Étude des voies de signalisation en aval du récepteur FFA1/GPR40 dans la cellule bêta pancréatique

Le diabète de type 2 est caractérisé par une incapacité de la cellule bêta pancréatique à produire suffisamment d’insuline pour maintenir la glycémie à des concentrations physiologiques. Le récepteur couplé aux protéines G GPR40 est une cible thérapeutique potentielle pour le diabète de type 2 puisque son activation par les acides gras de moyenne à longue chaîne potentialise la sécrétion d’insuline. Les molécules effectrices en aval de ce récepteur qui sont responsables de la potentialisation de la sécrétion d’insuline demeurent cependant inconnues. Le but de cette thèse était donc d’identifier les molécules effectrices de la voie de signalisation du récepteur GPR40 et étudier comment ces molécules influencent la sécrétion d’insuline. Plusieurs mécanismes sont impliqués dans le transport et la sécrétion d’insuline en réponse au glucose, dont le remodelage des filaments d’actine qui facilite le recrutement des granules d’insuline à la membrane. Nous avons observé que la protéine kinase D1 (PKD1) joue un rôle important pour le remodelage des filaments d’actine qui résulte de l’activation du récepteur GPR40 par les acides gras. Nous avons aussi démontré que PKD1 est essentielle pour la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras. Nos résultats ont aussi permis de mettre en évidence le rôle important du diacylglycérol comme second messager en aval du récepteur GPR40. Nous avons ensuite étudié le rôle que joue la kinase 4 activée par p21 (PAK4) dans la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras puisqu’elle est une cible de PKD1 connue dans d’autres modèles cellulaires. Nous avons observé que PAK4 est phosphorylée en réponse aux acides gras dans les îlots de Langerhans humains et que sa phosphorylation en réponse aux acides gras dépend de la présence du récepteur GPR40. Tout comme PKD1, l’absence de PAK4 réduit significativement la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras. Comme le récepteur GPR40 est essentiel à l’augmentation compensatoire de la sécrétion d’insuline durant une diète riche en lipides, nous avons étudié le rôle que joue PKD1 dans les îlots de Langerhans de souris qui sont nourries une diète riche en lipides. L’absence de PKD1 dans les cellules bêta pancréatiques accélère le développement de l’hyperglycémie et de l’hyperinsulinémie associées à une diète riche en lipides. La sécrétion d’insuline en réponse au glucose durant un clamp hyperglycémique à la suite d’une diète riche en lipides est aussi significativement réduite chez les souris déficientes pour PKD1 dans les cellules bêta pancréatiques comparativement aux souris contrôles. Ainsi, nous avons conclu que PKD1 est impliquée dans l’augmentation compensatoire de la sécrétion d’insuline induite par une diète riche en lipides chez la souris. Dans son ensemble, les résultats présentés dans cette thèse exposent de nombreuses composantes essentielles à la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras. Cette thèse explore aussi l’impact de la dysfonction de la cellule bêta pancréatique sur l’augmentation compensatoire de la sécrétion d’insuline durant une diète riche en lipides. Enfin, cette thèse discute du potentiel de GPR40 comme cible thérapeutique pour le traitement du diabète de type 2.

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