Effets d’une exposition aiguë au cadmium sur les adipocytes humains matures

Objectif La population est exposee quotidiennement a un nombre considerable de xenobiotiques circulants dans l’environnement et ayant des effets nefastes sur la sante. Parmi ces xenobiotiques, plusieurs classes de polluants et medicaments ont ete identifies comme etant obesogenes. En effet, en plus d’une diminution de l’activite physique, d’une augmentation de l’apport en nourriture hautement calorique et de certaines predispositions genetiques, l’exposition a certains xenobiotiques pourrait participer au developpement de l’obesite. Notamment, certains metaux lourds comme le cadmium, le mercure, le plomb, l’arsenic et le zinc sont fortement associes avec un risque d’obesite et de complications metaboliques comme le diabete de type II et certaines maladies cardiovasculaires. Au niveau cellulaire, les metallothioneines, une classe de proteines riches en cysteines, ont un role cle dans le metabolisme et la protection des cellules contre l’exposition aux metaux lourds. Le but de cette etude est d’evaluer l’effet du cadmium sur le tissu adipeux humain grâce a un modele cellulaire, les cellules souches mesenchymateuses humaines (human Mesenchymal Stem cells, hMSCs), capables de se differencier in vitro en adipocytes. Methode Les hMSCs ont ete traitees une fois differenciees avec differentes concentrations de cadmium (1 nM–10 uM) pendant 48 heures. Cette gamme de concentrations a ete selectionnee en fonction des concentrations de cadmium mesurees dans les tissus adipeux humains preleves lors d’autopsies dans notre centre. Le cadmium est connu pour etre tres affecte par la redistribution post-mortem dans le sang et l’urine [1] . En revanche, nos analyses preliminaires ont montre une faible correlation entre l’intervalle post-mortem et les niveaux de cadmium dans le tissu adipeux, suggerant que ce tissu n’est pas fortement impacte par la redistribution post-mortem de cet element trace. Afin d’evaluer l’effet du cadmium sur les hMSCs, differents tests ont ete effectues, comme la mesure de la proliferation des cellules lors d’un traitement au cadmium qui permet de determiner la dose letale 50, l’absorption du glucose, l’accumulation des triglycerides, l’expression de genes marqueurs de la fonction adipocytaire et l’induction de l’expression des metallothioneines. Resultats La dose letale 50 (DL50) du cadmium sur les adipocytes a ete observee a une concentration de 10 uM. De meme, une augmentation significative du niveau d’expression des metallothioneines MT1A, MT1B et MT2A a ete constatee a partir de 1 uM. Afin d’estimer l’activite obesogene du cadmium, l’expression de genes marqueurs de la secretion d’adipokines, de l’adipogenese et de l’inflammation a ete etudiee. Les niveaux d’ARNm des genes PPARG, CCL2, PCK1, ADIPOQ et LEP n’ont montre aucune variation significative reelle. De la meme maniere, ni la teneur totale en triglycerides ni l’absorption de glucose par les cellules n’ont ete influences par 48 heures de traitement aux plus hautes concentrations en cadmium (1 uM et 10 uM). Conclusion A la dose letale 50 du cadmium sur les cellules souches mesenchymateuses humaines, une activation des metallothioneines a ete mesuree, suggerant ainsi la mise en place du mecanisme de defense des cellules en reponse a la toxicite du cadmium afin d’en permettre l’elimination. En revanche, une exposition aigue ne montre pas d’impact significatif du cadmium sur la fonction adipocytaire, les genes marqueurs de cette fonction n’etant pas influences par le traitement. De plus, aucun effet sur les caracteristiques phenotypiques des cellules n’a ete mesure. Afin d’evaluer pleinement les consequences de l’accumulation du cadmium dans le tissu adipeux humain, des etudes futures exploreront les effets d’une exposition au cadmium pendant le processus de differentiation des hMSCs en adipocytes, l’effet d’une exposition plus chronique du cadmium sur la fonction adipocytaire mature ainsi que l’effet d’une exposition au cadmium sur des macrophages, cellules produites en reponse a une inflammation.