L’irisine un nouveau biomarqueur métabolique : Present Knowledge and Future Directions

Abstract

La prévalence croissante de maladies chroniques telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires dues à un excès de masse grasse a été décrite. Ces dernières années, la fonction/dysfonction musculaire est devenue pertinente dans l’homéostasie métabolique. L’irisine a été décrite comme une myokine induite par l’exercice. C’est le produit du clivage de la protéine membranaire de type I codé par le gène de la fibronectine de type III domain containing 5 (FNDC5). La principale fonction bénéfique attribuable à l’irisine est le changement du tissu adipeux sous-cutané et viscéral en tissu adipeux brun, avec une augmentation conséquente de la thermogenèse. L’irisine a également été décrite comme une hormone pouvant jouer un rôle clé dans l’homéostasie du glucose. La manière dont se produit l’association du diabète de type 2 et de l’obésité n’est pas entièrement comprise. Ces dernières années, les voies possibles par lesquelles l’irisine pourrait interagir avec d’autres organes tels que le cerveau ou les os ont été décrites. Le présent article se propose d’examiner les nouveaux résultats et les nouvelles orientations possibles de la recherche sur l’irisine.

1. Introduction

L’obésité est un problème de santé présent dans les pays développés et en développement . La résistance à l’insuline a été considérée comme le lien entre l’obésité et les maladies dégénératives chroniques . La prévalence croissante de maladies chroniques telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires dues à l’excès de masse grasse a été décrite. Au cours de la dernière décennie, la plupart des efforts de recherche liés aux maladies métaboliques se sont concentrés sur le tissu adipeux et son rôle dans l’inflammation chronique . Récemment, la fonction ou le dysfonctionnement musculaire est devenu un élément important de l’homéostasie métabolique. Comme il a été proposé précédemment pour l’intestin et le tissu adipeux, le muscle squelettique peut être considéré comme un organe endocrinien, capable de sécréter des hormones appelées myokines , soulignant son rôle musculaire dans l’absorption postprandiale du glucose et le métabolisme des lipides .

2. Irisine : Une nouvelle molécule

Le premier rapport sur l’irisine a été publié en 2012 par Bostrom à l’Université de Harvard. L’irisine a été décrite comme une myokine induite par l’exercice avec une structure peptidique de 112 acides aminés . L’irisine est le produit du clivage de la protéine membranaire de type I codé par les gènes de la fibronectine de type III domain containing 5 (FNDC5) . Plus précisément, la structure du FNDC5 est constituée d’un peptide de signalisation de 29 acides aminés, d’un domaine de 94 acides aminés et d’un C-terminal, qui est considéré comme le site d’exécution de la lyse avant d’être sécrété dans la circulation sous forme d’irisine. Cette molécule a été décrite chez d’autres mammifères, chez lesquels elle peut avoir des fonctions très similaires ainsi que la structure ; par exemple, elle a une similarité de 100% entre les souris et les humains .

L’irisine est sécrétée principalement dans les muscles squelettiques, en particulier dans le périmysium, l’endomysium et les parties nucléaires, bien que le tissu adipeux, le pancréas, les glandes sébacées et le muscle cardiaque aient été identifiés comme des tissus sécréteurs. L’immunoréactivité de l’irisine a été trouvée dans les glandes salivaires, les ovaires, les testicules, le rectum, les artères intracrâniennes, la langue, le nerf optique, l’estomac, les cellules neuronales et les glandes sudoripares .

L’une des fonctions les plus importantes de l’irisine est la régulation possible de la thermogenèse. Vaughan et al. ont fait des recherches sur ce processus dans le muscle in vitro. L’irisine agit pour augmenter l’expression du récepteur activé par le peroxisome ɣ et son coactivateur-1α (PGC-1α), qui à son tour stimule la manifestation de facteurs intracellulaires ayant des fonctions spécifiques dans la biogenèse mitochondriale comme l’ARNm de la protéine de découplage mitochondrial 1 (UCP1) . Zhang et al. ont mené des expériences pour élucider les mécanismes moléculaires de l’irisine, et ont découvert que le traitement à la r-irisine augmente l’UCP1 par le biais de la phosphorylation accrue de la protéine kinase activée par la mitogène p38 (p38 MAPK) et des kinases régulatrices . Ainsi, l’irisine est proposée comme une hormone capable d’augmenter la dépense énergétique, de favoriser la perte de poids et de diminuer la résistance à l’insuline produite par le régime alimentaire .

