News & events - Keyword : Biological clocks

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Synchronisation entre les différents organes

Comprendre la synchronisation des horloges cellulaires

Les horloges circadiennes, qui régulent les fonctions métaboliques de tous les êtres vivants sur un rythme d’environ 24 heures, constituent l’un des mécanismes biologiques les plus fondamentaux. Chez les êtres humains, leur perturbation est à l’origine de nombreuses maladies métaboliques telles que le diabète ou des maladies graves du foie. Si les scientifiques étudient ce mécanisme depuis de nombreuses années, son fonctionnement demeure mal connu.

Grâce à un système d’observation basé sur la bioluminescence, des scientifiques du groupe de la Pre Charna Dibner, de l’Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux Universitaires de Genève, en collaboration avec le Pr Ueli Schibler, professeur honoraire à l’UNIGE, ont pu démontrer que les cellules composant un organe en particulier peuvent se synchroniser, même en l’absence de l’horloge centrale cérébrale ou d’autres horloges dans le corps. En effet, les scientifiques sont parvenus à restaurer la fonction circadienne dans le foie chez des souris complètement arythmiques, démontrant que les neurones ne sont pas uniques dans leur capacité de coordination. Des résultats à découvrir dans la revue Gene and Development.

Ilot de Langerhans

La régénération de l'insuline au rythme
des horloges cellulaires

Certaines parties de notre corps, comme la peau ou le foie, peuvent se régénérer après une affection. Les cellules encore fonctionnelles prolifèrent pour compenser les pertes. Ainsi, depuis une trentaine d’années, les scientifiques se penchent sur le potentiel de régénération des cellules β du pancréas, responsables de la production d’insuline. Leur atteinte étant en grande partie responsable de l’apparition du diabète, la possibilité de les régénérer constitue un espoir de traitement.

En étudiant des souris diabétiques, des scientifiques du groupe de la Dre Charna Dibner, de l’Université de Genève et des Hôpitaux Universitaires de Genève, ont observé que leur mécanisme de régénération était sous l’influence des rythmes circadiens - les horloges moléculaires régulant les fonctions métaboliques cellulaires selon un cycle de 24 heures. De plus, les scientifiques ont identifié le rôle essentiel d’un composant clé des rythmes circadiens, la molécule BMAL1. Ces résultats, à lire dans la revue Genes and Development, permettent d’envisager de nouvelles perspectives pour favoriser la régénération des cellules bêta.

Bannière UNIGE - Faculté de Médecine

Leçon publique - Dre Charna Dibner

Circadian clocks make metabolism run

Portrait de Charna Dibner

Leçon publique de la Dre Charna Dibner, membre d’iGE3, dans le cadre de sa nomination à la fonction de professeure associée au Département de Médecine de la Faculté de Médecine.

Mercredi 14 octobre 2020 - 12 h
CMU - Auditoire Reverdin / B02.2526, bâtiment B, 2ème étage
& visio-conférence ZOOM

  • Conférence publique, entrée libre.
  • Attention: public limité à 30 personnes.
Ilot de Langerhans

Remettre nos horloges internes à l’heure
pour contrôler le diabète ?

Les horloges circadiennes (du latin «circa diem», environ un jour) permettent aux organismes d’anticiper les changements périodiques du temps géophysique et de s’y adapter. Presque toutes les cellules de notre corps disposent d’horloges moléculaires qui régulent et synchronisent les fonctions métaboliques selon un cycle de 24 heures d’alternance jour-nuit. Ainsi, les preuves s’accumulent pour montrer que les perturbations de nos horloges internes dues aux changements fréquents de fuseaux horaires, aux horaires de travail irréguliers ou au vieillissement ont un impact important sur le développement de maladies métaboliques chez les êtres humains, et notamment le diabète de type 2. De telles perturbations semblent en effet empêcher le bon fonctionnement des cellules des îlots pancréatiques qui sécrètent l’insuline et le glucagon, les hormones qui régulent le taux de sucre dans le sang.

