Dans une nouvelle étude menée sur des souris obèses, des chercheurs de la Johns Hopkins Medicine affirment avoir apporté des preuves supplémentaires que les protéines de canaux spécialisés sont des cibles thérapeutiques possibles pour l’apnée du sommeil et d’autres troubles respiratoires anormalement lents chez les personnes obèses.
La protéine, un canal cationique connu sous le nom de TRPM7, se trouve dans les corps carotidiens, de minuscules organes sensoriels situés dans le cou qui détectent les changements d’oxygène et de dioxyde de carbone, ainsi que certaines hormones comme la leptine, dans la circulation sanguine. Les protéines TRPM7 aident à transporter et à réguler le flux de molécules chargées positivement qui entrent et sortent des cellules des corps carotidiens.
Ces nouvelles recherches, menées dans le laboratoire de recherche Polotsky de la faculté de médecine de l’Université Johns Hopkins et dirigées par Lenise Kim, titulaire d’une bourse postdoctorale, s’appuient sur des résultats antérieurs du laboratoire qui montrent que TRPM7 contribue au développement de l’hypertension artérielle chez la souris.
Les dernières expériences, décrites dans un rapport publié pour la première fois le 10 octobre dans The Journal of Physiology, ont révélé que TRPM7 joue un rôle dans la suppression de la respiration chez les souris obèses présentant des symptômes de troubles respiratoires du sommeil.
Les troubles respiratoires du sommeil se caractérisent par des arrêts et des redémarrages de la respiration pendant le sommeil et on estime qu’ils touchent jusqu’à 45 % des Américains obèses. Non traitée, cette pathologie peut aggraver l’évolution des maladies cardiaques et du diabète, provoquer une fatigue importante, ainsi que la mort par mauvaise oxygénation. Des changements de mode de vie, tels que la perte de poids et l’utilisation nocturne d’appareils à pression positive continue, ou CPAP, peuvent soulager l’apnée du sommeil, mais le traitement par CPAP est souvent mal toléré par les patients.
« La CPAP fonctionne réellement pour la plupart des patients, le fait est que la plupart des patients n’adhèrent pas à ce traitement », explique Kim dans un communiqué. « Sachant donc que TRPM7 contribuait à l’hypertension artérielle et aux troubles respiratoires du sommeil, nous nous sommes demandé si le blocage ou l’élimination de ce canal pouvait offrir une nouvelle cible thérapeutique. »
À l’aide d’ARN silencieux, les chercheurs ont éliminé le gène responsable de la production de la protéine du canal TRPM7, réduisant ainsi le nombre de canaux TRPM7 dans les corps carotidiens des souris obèses. Les souris ont ensuite été soumises à une étude du sommeil, au cours de laquelle les chercheurs ont observé leur rythme respiratoire et leur taux d’oxygène dans le sang.
Chez les souris obèses dont le TRPM7 était bloqué, les chercheurs ont noté de grandes différences dans leur taux de ventilation minute, c’est-à-dire la quantité d’air inspirée et expirée par les poumons par minute. Les souris obèses présentaient une augmentation de 14 % de leur ventilation minute, soit 0,83 millilitre d’air par minute (mL/min/g) pendant le sommeil. Selon les chercheurs, ces données constituent une amélioration significative de la ventilation par rapport aux souris obèses porteuses de TRPM7, dont la ventilation minute moyenne était de 0,73 ml/min/g. Ces résultats indiquent que la capacité ventilatoire de ces souris a été améliorée pendant leur sommeil, ce qui permet de lutter efficacement contre la diminution des schémas respiratoires de l’apnée du sommeil.
Les chercheurs ont notamment constaté que malgré l’augmentation de la ventilation chez les souris obèses dépourvues de TRPM7, leur taux d’oxygène sanguin n’a pas augmenté. Pour ce faire, les chercheurs ont exposé les souris à des environnements hypoxiques – ou à faible teneur en oxygène – et ont ensuite surveillé leur rythme respiratoire. Bien que la ventilation minute des souris ait augmenté de 20 %, passant de 1,5 ml/min/g à 1,8 ml/min/g, leur taux d’oxygène sanguin a diminué, ce qui signifie que les inhalations supplémentaires n’ont pas contribué à saturer l’organisme en oxygène.
« Cela suggère que les traitements visant à réduire ou à effacer le TRPM7 dans les carotides ne seraient pas applicables aux personnes vivant dans des environnements à faible teneur en oxygène, comme celles qui se trouvent en très haute altitude, ou à celles qui présentent des conditions limitant déjà la saturation du sang en oxygène, comme les maladies pulmonaires », explique Kim.
Les résultats de l’équipe montrent également que l’hormone leptine – produite dans les cellules adipeuses et responsable de la réduction de l’appétit – peut provoquer une augmentation des canaux TRPM7. On sait déjà que la leptine accélère la production et augmente la concentration de TRPM7 dans les corps carotidiens. Chez les souris obèses qui possèdent davantage de cellules graisseuses, la quantité accrue de leptine peut entraîner une sursaturation de TRPM7. Ces niveaux élevés du canal cationique peuvent à leur tour conduire aux faibles taux de respiration observés chez les souris obèses possédant TRPM7.
« Nous avons montré que l’élimination génétique de TRPM7 dans les carotides réduit la suppression de la respiration dans les troubles respiratoires du sommeil », déclare Vsevolod (Seva) Polotsky, MD, PhD, directeur de la recherche sur le sommeil et professeur de médecine à la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins, dans un communiqué. « Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, le TRPM7 du corps carotidien est une cible thérapeutique prometteuse non seulement pour l’hypertension dans l’obésité, mais aussi pour la respiration anormale pendant le sommeil associée à l’obésité. »