La mesure de l’irisine est réalisée par des tests immuno-enzymatiques dans le plasma ou le sérum (ELISA) ou par l’expression de l’ARNm Fndc5 . Selon Huh et al, dans le muscle, il y a également une expression dans le péricarde, le rectum et le cœur et on peut également la trouver dans le rein, le foie, les poumons et le tissu adipeux . La validation des deux tests a été débattue par Albrecht et al. après avoir analysé les différents anticorps polyclonaux disponibles sur le marché pour mesurer la concentration d’irisine et l’expression de l’ARNm du FNDC5. En revanche, Jedrychowski et al. ont développé une méthode de quantification de l’irisine en utilisant la technique de spectrométrie de masse en tandem, vérifiant l’existence de l’irisine, permettant de la quantifier avec une plus grande précision et, en outre, de démontrer que l’irisine est présente dans des concentrations similaires ou même supérieures à celles d’hormones telles que l’insuline, la résistine et la leptine .

3 L’irisine et l’exercice

Les myokines protectrices sont censées être sécrétées au cours de la contraction musculaire, et cela pourrait être le lien possible entre l’exercice et la protection contre les maladies chroniques et la relation possible de ces maladies avec l’inactivité physique . Il est bien connu que les modes de vie physiquement actifs protègent contre le DT2, les maladies cardiovasculaires, le cancer, la démence et la dépression . Puisque l’irisine est une myokine qui participe aux processus bénéfiques attribués à l’exercice et à la contraction musculaire, des enquêtes qui la relient à différents types d’exercice physique ont été menées, sans résultats concluants néanmoins .

L’une des premières études sur les humains a été publiée par Steward et al. (2012) ; ils ont corrélé les expressions des gènes FNDC5 et PGC-1α avec la performance aérobie mesurée par la prise d’oxygène maximale (VO2max) et les échanges gazeux (VE/Vco2) chez 24 hommes adultes souffrant d’insuffisance cardiaque et d’intolérance à l’exercice attribuée aux symptômes et aux troubles musculo-squelettiques caractéristiques de la maladie. Une corrélation positive et statistiquement significative entre les gènes PGC-1α et FNDC5 et la capacité aérobie a été rapportée, ce qui est cohérent avec ceux de l’article publié par Bostrom et al. .

Kim et al. rapportent une corrélation positive entre l’irisine et l’amélioration de la force de pression manuelle et de la force isocinétique des jambes chez des femmes âgées après un programme d’exercices de résistance de 12 semaines. Les auteurs ci-dessus proposent l’irisine comme une hormone qui prévient le déclin de la fonction musculaire associé à l’âge avancé .

D’autres études montrent des associations inverses . Kerstholt et al. ont mesuré la condition physique au moyen d’un test d’exercice cardio-pulmonaire avec un cycloergomètre. L’étude a inclus un échantillon de 740 hommes et femmes adultes allemands et a trouvé des associations inverses chez les hommes entre la concentration d’irisine et le pic d’absorption d’oxygène, défini comme la moyenne de la VO2 la plus élevée sur 10 secondes de la dernière minute de l’exercice, ainsi que la puissance maximale, en watts, maintenue sur les 20 dernières secondes ; en revanche, chez les femmes, l’association était positive, attribuant ces résultats à des différences sexuelles . Par ailleurs, Scalzo et al. ont mené une étude d’intervention pour mesurer les changements dans le calcul de l’irisine et dans l’expression du gène FNDC5 après neuf séances d’entraînement par intervalles de haute intensité sur une période de trois semaines. Des associations opposées ont été trouvées chez les femmes et les hommes, attribuant ces divergences à la transcription et à la traduction du FNDC5, à la production et à la sécrétion d’irisine, à la composition corporelle, à la tolérance à l’exercice et au rôle des hormones sexuelles.

