Exploration Physiologique et Fonctionnelle (EPF)

Responsable scientifique : Serge Luquet (DR CNRS)

Responsable technique : Julien Castel (IGE CNRS)

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L’homéostasie énergétique est maintenue par un réseau complexe de signaux périphériques et centraux qui renseignent sur le statut nutritionnel d’un organisme et permettent de développer une réponse comportementale et métabolique afin de s’adapter à une modification de la disponibilité en nutriments. Une dérégulation de ce système se traduit par la mise en place de troubles physiopathologiques, comme l’anorexie nerveuse, ou à l’inverse de troubles liés à l’obésité, comme l’athérosclérose, l’hypertension artérielle et le diabète de type 2. Pour maintenir le poids corporel constant, l’apport énergétique par l’alimentation doit s’équilibrer avec les dépenses énergétiques composées de l’activité physique, du métabolisme de base et de la thermogénèse. Un défaut dans cet équilibre peut conduire à l’apparition des états physiopathologiques cités précédemment. Aussi complexe que soit cet équilibre, il reste une illustration du premier principe de la thermodynamique qui énonce que l’énergie n’est ni créée ni perdue, mais se transforme. La philosophie de l’EPF est une application de ce principe au niveau physiologique.

La ressource Exploration Physiologique et Fonctionnelle (EPF) permet, chez la souris et le rat, l’analyse non invasive et complètement automatisée de plusieurs paramètres : prise alimentaire et hydrique, choix alimentaire, mesure de la consommation d’O₂ et de la production de CO₂, quotient respiratoire (indicatif de la nature du métabolisme glycolytique ou oxydatif), dépense énergétique globale, ainsi que l’activité spontanée et la mesure fine des déplacements dans les trois dimensions (Phenomaster, TSE Systems GmbH). EPF permet également l’analyse non invasive de la composition corporelle par technologie RMN via un scanner EchoMRI 900 (Echo Medical systems, Houston, USA). Ce système ne requiert pas d’anesthésie et permet de déterminer la masse maigre, la masse grasse, les fluides corporels et la composition totale en eau sur des souris ou des rats dont la masse se situe entre 25 et 900 grammes. Une modification particulière a été effectuée sur EPF pour permettre l’accommodation d’une perfusion chronique pendant l’acquisition simultanée de l’ensemble des paramètres cités précédemment. Cette modification offre une opportunité unique de tester l’efficacité de composés pharmacologiques sur la dépense énergétique et le comportement alimentaire (guide pratique de calorimétrie).

Depuis sa création, la ressource EPF a permis de fournir des prestations de service aux niveaux académique (INSERM U872) et privé (KOT-CEPRODI), et a donné lieu à plusieurs collaborations de recherche académique aux niveaux national et international (INSERM U845, U855, U939, U837, Institut Cochin, Institut Jacques Monod, IRBHM Bruxelles, Institut de Biomédecine de Valence, Espagne).

Publications récentes

2024

• Castel, J., Li, G., Onimus, O., Leishman, E., Cani, P. D., Bradshaw, H., Mackie, K., Everard, A., Luquet, S., & Gangarossa, G. (2024). NAPE-PLD in the ventral tegmental area regulates reward events, feeding and energy homeostasis. Molecular Psychiatry. https://doi.org/10.1038/s41380-024-02427-6
• Roca-Rivada, A., Do Cruzeiro, M., Denis, R. G. P., Zhang, Q., Rouault, C., Rouillé, Y., Launay, J.-M., Cruciani-Guglielmacci, C., Mattot, V., Clément, K., Jockers, R., & Dam, J. (2024). Whole-body deletion of Endospanin protects from obesity-associated deleterious metabolic alterations. JCI Insight. https://doi.org/10.1172/jci.insight.168418
• Montalban, E., Herrera Moro Chao, D., Ansoult, A., Pham, C., Contini, A., Castel, J., Hassouna, R., Hardonk, M., Petitbon, A., Foppen, E., Gangarossa, G., Trifilieff, P., Li, D., Luquet, S., & Martin, C. (2024). Dual role of striatal astrocytes in behavioral flexibility and metabolism in the context of obesity. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2023.03.21.533596

