Une nouvelle piste pour comprendre le mécanisme d’action d’un médicament contre le diabète

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Grâce à une technologie novatrice qui examine la manière dont les médicaments agissent sur les fonctions cellulaires, des chercheurs observent que la metformine modifie l’absorption du glucose.

Des chercheurs canadiens et britanniques ont découvert comment la metformine, un médicament de première ligne contre le diabète, pourrait aider les cellules à mieux absorber et utiliser le glucose. Leur étude, publiée aujourd'hui dans la prestigieuse revue Cell, pourrait également expliquer d'autres avantages potentiels de la metformine quant à la prévention de diverses maladies chroniques, notamment les cancers.

Afin de démontrer que la metformine semble faire en sorte que les cellules agissent comme si elles étaient privées de fer, un minéral essentiel, les biochimistes de l’Université de Montréal ont utilisé une nouvelle méthode pour sonder simultanément la façon dont tous les processus biochimiques d’une cellule réagissent à la présence d’un médicament. En collaboration avec des chercheurs du Francis Crick Institute à Londres, l’équipe de l’UdeM a montré que la metformine avait un effet global sur la distribution du fer dans les cellules et qu'elle jouait un rôle essentiel dans la médiation des processus biochimiques.

La technologie qui a rendu cette découverte possible a été mise au point par le laboratoire de l’auteur principal de l’article, Stephen Michnick, professeur à l’Université de Montréal et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en architecture cellulaire. «Si vous voulez savoir ce qu’un médicament ou toute autre molécule fait dans le corps, vous devez surveiller à un moment précis tout ce qui se passe dans ses cellules, a déclaré Stephen Michnick. De nos jours, il y a plusieurs manières de procéder pour atteindre cet objectif, mais notre méthode, appelée hdPCA, a le mérite d’être extrêmement simple à exécuter et à interpréter. Elle est de plus non invasive et peu coûteuse. Elle peut être appliquée dans pratiquement n’importe quel laboratoire.» La méthode peut être employée pour prédire et confirmer rapidement la façon dont un médicament peut agir sur les cellules, mais aussi pour établir les effets éventuels du médicament s'il est donné à l’humain.

«Nous avons choisi d’utiliser la metformine principalement parce que c’était un modèle d’étude intéressant, le mécanisme d’action n’ayant pas encore été défini clairement», a ajouté Bram Stynen, biochimiste à l’UdeM et premier auteur de l’étude. La démonstration de l’action de la metformine sur l'homéostasie du fer a été un bonus de cette étude. Un lien entre le métabolisme du fer et le diabète était déjà suspecté, mais personne n’avait montré d’effet antidiabétique spécifique de la metformine lié à l’homéostasie du fer dans des cellules vivantes. Le collaborateur Markus Ralser, biochimiste au Francis Crick Institute, a poursuivi: «Cela est logique sur le plan évolutif, car le métabolisme du glucose est probablement issu de réactions chimiques dépendantes du fer. De telles relations chimiques ne disparaissent pas au cours de l'évolution.»

Des études supplémentaires sur les cellules et les animaux devront être menées afin de cerner l’importance de l’influence de la metformine sur le métabolisme du glucose, analogue à la privation de fer dans les cellules, afin de déterminer comment ce mécanisme pourrait être mieux exploité pour améliorer les traitements du diabète. 

À propos de l’étude

L’étude «Changes of cell biochemical states are revealed in protein homomeric complex dynamics» a été publiée le 25 octobre 2018 dans la revue Cell. Elle a été financée par les Instituts de recherche en santé du Canada, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le programme scientifique Frontière humaine, le Conseil de recherches médicales du Royaume-Uni, Recherche sur le cancer du Royaume-Uni, la Fondation Wellcome et le Conseil européen de la recherche.

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