En revanche, Norheim et al. montrent l’absence d’effets à long terme sur la modification du tissu adipeux, évaluée par l’expression de l’UCP1 ; malgré cela, ils ont tout de même trouvé des corrélations positives entre les ARNm FNDC5 et PGC-1α, accompagnées de la diminution de l’irisine circulante après la réalisation d’exercices chroniques de résistance et de force pendant 12 semaines. Cependant, dans cette même étude, une augmentation de la concentration d’irisine après un exercice intense avec une diminution après 2 heures, sans augmentation de l’ARNm FNDC5, a été rapportée . L’augmentation de l’irisine en réponse à un exercice intense a également été documentée par Huh et al. qui ont signalé une diminution 30 minutes après la fin de l’exercice, sans trouver d’effets après un programme d’entraînement de 8 semaines, attribuant l’effet court possible de l’irisine à la restauration de l’homéostasie de l’adénosine triphosphate (ATP), et une fois atteint, il diminue aux concentrations basales .

4. l’irisine et le diabète de type 2

En raison de l’augmentation de la prévalence des maladies métaboliques liées à l’obésité, y compris le DT2, de nombreux biomarqueurs métaboliques ont été étudiés comme régulateurs possibles de l’homéostasie du glucose .

Depuis que Bostrom et al. proposent d’explorer les utilisations cliniques de l’irisine dans le traitement de l’obésité et du diabète, en se basant sur le fait que l’expression de l’irisine améliore la tolérance au glucose et diminue l’insuline à jeun chez la souris , des chercheurs du monde entier ont commencé à étudier le lien entre l’irisine et le DM.

La plupart des études publiées montrent une diminution des concentrations d’irisine chez les patients atteints de DT2, quel que soit le moment du diagnostic et qu’ils suivent ou non un traitement, et une concentration encore plus faible en présence de complications du DT2 . Choi et al. ont constaté une diminution des concentrations d’irisine chez les adultes atteints de DT2 nouvellement diagnostiqué par rapport à ceux ayant une tolérance normale au glucose, montrant des associations inverses statistiquement significatives entre l’irisine et le développement du DT2 . De même, Liu et ses collègues ont trouvé des concentrations d’irisine significativement diminuées chez les adultes atteints de DT2 indépendamment de l’âge, du sexe et de l’IMC, associant leurs résultats à la détérioration de l’expression de PGC-1α chez les sujets atteints de DT2 .

D’autres études ont montré des effets contradictoires, ce qui suggère que l’irisine chez les patients atteints de DT2 est régulée par différents facteurs corporels tels que le glucose et les acides gras. Kurdiova et al. ont réalisé une étude in vivo et in vitro, trouvant des effets opposés dans chacune d’elles ; dans l’étude in vivo, l’irisine et l’ARNm de la FNDC5 dans le muscle squelettique et le tissu adipeux se sont révélés diminués, bien que les myotubes de l’étude in vitro aient eu une plus grande expression de la FNDC5 . Une minorité d’études indiquent l’absence d’association entre l’irisine et le DT2.

Parmi les aspects cliniques pertinents chez les patients atteints de DT2, il y a la prévention et le développement de la néphropathie diabétique, car ils sont les principales causes de la maladie rénale en phase terminale . Liu et al. ont trouvé des niveaux significativement réduits d’irisine chez les patients atteints de DT2 et d’insuffisance rénale, en particulier au stade 5 de la maladie rénale chronique, sans trouver d’associations avec d’autres biomarqueurs de la néphropathie, attribuant leurs résultats à la fonte musculaire, à la résistance à l’insuline et aux altérations du métabolisme énergétique liées à la maladie rénale, en plus de l’association négative produite par les toxines urémiques dans l’expression du FNDC5 .

L’irisine a montré à diminuer chez les personnes atteintes de DT2 et de complications macrovasculaires telles que la maladie coronarienne et la maladie vasculaire et cardiovasculaire périphérique, par rapport aux patients sans complications macrovasculaires, proposant cette myosine comme un marqueur possible de la maladie macrovasculaire chez les personnes atteintes de DT2 .

