Rôle des MAMs dans la régulation du métabolisme hépatique par la bétaïne

Les points de contact entre les mitochondries et le réticulum endoplasmique, appelés MAM pour Mitochondria-Associated Membranes, jouent un rôle crucial dans le contrôle de l'homéostasie des hépatocytes. Des données récentes montrent que les MAMs sont altérées dans le foie de souris modèles de résistance à l'insuline et de stéatose, ce qui indique que les MAMs pourraient constituer une nouvelle cible thérapeutique pour la prévention ou le traitement des troubles métaboliques du foie. Ces plateformes dynamiques peuvent être régulées par différents facteurs, dont les nutriments. Nous avons émis l'hypothèse selon laquelle la bétaïne, par ses propriétés biochimiques, pourrait moduler la structure et la fonction des MAMs des hépatocytes.Des hépatocytes primaires de rats Wistar mâles de 3 mois (n=6) ont été isolés par une méthode de perfusion à la collagénase et cultivés dans du DMEM complet (3 g/L de glucose). Les cellules ont été incubées pendant 18h dans le milieu de culture avec de la BSA (Bovin serum albumine, 500μM) ou du palmitate (modèle de lipotoxicité, 500 μM), complété ou non par de la bétaïne (5mM). La structure des MAMs a été explorée par microscopie électronique à transmission (MET) et in situ proximity ligation asszay (PLA) pour l'unité fonctionnelle formée par le récepteur IP3R1 (inositol 1,4,5-trisphosphate receptor) du réticulum endoplasmique et le canal VDAC1 (voltage dependent anion channel) de la mitochondrie. Les cellules ont également été stimulées avec de l'insuline (100mM) pendant 15 min pour explorer la réponse à l'insuline par Western blot (phosphorylation Akt/Akt). La lipogenèse a été induite avec un mélange oléate/palmitate (1mM, 2:1), afin d'évaluer le stockage des triglycérides dans les hépatocytes par dosage biochimique (Tryglyceride Method GPO, Biolabo). La respiration mitochondriale a été mesurée par oxygénographie sur des cellules perméabilisées avec les substrats glutamate (5 mM) /malate (2,5 mM) et succinate (5 mM) /roténone (5 μM). L'expression génique et le contenu en protéines clés des MAMs (VDAC1, mitofusine 2 : Mfn2 et la chaperonne Grp75) ont également été analysés. L'analyse statistique a été réalisée avec l'ANOVA à 2 voies et le test post hoc de Bonferroni, valeur p<0,05. Les résultats montrent que la bétaïne favorise l'intégrité des MAMs et la réponse à l'insuline par rapport au contrôle : La longueur des MAMs par rapport à la circonférence mitochondriale, mesurée par MET, est augmentée de 41% sous bétaïne comparé au contrôle (bétaïne 16,2% vs contrôle 11,5%, p<0,05). Le nombre d'interactions VDAC1/IP3R1 par noyau analysé in situ PLA est augmenté de 22,4% sous bétaïne et diminué de 30% par rapport au contrôle (p<0,01). Dans des conditions de palmitate, la bétaïne restaure les points de contact jusqu'à 90% (p<0,01 vs palmitate). La réponse insulinique a été augmentée de 80,7 % et 138,5 % par la bétaïne dans des conditions de BSA et de palmitate respectivement (p<0,01). La bétaïne ne réduit pas significativement le stockage des triglycérides. La respiration cellulaire en succinate/roténone a été modifiée par la bétaïne dans des conditions de BSA et de palmitate (+62% et +90% respectivement, p<0,01). De plus, la bétaïne a augmenté l'expression génétique de Mfn2 et VDAC1 de 18% et 21% respectivement en condition BSA (p<0,001), et de 38% et 24% en condition palmitate (p