DeMeC  |  Programme de recherche en désordres métaboliques et leurs complications

L’obésité est le moteur principal de l’épidémie mondiale de diabète. Le programme DeMeC explore actuellement de nouveaux concepts dans une optique de causes et de remèdes. Les méthodes de clamp hyperinsulinémique in vivo, précédemment utilisées pour le phénotypage de recherche, deviennent de nouvelles thérapies de gestion périopératoire de patients ayant subi une chirurgie cardiaque et elles démontrent une amélioration des résultats postopératoires. Nous appliquons une approche de biologie des systèmes sur les échantillons de foie humains et nous explorons la pathogenèse moléculaire de la stéatose hépatique non alcoolique pour identifier de nouvelles cibles de médicaments pour cette complication non classique du diabète et de l’obésité. Nous identifions de nouvelles cibles (p. ex. protéines et voies de signalisation) qui favoriseront la découverte de nouveaux traitements pour prévenir les lésions rénales provoquées par le glucose et entraîner une meilleure santé et espérance de vie pour les personnes atteintes du diabète. Nous sommes un site important d’essais cliniques sur le diabète, le seul programme de transplantation des cellules des îlots pancréatiques dans l’est du Canada et nous développons une pompe bihormonale à insuline et glucagon en boucle fermée.

Puisqu’un changement vers des habitudes de vie santé est la méthode la plus efficace de prévenir l’apparition du diabète dans les cas d’obésité, nous développons et testons des stratégies qui intègrent de la nouvelle technologie (applications, appareils portables) pouvant être utilisés pour surmonter les obstacles d’augmenter l’activité physique dans le diabète de type 2, le diabète gestationnel, l’obésité et la grossesse. Nous développons des ressources en ligne et des plateformes d’intervention pour améliorer le comportement alimentaire et offrir des thérapies cognitivo-comportementales.

Les dérèglements métaboliques (p. ex. l’obésité, le diabète, l’urémie, la fragilité musculosquelettique) nuisent au cerveau, particulièrement en augmentant le risque de dysfonctionnement cognitif. Nous travaillons sur plusieurs projets dans le domaine de l’interaction entre les troubles métaboliques et le cerveau. Nous utilisons de nouvelles méthodes d’imagerie in vivo pour définir de nouveaux paradigmes dans les mécanismes fondamentaux par lesquels l’hypothalamus régularise l’appétit et la dépense d’énergie pour défendre la valeur de base du poids. Nous étudions également comment ces mécanismes se transforment dans un contexte de suralimentation, d’activité physique, de prise de médicaments et d’irradiation. Notre travail sur la plasticité hypothalamique dans la régulation du métabolisme a mené au développement de nouvelles méthodes d’imagerie permettant de répéter les observations de certains neurones dans des souris vivantes. De tels outils sont non seulement utiles pour élucider la physiologie et la pathophysiologie, mais également pour évaluer l’efficacité et la toxicité des médicaments dans le système nerveux central. Nous utilisons l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour effectuer le profilage cervical et métabolomique afin d’approfondir nos observations de l’efficacité d’une dose élevée d’insuline intraveineuse pendant une chirurgie cardiaque pour prévenir un déclin postopératoire de la fonction cognitive.

Nous étudions la biologie du vieillissement et les mécanismes sous-jacents à la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington pour développer de nouveaux traitements contre les maladies neurodégénératives en fonction de l’âge d’apparition de la maladie. En appliquant la connaissance de laboratoire, nous souhaitons proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour cibler la transmission progressive d’agrégats de protéines pathogéniques et traiter la maladie de Parkinson. Nos autres études sur les effets du métabolisme sur le dysfonctionnement cognitif, la progranuline et la démence, la sarcopénie et le dysfonctionnement cognitif et l’IRM de la neurodégénération sur des modèles murins offrent un grand potentiel de développement pour ce nouveau domaine constituant un grand besoin pour la société et étant maintenant mis à l’étude en raison des complications liées aux troubles métaboliques.