Tenant compte des différents types de DM, Ebert et al. ont publié l’un des premiers articles associant le diabète gestationnel (DG) à l’irisine ; parmi leurs principaux résultats, ils ont montré qu’au cours de la grossesse, il n’y a pas de différences dans la concentration d’irisine dans les groupes de femmes atteintes de DG et de femmes enceintes en bonne santé ; l’irisine était significativement plus élevée dans le groupe de femmes atteintes de DG. Les auteurs ont également trouvé une association positive entre l’insuline à jeun et l’irisine chez les femmes atteintes de DG, attribuant leurs résultats à une possible compensation de l’irisine pour contrer la résistance à l’insuline et limiter ses effets métaboliques et vasculaires négatifs, ainsi qu’à une probable résistance à l’irisine. En accord avec l’étude précédente, Piya et al. décrivent des concentrations d’irisine significativement plus faibles chez les femmes non obèses sans diagnostic de DG par rapport à celles atteintes de DG et ayant un IMC supérieur à 30 kg/m2 ; ce résultat n’a été montré qu’après ajustement des données pour l’IMC, les lipides sériques et le glucose, et la conclusion des auteurs était la possible résistance à l’irisine . Malgré cela, il existe des preuves qui montrent des concentrations significativement plus faibles d’irisine chez les femmes atteintes de GD, qui attribuent ces résultats à la possible atteinte de l’expression de PGC-1α et de la fonction musculaire chez les femmes atteintes de GD .

5. Irisine et diabète de type 1

La recherche chez les patients atteints de diabète de type 1 a été décrite, et les preuves sont également peu claires. Le DT1 est un trouble multifactoriel qui est causé par la destruction des cellules β pancréatiques et qui implique de nombreux facteurs génétiques et environnementaux . Les données concernant la concentration sérique d’irisine sont encore controversées. Faienza et al. ont signalé une augmentation des niveaux d’irisine chez les enfants et les adolescents atteints de DT1 par rapport aux patients témoins, et ils ont également recherché la corrélation entre l’irisine et le métabolisme osseux. Ces auteurs ont trouvé une corrélation négative entre l’HbA1c et la vitamine D chez les patients DT1, tandis qu’une corrélation positive a été trouvée avec la densité minérale osseuse et les marqueurs de remodelage osseux évalués par le score BTT-Z et l’ostéocalcine, respectivement. Leurs résultats ont mis en évidence que chez les enfants et les adolescents DT1 sous perfusion continue d’insuline sous-cutanée, des niveaux élevés d’irisine prédisaient un meilleur contrôle métabolique et l’association possible par l’irisine d’un meilleur contrôle glycémique et de la santé osseuse .

Ates et al. ont examiné la relation entre les niveaux d’irisine et l’auto-immunité chez les adultes DT1. Ils ont trouvé des concentrations d’irisine plus élevées chez les patients DT1 par rapport au groupe témoin ; contrairement aux résultats de Faienza et al, cette recherche a rapporté une corrélation positive entre l’irisine et l’HbA1c et l’acide glutamique décarboxylase (anti-GAD). Dans cette recherche, chez les patients positifs à l’anti-GAD et à l’anticorps des cellules des îlots de Langerhans (ICA), les niveaux d’irisine ont été trouvés plus élevés que ceux des patients négatifs .

Récemment, la bétatrophine a été décrite comme une hormone sécrétée par le foie et le tissu adipeux avec la capacité d’améliorer le contrôle métabolique chez les souris en induisant la prolifération des cellules β en réponse à la résistance à l’insuline. Espes et al. ont caractérisé les niveaux d’irisine dans le diabète de type 1 et ont étudié une corrélation potentielle avec la bétatrophine chez des individus atteints de DT1 et des témoins sains. Ils ont signalé une augmentation des niveaux d’irisine en circulation chez les patients atteints de DT1 par rapport aux témoins sains, et les niveaux d’irisine étaient les plus élevés chez les femmes atteintes de DT1. Une corrélation positive a été observée entre l’irisine et la bétatrophine totale, mais pas la bétatrophine pleine longueur, et les auteurs suggèrent que la raison de ce phénomène pourrait être les différences de régulation protéolytique de la bétatrophine entre les individus. Chez les femmes atteintes de DT1, une corrélation négative a été observée entre l’irisine et les besoins en insuline ; cependant, il n’y avait aucune corrélation avec le glucose ou l’HbA1c .

6. Irisine et indice de masse corporelle

L’irisine a également été liée à différents paramètres anthropométriques et à la composition corporelle, trouvant des divergences dans différentes études .