En comparant les cellules pancréatiques de donneurs diabétiques et celles de personnes saines, le groupe de la Dre Charna Dibner, de l’Université de Genève et des Hôpitaux Universitaires de Genève, démontre pour la première fois que les premières présentaient des oscillateurs circadiens compromis. De plus, ces dérèglements étaient concomitants à la perturbation de la sécrétion hormonale. Par ailleurs, en utilisant une molécule modulatrice d’horloge appelée Nobiletin, extraite de l’écorce de citron, les chercheurs ont réussi à «réparer» les horloges cellulaires perturbées et à restaurer partiellement la fonction de ces cellules. Ces résultats, à découvrir dans les Proceedings of the National Academy of Sciences des Etats-Unis, apportent un premier aperçu d’une approche novatrice du contrôle du diabète.

Biorythmes et muscles squelettiques

Une horloge cachée dans nos muscles

Les horloges biologiques déroulent leur tictac un peu partout dans le corps. Elles libèrent l’hormone de la mélatonine pendant le sommeil, favorisent la sécrétion d’enzymes digestives au moment des repas et nous tiennent éveillés aux heures les plus intenses de la journée. Logée dans le cerveau, l’horloge maîtresse synchronise l’ensemble des horloges secondaires présentes dans les divers organes.

Les groupes de Dr Charna Dibner et de Prof. Howard Riezman de l’Université de Genève, avec leurs collègues des universités de Bath, du Surrey, de l’Université Claude Bernard à Lyon ainsi que de l’EPFL et du Nestlé Institute of Health Sciences, ont découvert qu’une telle horloge circadienne est à l’oeuvre dans nos muscles. Leurs travaux, financés par le Fonds national suisse (FNS), révèlent que les perturbations de ce mécanisme peuvent jouer un rôle important dans le développement des diabètes de type 2. Leur travail vient d’être publié dans le magazine PNAS.

Foie et biorythmes

Le foie grossit de moitié au cours de la journée

Chez les mammifères, le foie joue un rôle essentiel dans le métabolisme et l’élimination des toxines, et atteint son efficacité maximale lorsqu’ils se nourrissent et sont actifs.

Le groupe du Prof. Ueli Schibler, de l’Université de Genève, a découvert comment cet organe s’adapte aux cycles d’alimentation et de jeûne et à l’alternance du jour et de la nuit au cours de 24 heures. Les chercheurs ont montré chez la souris que la taille du foie augmente de près de moitié pour revenir à son niveau initial selon les phases d’activité et de repos. Publiée dans la revue Cell, leur étude décrit les mécanismes cellulaires de cette fluctuation, qui disparaît lorsque le rythme biologique normal est inversé. Le dérèglement de notre horloge circadienne dans le cadre professionnel ou privé a donc probablement des répercussions importantes sur nos fonctions hépatiques.

Jetlag et diabète

Le jetlag des cellules favoriserait l’apparition du diabète

Comme la quasi-totalité des êtres sensibles à la lumière, nous sommes soumis à des rythmes biologiques calés sur une durée d’environ 24 heures. A une époque où nos rythmes biologiques sont de plus en plus mis à mal – que ce soit par le travail de nuit, par le jetlag subit par les voyageurs ou encore par nos habitudes sociétales, les scientifiques commencent à entrevoir l’impact que le dérèglement de ces horloges peut avoir dans l’explosion des maladies métaboliques.

Le groupe de Dr Charna Dibner, de l’Université de Genève et des Hôpitaux Universitaires de Genève, a étudié le rythme des cellules α et β pancréatiques, responsables de la production de l’insuline et du glucagon, les deux hormones permettant de réguler le taux de glucose dans le sang. Leur verdict: au niveau cellulaire déjà, ces horloges internes orchestrent le tempo correct de la sécrétion hormonale et optimisent ainsi les fonctions métaboliques en anticipant les cycles repos-activité et jeûne-alimentation. Leur déréglement favoriserait ainsi l’apparition de maladies métaboliques. Cette découverte, à lire dans le journal Genes and Development, pourrait expliquer un facteur essentiel et pourtant méconnu du développement du diabète: le dérèglement des horloges circadiennes de nos cellules.