Le tissu adipeux brun (MTD) possède une propriété unique de dépense énergétique connue sous le nom de thermogenèse sans frisson (NST), qui implique à la fois des mécanismes dépendants de la protéine de découplage mitochondrial 1 (UCP1) et indépendants de l’UCP1 1,2,3,4,5. Ces caractéristiques distinctives impliquent la MTD dans la régulation du métabolisme systémique et la pathogenèse des maladies métaboliques, notamment l’obésité, le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et la cachexie cancéreuse 6,7,8. Des études rétrospectives récentes ont montré une association inverse entre la masse MTD et/ou son activité métabolique avec l’obésité, l’hyperglycémie et la santé cardiométabolique chez l’homme 9,10,11.
Récemment, la MTD a été proposée comme un puits métabolique responsable du maintien de la NST, car elle nécessite des quantités substantielles de nutriments circulants comme carburant thermogénique 6,7. De plus, la MTD peut générer et libérer des facteurs bioactifs, appelés adipokines brunes ou BATokines, qui agissent comme des signaux endocriniens et/ou paracrines, indiquant son implication active dans l’homéostasie métabolique au niveau des systèmes 12,13,14,15. Par conséquent, la compréhension du métabolisme des nutriments de la MTD devrait améliorer notre compréhension de sa signification physiopathologique chez l’homme, au-delà de son rôle conventionnel en tant qu’organe thermorégulateur.
Des études métabolomiques utilisant des traceurs d’isotopes stables, en combinaison avec des études classiques d’absorption des nutriments utilisant des radiotraceurs non métabolisables, ont considérablement amélioré notre compréhension des nutriments qui sont préférentiellement absorbés par les MTD et de la manière dont ils sont utilisés 16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27. Par exemple, des études de traceurs radioactifs ont démontré que les MTD activés par le froid absorbent le glucose, les acides gras liés aux lipoprotéines et les acides aminés à chaîne ramifiée 16,17,18,19,20,21,22,23,27. Le traçage isotopique récent combiné à des études métabolomiques nous a permis de mesurer le devenir métabolique et le flux de ces nutriments dans les tissus et les cellules en culture 24,25,26,28,29,30. Cependant, ces analyses se concentrent principalement sur l’utilisation individuelle des nutriments, ce qui nous laisse avec une connaissance limitée des rôles systémiques des MTD dans l’échange de métabolites organiques. Les questions concernant la série spécifique de nutriments circulants consommés par les MTD et leurs contributions quantitatives en termes de carbone et d’azote restent insaisissables. De plus, l’exploration de la capacité de la MTD à générer et à libérer des BATokines dérivées de métabolites (par exemple, des lipokines) à l’aide de nutriments ne fait que commencer 12,13,14,15,31,32.
L’analyse sanguine artérioveineuse est une approche physiologique classique utilisée pour évaluer l’absorption ou la libération spécifique de molécules circulantes dans les organes/tissus. Cette technique a déjà été appliquée à la MTD interscapulaire de rats pour mesurer l’oxygène et plusieurs métabolites, établissant ainsi la MTD comme le site majeur de la thermogenèse adaptative avec son potentiel catabolique 33,34,35,36,37. Récemment, une étude artérioveineuse utilisant la MTD interscapulaire de rat a été couplée à une approche transomique, conduisant à l’identification de BATokines non découvertes libérées par la MTD38 stimulée thermiquement.
Les progrès récents de la métabolomique basée sur la chromatographie en phase gazeuse à haute sensibilité et la chromatographie liquide et la spectrométrie de masse (GC-MS et LC-MS) ont ravivé l’intérêt pour les études artérioveineuses pour l’analyse quantitative de l’échange de métabolites spécifiques à un organe 39,40,41. Ces techniques, avec leur pouvoir de résolution élevé et leur précision de masse, permettent l’analyse complète d’une large gamme de métabolites à partir de petites quantités d’échantillons.
Dans le cadre de ces avancées, une étude récente a réussi à adapter la métabolomique artérioveineuse à l’étude de la MTD au niveau de la souris, permettant l’analyse quantitative des activités d’échange de métabolites dans la MTD dans différentes conditions42. Cet article présente un protocole de métabolomique artérioveineuse ciblant les MTD en utilisant la GC-MS dans un modèle murin C57BL/6J.