Dans une étude réalisée en Espagne, Pardo et al. ont trouvé une concentration plus élevée d’irisine circulante chez les personnes obèses par rapport aux individus de poids normal et anorexiques, reflétant une corrélation positive statistiquement significative entre le pourcentage de masse grasse et l’irisine ainsi qu’une corrélation négative avec la masse grasse libre . Dans cette étude, les différents types de tissu adipeux sont proposés comme des facteurs importants dans la sécrétion de l’irisine, en particulier dans les conditions d’obésité ; également, cette étude soutient la théorie d’une possible résistance à l’irisine . En accord avec l’étude mentionnée précédemment, Yan et al. ont trouvé une corrélation négative, bien que non statistiquement significative (p=0,051), entre la quantité de masse musculaire et la concentration d’irisine chez les Chinois souffrant d’obésité .

En ce qui concerne le tour de taille, comme indicateur de l’adiposité viscérale, dans la même étude de Yan et al, il est montré que la concentration d’irisine diminue à mesure que le tour de taille, le tour de hanche et le rapport A/G augmentent .

7. L’irisine et le syndrome métabolique

Un syndrome métabolique est un ensemble de conditions qui comprennent l’obésité abdominale, la dyslipidémie, l’hypertension artérielle, la résistance à l’insuline et un risque accru de thrombose. La condition sous-jacente est la résistance à l’insuline , qui produit des altérations dans le tissu adipeux et les muscles squelettiques qui diminuent l’absorption du glucose, ce qui entraîne une hyperglycémie . L’irisine est une hormone qui a la capacité d’activer des changements bénéfiques dans le tissu adipeux qui améliorent l’activité musculaire ; par conséquent, des augmentations modérées de l’irisine produisent une amélioration de la résistance à l’insuline induite par un régime. Cependant, des études montrent que l’irisine est associée à des biomarqueurs métaboliques uniquement chez les patients non diabétiques .

Des enquêtes montrent des corrélations négatives entre le glucose et le métabolisme de l’irisine . Dans une étude sur des adultes chinois obèses, il a été constaté que la diminution de l’irisine est associée à un risque accru de présenter un syndrome métabolique et une hyperglycémie, considérant qu’elle est protectrice contre la résistance à l’insuline car elle montre des associations négatives avec l’insuline à jeun et l’hémoglobine glycosylée . Ceci a également été démontré dans d’autres populations et groupes d’âge ; c’est le cas de l’étude d’Al-Daghri et al. chez des garçons et des filles saoudiens d’âge scolaire pour lesquels des corrélations négatives ont été observées avec la glycémie à jeun et HOMA-IR .

A l’inverse, il existe des associations positives entre l’irisine et la concentration d’insuline, la glycémie à jeun et HOMA-IR . Pardo et al. ont déterminé une corrélation chez les femmes souffrant d’anorexie mentale, de poids normal et d’obésité, tandis que Fukushima et al. ont basé leurs conclusions sur leur étude d’hommes obèses et de femmes adultes. D’autres études, en plus de trouver des associations positives avec les composants du syndrome métabolique, mettent également en évidence une diminution de l’adiponectine. Park et al. ont mené une étude sur des personnes atteintes et non atteintes du syndrome métabolique, démontrant que le groupe de personnes atteintes du MetS présentait des concentrations plus élevées d’irisine et plus faibles d’adiponectine, associant l’augmentation de l’irisine à une plus grande quantité de graisse et de masse maigre au cours de l’obésité, ainsi que le rôle compensatoire possible de l’irisine ou de la résistance à celle-ci . En outre, Huh et al. considèrent que l’irisinémie est due à la détérioration de la sensibilité à l’insuline et du métabolisme lipidique et glycolytique, considérant un possible mécanisme de rétroaction entre l’irisine et l’adiponectine pour augmenter la consommation d’énergie dans les adipocytes .

D’autre part, il existe des preuves qui indiquent l’absence de différences significatives dans la concentration d’irisine lorsqu’on la compare dans des groupes d’adultes ayant un poids normal, un surpoids et une obésité, avec un état de santé adéquat, ainsi que la présence de dyslipidémie et de DT2.

