Analyse de l’effet de LEAP-2 sur la prise alimentaire et sa fonction dans la libération de la dopamine dans le noyau accumbens

Introduction

Le peptide intestin-cerveau (gut-brain peptide) ghreline et son récepteur ont été établis comme des facteurs importants dans la régulation de la faim et le traitement de la récompense. Cependant, le peptide antimicrobien exprimé par le foie 2 (Liver-expressed antimicrobial peptide 2, Leap2), un agoniste inverse du récepteur de la ghreline, vient tout juste de commencer à attirer l’attention. Des recherches antérieures ont montré que la ghreline peut renforcer les comportements liés à la récompense, tandis que les antagonistes synthétiques du récepteur de la ghreline peuvent affaiblir ces comportements. Les mécanismes d’action centraux de Leap2 ne sont pas encore complètement élucidés. Ce travail de recherche vise à approfondir la compréhension du rôle de Leap2 dans les comportements liés à la récompense en étudiant son impact sur le système nerveux central des souris, pour éventuellement fournir une base théorique pour le traitement de l’obésité et d’autres troubles mentaux et neurologiques liés à la récompense.

Source de l’article

Cet article de recherche a été rédigé par Maximilian Tufvesson-Alm, Qian Zhang, Cajsa Aranäs, Sebastian Blid Sköldheden, Christian E. Edvardsson et Elisabet Jerlhag. Il a été publié dans la revue «Progress in Neurobiology», Article numéro 236 (2024) 102615, en ligne le 17 avril 2024.

Processus expérimental

Sujets et environnement de l’expérience

L’étude utilise des souris mâles NMRI, lesquelles ont été acclimatées en laboratoire pendant une semaine avant le début des expériences. Durant l’expérience, les souris ont été fournies avec des aliments hypercaloriques tels que du beurre d’arachide, du Nutella et du chocolat, en plus de la nourriture standard pour souris et de l’eau. La température de l’environnement d’expérimentation est maintenue à 20°C et l’humidité à 50%, avec un cycle de lumière-obscurité de 12 heures.

Médicaments et administration

Leap2 (Leap-2 (38-77) pour les humains / Leap-2 (37-76) pour les souris, fourni par Phoenix Pharmaceuticals Inc.) est dissous dans une solution de Ringer pour une injection intracérébroventriculaire (ICV) ou une injection locale dans le toit latéral de l’aire tegmentale dorsale (LDTg). Les doses d’injection sont déterminées selon des expériences précédentes pour s’assurer qu’elles n’affectent pas le comportement général des souris.

Expérimentations sur la prise alimentaire

Pour tester l’effet de Leap2 sur la quantité de nourriture ingérée, la consommation de beurre d’arachide, de Nutella et de chocolat a été mesurée à différents moments, puis comparée entre le groupe traité par Leap2 et le groupe témoin.

Expéditions de préférence de lieu conditionnée (CPP)

L’expérience CPP est utilisée pour évaluer l’impact de Leap2 sur la mémoire liée à la récompense. Pendant la phase d’entraînement, la nourriture est associée à un côté de la boîte expérimentale pour évaluer la préférence de l’emplacement des souris avant et après l’administration de Leap2.

Microdialyse et analyse de la dopamine

Pour explorer l’impact de Leap2 sur la signalisation de la dopamine dans le noyau accumbens, la technique de microdialyse a été utilisée pour mesurer les changements de dopamine dans le noyau accumbens des souris lors de l’exposition et de la consommation de beurre d’arachide. La comparaison des différents groupes de traitement permet d’évaluer l’effet de Leap2 sur la signalisation dopaminergique.

Analyse qPCR

L’expression de Leap2 dans le cerveau des souris avant et après la consommation de beurre d’arachide a été détectée grâce à la technique qPCR, en se concentrant sur les régions cérébrales liées à la récompense.

Analyse des données

Toutes les analyses statistiques ont été effectuées avec le logiciel GraphPad Prism® 9.5.1. L’analyse de variance à deux facteurs (ANOVA à deux facteurs), le test de Wilcoxon et d’autres méthodes statistiques ont été utilisés pour le traitement des données.