2023

• Leuillier, M., Duflot, T., Ménoret, S., Messaoudi, H., Djerada, Z., Groussard, D., Denis, R. G. P., Chevalier, L., Karoui, A., Panthu, B., Thiébaut, P.-A., Schmitz-Afonso, I., Nobis, S., Campart, C., Henry, T., Sautreuil, C., Luquet, S. H., Beseme, O., Féliu, C., Peyret, H., Nicol, L., Henry, J.-P., Renet, S., Mulder, P., Wan, D., Tesson, L., Heslan, J.-M., Duché, A., Jacques, S., Ziegler, F., Brunel, V., Rautureau, G. J. P., Monteil, C., do Rego, J.-L., do Rego, J.-C., Afonso, C., Hammock, B., Madec, A.-M., Pinet, F., Richard, V., Anegon, I., Guignabert, C., Morisseau, C., & Bellien, J. (2023). CRISPR/Cas9-mediated inactivation of the phosphatase activity of soluble epoxide hydrolase prevents obesity and cardiac ischemic injury. Journal of Advanced Research. https://doi.org/10.1016/j.jare.2022.03.004
• Delbès, A.-S., Quiñones, M., Gobet, C., Castel, J., Denis, R. G. P., Berthelet, J., Weger, B. D., Challet, E., Charpagne, A., Metairon, S., Piccand, J., Kraus, M., Rohde, B. H., Bial, J., Wilson, E. M., Vedin, L.-L., Minniti, M. E., Pedrelli, M., Parini, P., Gachon, F., & Luquet, S. (2023). Mice with humanized livers reveal the role of hepatocyte clocks in rhythmic behavior. Science Advances. https://doi.org/10.1126/sciadv.adf2982
• Montalban, E., Walle, R., Castel, J., Ansoult, A., Hassouna, R., Foppen, E., Fang, X., Hutelin, Z., Mickus, S., Perszyk, E., Petitbon, A., Berthelet, J., Rodrigues-Lima, F., Cebrian-Serrano, A., Gangarossa, G., Martin, C., Trifilieff, P., Bosch-Bouju, C., Small, D. M., & Luquet, S. (2023). The Addiction-Susceptibility TaqIA/Ankk1 Controls Reward and Metabolism Through D2 Receptor-Expressing Neurons. Biological Psychiatry. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2023.02.010

2022

• Bakker, W., Imbernon, M., Gravesen Salinas, C., Herrera Moro Chao, D., Hassouna, R., Morel, C., Martin, C., Leger, C., Denis, R. G. P., Castel, J., Peter, A., Heni, M., Maetzler, W., Nielsen, H. S., Duquenne, M., Schwaninger, M., Lundh, S., Hogendorf, W. F. J., Gangarossa, G., Secher, A., Hecksher-Sørensen, J., Pedersen, T. Å., Prevot, V., & Luquet, S. (2022). Acute changes in systemic glycemia gate access and action of GLP-1R agonist on brain structures controlling energy homeostasis. Cell Reports. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111698
• Dumont, C., Li, G., Castel, J., Luquet, S., & Gangarossa, G. (2022). Hindbrain catecholaminergic inputs to the paraventricular thalamus scale feeding and metabolic efficiency in stress-related contexts. The Journal of Physiology. https://doi.org/10.1113/JP282996
• Cruciani-Guglielmacci, C., Meneyrol, K., Denom, J., Kassis, N., Rachdi, L., Makaci, F., Migrenne-Li, S., Daubigney, F., Georgiadou, E., Denis, R. G. P., Sanchez-Archidona, A. R., Paul, J.-L., Thorens, B., Rutter, G. A., Magnan, C., Le Stunff, H., & Janel, N. (2022). Homocysteine metabolism pathway is involved in the control of glucose homeostasis: A cystathionine beta synthase deficiency study in mouse. Cells. https://doi.org/10.3390/cells11111737
• Herrera Moro Chao, D., Kirchner, M. K., Pham, C., Foppen, E., Denis, R. G. P., Castel, J., Morel, C., Montalban, E., Hassouna, R., Bui, L.-C., Renault, J., Mouffle, C., García-Cáceres, C., Tschöp, M. H., Li, D., Martin, C., Stern, J. E., & Luquet, S. (2022). Hypothalamic astrocytes control systemic glucose metabolism and energy balance. Cell Metabolism. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.09.002
• Berland, C., Castel, J., Terrasi, R., Montalban, E., Foppen, E., Martin, C., Muccioli, G. G., Luquet, S., & Gangarossa, G. (2022). Identification of an endocannabinoid gut-brain vagal mechanism controlling food reward and energy homeostasis. Molecular Psychiatry. https://doi.org/10.1038/s41380-021-01428-z
• Pramfalk, C., Ahmed, O., Pedrelli, M., Minniti, M. E., Luquet, S., Denis, R. G. P., Olin, M., Härdfeldt, J., Vedin, L.-L., Steffensen, K. R., Rydén, M., Hodson, L., Eriksson, M., Parini, P. (2022). Soat2 ties cholesterol metabolism to β-oxidation and glucose tolerance in male mice. Journal of Internal Medicine. https://doi.org/10.1111/joim.13450
• Imbernon, M., Saponaro, C., Cederberg Helms, H. C., Duquenne, M., Fernandois, D., Deligia, E., Denis, R. G. P., Herrera Moro Chao, D., Rasika, S., Staels, B., Pattou, F., Pfrieger, F. W., Brodin, B., Luquet, S., Bonner, C., & Prevot, V. (2022). Tanycytes control hypothalamic liraglutide uptake and its anti-obesity actions. Cell Metabolism. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.06.002

