Le tabagisme est associé à la perte de poids depuis des siècles. Dans le monde moderne, les publicités et d’autres aspects de la culture populaire associent souvent la minceur aux cigarettes. La recherche scientifique soutient généralement également ce lien; les chercheurs ont découvert que les fumeurs ont un indice de masse corporelle inférieur à celui des non-fumeurs et ils ont découvert que la nicotine diminue la quantité de nourriture que les animaux mangent.
Alors que la nicotine est considérée comme un coupe-faim, on sait peu de choses sur son mécanisme d’action réel dans le cerveau. L’auteur principal Yann Mineur de la Yale University School of Medicine et ses collègues ont fait la lumière sur ce problème. Ils ont trouvé une voie qui régit la façon dont la nicotine diminue l’apport alimentaire. Leur découverte, qui apparaît dans un numéro récent de Sciencepourraient potentiellement aider les gens à arrêter de fumer et conduire à de nouvelles façons de traiter l’obésité.
Mineur a découvert que la nicotine et un médicament appelé cytisine diminuent tous deux la prise alimentaire des souris jusqu’à 50 % et abaissent la masse grasse corporelle d’environ 15 à 20 %. La nicotine se lie aux récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine dans les systèmes nerveux central et périphérique, et la cytisine se lie à ces récepteurs nicotiniques de manière encore plus sélective. Lorsqu’un produit chimique est ajouté qui bloque la liaison de la cytisine aux récepteurs nicotiniques, les souris ont présenté un comportement moins anorexique. Cela a conduit Mineur et ses collègues à conclure que l’activation des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine est essentielle pour diminuer l’appétit.
Après une expérimentation plus poussée, Mineur et son équipe ont découvert qu’une sous-unité particulière (la sous-unité β4) des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine est directement impliquée dans la production d’effets anorexiques. Lorsque les chercheurs ont renversé l’expression de cette sous-unité, un médicament nicotinique comme la cytosine n’a eu aucun effet anorexique sur les souris. Cette sous-unité est exprimée dans un faisceau de neurones (le noyau arqué) de l’hypothalamus médiobasal, suggérant que la nicotine agit spécifiquement sur ces cellules.
Les résultats du knockdown ont conduit les chercheurs à explorer les fonctions de différents neurones dans l’hypothalamus médiobasal. La sous-unité β4 de ses récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine est exprimée par un type de neurone, les cellules pro-opiomélanocortine (POMC). Les chercheurs ont découvert que les médicaments nicotiniques se lient aux récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine sur les neurones POMC et provoquent l’activation de ces neurones.
Lorsque les chercheurs ont appliqué de la nicotine aux neurones POMC pendant une à deux minutes, les neurones POMC se sont déclenchés plus fréquemment. L’effet dépend de la quantité de nicotine présente. Une petite dose de 0,5 µM provoque une augmentation d’environ 173 %, tandis qu’une dose plus importante de 50 µM augmente le tir d’environ 456 %. L’activation des neurones POMC est connue pour provoquer une perte d’appétit et une augmentation de la dépense énergétique. Plus précisément, Mineur et son équipe ont découvert qu’un type d’hormone produite par les neurones POMC appelée mélanocortine est essentielle pour que la nicotine ait un effet anorexique.
Pour résumer le processus, Mineur a découvert que la nicotine et d’autres drogues nicotiniques ont un effet anorexique en interagissant d’abord avec la sous-unité β4 des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine qui sont exprimés par les neurones POMC. Cela active les neurones POMC, provoquant la libération de l’hormone mélanocortine. Les auteurs notent que la sous-unité β4 n’est peut-être pas la seule impliquée. Des recherches plus poussées pourraient révéler que d’autres sous-unités des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine jouent également un rôle important.
En fournissant un mécanisme qui régit la façon dont la nicotine supprime l’appétit, Mineur et ses collègues ont ouvert la possibilité d’adapter différentes thérapies pour aider les gens à perdre du poids sans les effets négatifs de l’utilisation de produits du tabac. Par exemple, il pourrait être possible de synthétiser des médicaments qui sont moins toxiques ou addictifs que la nicotine, mais qui ont un mécanisme d’action similaire dans le cerveau. De tels médicaments pourraient aider les gens à lutter contre l’obésité.
Science2011. DOI : 10.1126/science.1201889 (À propos des DOI)