Etude de la perception du glucose dans le système gustatif et traitement de l'information au niveau cérébral chez la souris

Study of the glucose perception in the gustatory system and information processing in the central nervous sytem in mice

• Auteur / Autrice : Savanah Buiret
• Direction : Corinne Amiot-leloup
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CSGA - Centre des Sciences du Gout et de l'Alimentation
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)

Mots clés

Mots clés libres

Glucose

Perception

Système gustatif

Système nerveux central

Métabolisme

Glucose

Perception

Taste sytem

Central nervous sytem

Metabolism

Résumé

Le glucose constitue une source d'énergie primordiale pour les cellules du corps et est essentiel au bon fonctionnement de divers mécanismes physiologiques. La détection et la consommation de nourriture contenant ce nutriment est donc indispensable à la survie de l'organisme. Cependant, dans notre société moderne, la nourriture riche en sucres ajoutés est très abondante et facilement accessible, et sa consommation en excès peut induire des complications métaboliques telles que le diabète et l'obésité. Il est donc important de bien comprendre comment l'organisme détecte spécifiquement le glucose et le différencie des autres composés sucrés. Les informations sensorielles provenant de la cavité buccale sont essentielles pour reconnaître les sources de nutriments dans l'environnement et déclencher les épisodes ingestifs. Dans le système gustatif, la perception du goût sucré est principalement médiée par un récepteur couplé aux protéines G constitué des sous-unités protéiques T1R2 et T1R3. Cependant, des études montrent que pour la détection du glucose spécifiquement, ce récepteur n'est pas le seul mécanisme impliqué. D'autres voies de signalisation, utilisant des senseurs du glucose définis dans d'autres organes comme étant importants dans le contrôle du métabolisme glucidique, seraient présentes dans les cellules des bourgeons gustatifs. Ces dernières ne sont pas encore bien caractérisées. De plus, comment l'information gustative en provenance du récepteur du gout sucré ou en provenance des voies de signalisation spécifiques au glucose est intégrée au niveau cérébral n'est pas connue. Ce projet de thèse comporte donc deux objectifs : 1) mettre en évidence les voies de signalisation potentielles impliquées spécifiquement dans la perception du glucose au niveau du système du goût, et 2) déterminer les voies nerveuses spécifiquement impliquées dans le traitement de l'information gustative en provenance du glucose. Pour répondre au premier objectif (niveau lingual), les réponses à différents stimuli sucrés de cellules transfectées avec des senseurs du glucose et/ou le récepteur T1R2+T1R3, ainsi que de cellules isolées du goût, seront étudiées. Pour répondre au second objectif (niveau cérébral), des analyses histologiques seront réalisées dans les cerveaux de souris exposées à différents stimuli sucrés. Finalement, des techniques de modulation d'expression d'ARNm linguaux d'intérêt (shRNA) et/ou de modulation d'activité neuronale de régions cérébrales d'intérêt (DREADD) préalablement déterminées, suivie d'études comportementales chez la souris, permettront de valider leur rôle dans la perception gustative spécifique au glucose. Mieux comprendre les bases biologiques de la perception sucrée au niveau gustatif et cérébral permettra de mettre en évidence de nouvelles voies d'études dans les maladies impliquant une modification de la perception du goût sucré, telles que les maladies métaboliques mais également les maladies neurodégénératives telles qu'Alzheimer.

Glucose is a vital source of energy for the body's cells, and is essential for the proper functioning of various physiological mechanisms. The detection and consumption of food containing this nutrient is therefore essential to the body's survival. However, in modern society, food rich in added sugars is abundant and readily available, and excess consumption can lead to metabolic complications such as diabetes and obesity. It is therefore important to understand how the body specifically detects glucose and differentiates it from other sugar compounds. Sensory information from the oral cavity is essential for recognizing nutrient sources in the environment and triggering ingestive episodes. In the gustatory system, sweet taste perception is primarily mediated by a G protein-coupled receptor consisting of the T1R2 and T1R3 protein subunits. However, studies show that for glucose sensing specifically, this receptor is not the only mechanism involved. Other signaling pathways, using glucose sensors defined in other organs as important in the control of carbohydrate metabolism, are thought to be present in taste bud cells. These are not yet well characterized. In addition, how taste information from the sweet-taste receptor or from glucose-specific signaling pathways is integrated at the brain level is not known. This thesis project therefore has two objectives: 1) to highlight the potential signalling pathways specifically involved in glucose perception at the taste system level, and 2) to determine the neural pathways specifically involved in the processing of taste information from glucose. To address the first objective (lingual level), the responses to different sweet stimuli of cells transfected with glucose sensors and/or the T1R2+T1R3 receptor, as well as isolated taste cells, will be studied. To address the second objective (cerebral level), histological analyses will be carried out in the brains of mice exposed to different sweet stimuli. Finally, techniques to modulate expression of lingual mRNAs of interest (shRNA) and/or to modulate neuronal activity in brain regions of interest (DREADD), followed by behavioral studies in mice, will be used to validate their role in taste perception specific to sweetness. in glucose-specific taste perception. A better understanding of the biological basis of sweet perception at gustatory and cerebral levels will enable us to identify new avenues of study in diseases involving a modification of sweet taste perception, such as metabolic diseases, but also neurodegenerative diseases such as Alzheimer's.