2021

• Prola A., Blondelle J., Vandestienne A., Piquereau J., Denis R.G.P., Guyot S., Chauvin H., Mourier A., Maurer M., Henry C., Khadhraoui N., Gallerne C., Molinié T., Courtin G., Guillaud L., Gressette M., Solgadi A., Dumont F., Castel J., Ternacle J., Demarquoy J., Malgoyre A., Koulmann N., Derumeaux G., Giraud M.-F., Joubert F., Veksler V., Luquet S., Relaix F., Tiret L., Pilot-Storck F. (2021). Cardiolipin content controls mitochondrial coupling and energetic efficiency in muscle. Sci Adv. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abd6322.

• Filipe A., Chernorudskiy A., Arbogast S., Varone E., Villar-Quiles R.-N., Pozzer D., Moulin M., Fumagalli S., Cabet E., Dudhal S., De Simoni M.-G., Denis R., Vadrot N., Dill C., Giovarelli M., Szweda L., De Palma C., Pinton P., Giorgi C., Viscomi C., Clementi E., Missiroli S., Boncompagni S., Zito E., Ferreiro A. (2021). Defective endoplasmic reticulum-mitochondria contacts and bioenergetics in SEPN1-related myopathy. Cell Death Differ. DOI: https://doi.org/10.1038/s41418-020-0587-z.
• Dalenberg J.R., Denis R., Luquet S., Small D.M. (2021). Further Evidence that Habitual Consumption of Sucralose with, but Not without, Carbohydrate Alters Glucose Metabolism. Cell Metab. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.01.006.
• Cornejo M.P., Denis R.G.P., García Romero G., Fernández G., Reynaldo M., Luquet S., Perello M. (2021). Ghrelin treatment induces rapid and delayed increments of food intake: a heuristic model to explain ghrelin’s orexigenic effects.  Cellular and Molecular Life Sciences. DOI: https://doi.org/10.1007/s00018-021-03937-0.
• Tirou L., Russo M., Faure H., Pellegrino G., Demongin C., Daynac M., Sharif A., Amosse J., Le Lay S., Denis R., Luquet S., Taouis M., Benomar Y., Ruat M. (2021). Sonic Hedgehog receptor Patched deficiency in astrocytes enhances glucose metabolism in mice. Mol Metab. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101172.
• Marion C., Zizzari P., Denis R.G.P., Hassouna R., Chebani Y., Leste-Lasserre T., Doat H., Le Pen G., Cota D., Noble F., Luquet S., Pantel J. (2021). The GhsrQ343X allele favors the storage of fat by acting on nutrient partitioning. J Endocrinol. DOI: https://doi.org/10.1530/JOE-20-0576.

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