Principaux résultats

Effet de Leap2 sur la prise alimentaire

L’étude a révélé que Leap2 réduisait significativement l’apport alimentaire des souris pour des aliments très préférés comme le beurre d’arachide, avec un impact moindre sur l’apport alimentaire standard. Les données spécifiques montrent que l’impact sur la consommation de beurre d’arachide est significatif dans les deux heures, cet effet étant corrélé positivement avec la préférence des souris pour les aliments hautement préférés.

Effet de Leap2 sur la mémoire de récompense

Dans l’expérience CPP, les souris ont montré une forte préférence pour le beurre d’arachide pendant la phase d’entraînement, mais cette préférence diminuait significativement après le traitement avec Leap2. De plus, Leap2 a complètement éliminé l’effet CPP du Nutella sans influencer significativement celui du chocolat, suggérant que Leap2 influence principalement la consommation et la mémoire des aliments hautement préférés et récompensants.

Effet de Leap2 sur la signalisation dopaminergique

Les résultats de la microdialyse montrent que Leap2 inhibait significativement la libération de dopamine dans le noyau accumbens lors de l’exposition et de la consommation de beurre d’arachide. Le groupe témoin présentait une augmentation significative des niveaux de dopamine après l’exposition au beurre d’arachide, tandis que ce n’était pas le cas pour le groupe traité avec Leap2. Cela suggère que Leap2 pourrait influencer les comportements de récompense alimentaire en modulant la signalisation dopaminergique centrale.

Expression de Leap2 dans le cerveau

Les résultats de qPCR montrent que Leap2 est exprimé dans plusieurs régions cérébrales, en particulier dans celles associées à la récompense, comme le noyau accumbens et le LDTg. Après l’administration de beurre d’arachide, l’expression de Leap2 dans ces régions diminue significativement, ce qui peut indiquer le rôle important de Leap2 dans la régulation des comportements de récompense.

Effet de Leap2 dans le LDTg

En injectant Leap2 localement dans le LDTg, l’étude a révélé que la consommation alimentaire préférée des souris en situation de binge-eating aiguë diminuait significativement. Cela renforce l’idée que Leap2 joue un rôle dans la régulation des comportements alimentaires motivés par la récompense dans des régions cérébrales spécifiques.

Signification et valeur de la recherche

Cette recherche révèle de manière exhaustive l’effet de Leap2 sur la prise alimentaire et les comportements liés à la récompense à travers diverses méthodes expérimentales. L’étude montre que Leap2 peut réduire non seulement la consommation des aliments très préférés, mais peut également moduler la mémoire et la signalisation dopaminergique liées à la récompense alimentaire. L’expression de Leap2 dans plusieurs régions cérébrales associées à la récompense et sa régulation par l’apport alimentaire renforcent son importance potentielle comme cible thérapeutique dans le traitement de l’obésité et d’autres troubles mentaux liés à la récompense.

Points forts de la recherche

1. Effet inhibiteur significatif de Leap2 sur la consommation des aliments très préférés : Notamment pour le beurre d’arachide, suggérant que Leap2 pourrait être une cible potentielle pour réguler les régimes alimentaires hypercaloriques.
2. Impact sur la mémoire de la récompense et la signalisation dopaminergique : Leap2 peut inhiber significativement la mémoire de récompense induite par les aliments très préférés et la libération de dopamine, soulignant son rôle de régulateur dans le système de récompense neuronal.
3. Expression et régulation spécifiques aux régions cérébrales : Leap2 est fortement exprimé dans les régions cérébrales associées à la récompense et modifié par les changements alimentaires, ce qui suggère son rôle possible comme rôle de feedback positif dans les comportements alimentaires liés à la récompense.

Conclusion

Cette recherche révèle pleinement le rôle de Leap2 dans la régulation de la consommation des aliments très préférés et des comportements liés à la récompense dans le système nerveux central, établissant ainsi une base potentielle pour son application dans le traitement de l’obésité et des troubles mentaux associés. Les recherches futures devraient explorer davantage les concentrations centrales de Leap2, sa distribution et ses effets à long terme sous différents états alimentaires afin de comprendre de manière exhaustive son rôle dans le système de récompense neuronal.