Dans une étude de Zhang et al, il a été constaté que l’administration périphérique d’irisine chez les souris réduit la pression artérielle et est proposé comme le lien entre le cerveau, le muscle squelettique, le tissu adipeux et le système cardiovasculaire connectés les uns aux autres pour moduler la dépense énergétique et les fonctions cardiovasculaires .

8. Irisine et sexe

Selon le sexe, des concentrations plus faibles d’irisine circulante sont présentes chez les hommes obèses et sans maladies dégénératives chroniques que chez les femmes , et cela met en avant un possible mécanisme de sécrétion de l’irisine lié à la propre répartition des graisses corporelles des femmes et aux implications possibles des hormones anabolisantes telles que l’estradiol, qui favorise l’augmentation de la masse musculaire et a été positivement associé à l’irisine chez les femmes d’âge moyen, indépendamment de l’IMC .

9. Irisine et système cardiovasculaire

La présence du syndrome métabolique double le risque de maladies cardiovasculaires (MCV) telles que les maladies coronariennes et les accidents vasculaires cérébraux. En tenant compte de la réversibilité des composants du syndrome métabolique, les MCV ont un potentiel de prévention principalement via le contrôle du poids .

Il existe des études qui relient les MCV à l’irisine ; Aronis et al. ont recherché l’irisine comme prédicteur du syndrome coronarien aigu chez des personnes saines, sans trouver de résultats concluants ; néanmoins, dans cette même étude, il a été montré que l’irisine est une hormone qui prédit les événements coronariens indésirables chez les patients atteints de maladies coronariennes sous traitement par interventions percutanées. Ainsi, des concentrations diminuées d’irisine dans cette population ont un taux de survie libre à 12 mois après une intervention coronaire percutanée .

L’irisine a été proposée comme prévention et thérapie des maladies vasculaires . Différentes études suggèrent que la phosphorylation de la voie de signalisation ERK est l’un des mécanismes moléculaires de l’action de l’irisine . Les mécanismes par lesquels la fonction endothéliale est liée à l’irisine ont été étudiés in vitro par Song et al. qui ont administré différentes concentrations d’irisine dans des cellules endothéliales de cordon ombilical humain (HUVEC), notant que l’administration de 20 nM augmente significativement la prolifération des cellules endothéliales via la voie de la kinase régulée par le signal extracellulaire (ERK). Dans cette même étude, il a été observé qu’à la même dose d’irisine, l’apoptose induite par des concentrations élevées de glucose diminue . D’autres études démontrent des effets proangiogéniques de l’irisine à des doses de 10 nM à 20 nM, spécifiquement dans le processus de migration cellulaire et de stimulation des structures capillaires dans les HUVEC endommagés dans des études in vitro, associant l’augmentation de l’expression des métalloprotéinases (MMP), spécifiquement MMP-2 et MMP-9, en plus de protéger les cellules endothéliales in vivo avec l’activation de la voie de signalisation ERK .

10. Irisin et cancer

L’exercice physique est un facteur de protection contre le cancer, et chez les personnes ayant reçu un diagnostic oncologique, il réduit les toxicités indésirables et la probabilité de rechute ou de décès après le début des traitements antinéoplasiques et améliore leur qualité de vie, bien que les mécanismes de ces effets bénéfiques ne soient pas encore clairs . Toutefois, avant la découverte de l’irisine, Hojman et al. ont signalé que la myosine sécrétée pendant l’exercice pouvait inhiber la croissance des cellules atteintes du cancer du sein. Par conséquent, différentes études ont été menées dans le but de trouver le lien entre l’irisine et le développement de tumeurs malignes sans trouver de résultats concluants . Moon et Mantzoros ont rapporté l’absence d’effets sur la prolifération cellulaire et le potentiel malin de lignées cellulaires de cancer de la thyroïde, de l’œsophage, de l’endomètre et du côlon après avoir été traitées in vitro avec différentes doses d’irisine . À l’inverse, Gannon et al. ont révélé la capacité de l’irisine à diminuer le nombre de cellules mammaires malignes par l’induction de l’apoptose, en plus de diminuer la viabilité et la migration de ces cellules, et l’irisine sensibilise les cellules mammaires malignes aux traitements chimiothérapeutiques tels que la doxorubicine tout en diminuant l’absorption des médicaments, sans altérer les cellules non malignes ; par conséquent, elle pourrait être utile dans le traitement adjuvant de certaines néoplasies. Plus précisément, dans le cancer du sein, des niveaux significativement plus bas d’irisine ont été trouvés chez les femmes souffrant de la maladie par rapport aux femmes en bonne santé, rapportant que l’augmentation d’une unité d’irisine diminue la probabilité de cancer du sein de 90%, et il est proposé comme un biomarqueur possible avec un grand potentiel pour la détection de cette maladie .

