contraintes environnementales et économiques qui gouvernent l'aquaculture. Chez les mammifères, les acides aminés en excès contribuent au développement d'insulino-résistance en générant un rétrocontrôle négatif de la voie de signalisation de l'insuline. Nous suspectons les acides aminés très largement présents dans l'alimentation de la truite de modifier la sensibilité à l'insuline de certains tissus et par conséquent de perturber la régulation de l'expression des gènes placés sous le contrôle de l'insuline. Ceci pourrait expliquer qu'une réduction des protéines alimentaires chez la truite rétablit l'inhibition post-prandiale de l'expression des gènes de la néoglucogenèse. Ainsi, nous émettons l'hypothèse que des interactions entre insuline, acides aminés et glucose pourraient être en partie responsable de la faible efficacité de la truite à utiliser les glucides alimentaires. Afin de tester cette hypothèse, des expériences seront mises en place chez la truite arc-en-ciel pour 1) analyser l'effet à long terme d'une alimentation riche en glucides et faible en protéines sur l'expression des gènes du métabolisme et 2) identifier les mécanismes moléculaires mis en jeu pour réguler l'expression de ces gènes. Cette étude sera réalisée dans deux tissus majeurs du métabolisme : le foie et le muscle squelettique. Pour aborder l'effet d'une augmentation des glucides alimentaires sur l'expression des gènes hépatiques et musculaires, des truites recevront pendant 9 semaines une alimentation riche en protéines et pauvre en glucides ou riche en glucides et pauvre en protéines puis nous analyserons l'expression de différents gènes candidats chez des sujets à jeun ou renourris. Une étude transcriptomique permettra ensuite d'identifier d'autres gènes dont l'expression serait perturbée par la composition du régime. Des études de signalisation seront développées pour déterminer les mécanismes moléculaires qui gouvernent l'expression différentielle de gènes du métabolisme. Nous analyserons les voies IRS1/PI3 kinase/Akt, mTOR/S6K1, PKA/PP2A and AMPK respectivement impliquées dans la médiation des signaux générés par l'insuline, les acides aminés, le glucose et le statut énergétique de la cellule. Une attention particulière sera portée à la phosphorylation sur sérine d'IRS1 cible du rétrocontrôle négatif des acides aminés sur la voie de signalisation de l'insuline. Afin de différencier les effets respectifs ou combinés des acides aminés, du glucose et de l'insuline sur la régulation de l'expression des gènes hépatiques et musculaires des études complémentaires seront développées sur cultures primaires d'hépatocytes et de cellules satellites de truite. Des études de signalisation cellulaire et d'expression de gènes y seront conduites afin de préciser comment l'insuline, les acides aminés et le glucose interagissent pour contrôler l'expression de gènes cibles. Dans un premier temps, nous caractériserons l'effet des acides aminés, en particulier celui de la leucine c