La néphropathie chronique est une complication courante et sévère du diabète sucré et de la maladie polykystique des reins autosomique dominante, la maladie génétique humaine la plus courante. Les dommages précoces peuvent évoluer en blessures sévères sans symptôme précis, accentuant l’importance d’une meilleure compréhension des mécanismes de base des lésions rénales afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. La néphropathie chronique est aussi associée à la maladie métabolique des os et à la calcification vasculaire. Nous étudions la biologie des cellules épithéliales glomérulaires (podocytes) et des cellules épithéliales tubulaires proximales pour identifier les mécanismes des lésions rénales et de nouvelles cibles thérapeutiques. À l’aide de données et de cohortes de patients bien documentées, nous identifions et validons des biomarqueurs dans le sang et l’urine des patients atteints de néphropathie chronique prédisant des complications futurestelle que la maladie cardiovasculaire. Nous développons une cohorte et une biobanque d’échantillons de patients atteints de glomérulonéphrite pour vérifier les découvertes obtenues dans des modèles précliniques et tester les thérapies. Nous sommes également impliqués dans le projet de la SRAP, CAN-SOLVE-GN , qui a récemment reçu un prix des IRSC. Ce projet mènera à un registre national de patients atteints de glomérulonéphrite primaire avec une collecte longitudinale de renseignements cliniques et de biospécimens. Puisque plusieurs patients atteints de néphropathie irréversible reçoivent une greffe, la base de données et la banque de tissus biologiques de receveurs d’une greffe du rein sont développées afin d’identifier les cheminements menant au rejet d’une greffe et les approches thérapeutiques et préventives pour minimiser ces rejets et améliorer les résultats liés à la greffe.

La perte de masse osseuse et musculaire chez les personnes âgées est une cause majeure de mobilité réduite, de perte d'autonomie et de décès dus à des complications. Le groupe de recherche intégrative sur les os, les muscles et la gérontologie de l’IR-CUSM représente une recherche biomédicale de pointe visant à élucider l'interaction complexe entre la santé des os et des muscles et le processus de vieillissement. Notre groupe multidisciplinaire rassemble des experts et des expertes de divers domaines tels que la biologie moléculaire, la biomécanique, l'endocrinologie, la gérontologie et la médecine clinique afin de faire progresser notre compréhension des mécanismes sous-jacents au vieillissement et à la dégénérescence de l'appareil locomoteur et de l'impact des maladies chroniques (cancer, démence) sur le système musculo-squelettique.

L'un des objectifs est d'identifier et de caractériser les signatures moléculaires associées aux changements liés à l'âge dans les os et les muscles, ainsi que l'effet des conditions chroniques sur ces tissus. Grâce au développement d'interventions thérapeutiques innovantes, y compris des agents pharmacologiques, des thérapies géniques, des nutraceutiques, des thérapies cellulaires et des techniques de médecine régénérative, nous visons également à atténuer l'impact du vieillissement sur la santé des os et des muscles.

La signalisation cellulaire est critique dans la médiation des effets physiologiques des hormones et des complications qui surviennent en raison de troubles du métabolisme. Nous explorons les rôles fondamentaux des différentes voies de signalisation et le rôle de la compartimentalisation d’une telle signalisation au sein de la cellule. Nous étudions également les rôles des troubles du métabolisme cellulaire et l’activation du stress du RE, la réponse de la protéine dépliée et la protéostase dans la médiation des complications des troubles métaboliques. Des approches innovatrices des activités de signalisation des hormones dans les cellules et in vivo (p. ex. biocapteurs) sont conçues et utilisées pour étudier les défauts dans la signalisation des hormones et pour générer de nouveaux tests pour étudier l’efficacité et la toxicité des médicaments.

Nous développons des biocapteurs dans l’autophagie et le stress du RE en tant que substituts de maladies métaboliq ues et glomérulaires. En combinant notre expertise génomique aux biocapteurs pour explorer la pharmacogénique des récepteurs d’hormones comme Glucagon-like peptide 1 (GLP-1) nous trouvons que les polymorphismes dans les récepteurs pourraient modifier la réponse du patient aux médicaments de différentes manières. Puisque les agonistes des récepteurs du GLP-1 favorise la fonction des cellules bêta et qu’ils ont des propriétés cardioprotectrices, les signatures de signalisation (à l’aide de biocapteurs) qui soutiennent ou nuisent à ces fonctions sont évaluées pour différents agonistes des récepteurs du GLP-1 utilisés en clinique.