11. Irisine et métabolisme osseux

La pratique de l’exercice physique est une mesure visant à maintenir un équilibre dans la formation et la résorption osseuse et à prévenir des maladies telles que l’ostéoporose et les problèmes de métabolisme osseux . Non seulement une interaction non mécanique entre le système osseux et les muscles a été décrite, mais un couplage biochimique a également été décrit, dans lequel le muscle est capable de sécréter des molécules qui affectent la formation osseuse ; de cette façon, certaines myosines, cytokines et autres facteurs de croissance osseuse impliqués dans la communication entre le muscle squelettique et le tissu osseux ont été trouvés . Dans cette ligne, l’irisine a été proposée comme une hormone avec un effet thérapeutique probable pour le gain de masse osseuse dans l’ostéopénie attribuée à des maladies ou des maladies musculaires .

Anastasilakis et al. ont étudié l’association entre l’irisine et les fractures ostéoporotiques chez des femmes ménopausées sous traitement par tériparatide, qui est un médicament qui stimule l’activité des ostéoblastes et inhibe l’apoptose des ostéoblastes, et par dénosumab, un médicament qui agit en supprimant l’ostéoclastogenèse. Dans cette étude, on a constaté une diminution des concentrations d’irisine chez les femmes souffrant de fractures ostéoporotiques, quel que soit le type de traitement. Les auteurs de cet article discutent de l’impact possible de la masse musculaire sur leurs résultats, qui n’a pas été mesurée dans l’étude. Par la suite, Palermo et al. ont trouvé une corrélation inverse entre l’irisine et les fractures vertébrales ostéoporotiques chez les femmes ménopausées, indépendamment de la masse grasse et musculaire et même de la densité minérale osseuse et de l’activité physique, attribuant leurs résultats à des effets positifs probables de l’irisine sur la qualité des os plutôt que sur la masse osseuse .

Des études in vitro démontrent que l’irisine favorise la différenciation des ostéoblastes. Colaianni et al. ont réalisé une étude sur des myoblastes et des myotubes obtenus à partir de muscles de souris préalablement exercées, dans laquelle l’expression de la phosphatase alcaline et du collagène I était augmentée, en plus de trouver des effets ostéoblastogènes attribués à un mécanisme dépendant de l’irisine . Par la suite, Colaianni et al. ont mené une étude in vivo dans laquelle ils ont administré de faibles doses d’irisine recombinante à de jeunes souris mâles, observant des actions anaboliques dans la masse osseuse et la densité minérale du tissu cortical et signalant une diminution des ostéoclastes et une augmentation de l’expression des gènes ostéoblastiques et une diminution de l’expression des gènes inhibiteurs de l’ostéoblaste tels que SOST, et cette même étude signale une amélioration de la géométrie osseuse par une augmentation du périmètre périostique . La voie de signalisation par laquelle l’irisine exerce ses effets ostéoblastiques a été étudiée par Qiao et al. qui ont démontré l’activation de la protéine kinase activée par un mitogène p38 (p38 MAPK) et de la kinase régulée par un signal extracellulaire (ERK). Colaianni et al. ont effectué une recherche sur un modèle animal et ont démontré que l’administration d’irisine prévient et restaure la perte osseuse et l’atrophie musculaire des membres postérieurs chez les souris .

12. Irisine et cerveau

L’exercice physique a été associé à la réduction des complications physiques et cognitives liées aux troubles du système nerveux central . Des études démontrent que la pratique d’un exercice modéré est liée à une augmentation de la neurogenèse, de la survie, de la différenciation et de la migration neuronale .

Il existe des preuves que l’irisine pourrait avoir certaines fonctions dans le système nerveux central . Dun et al. ont signalé que l’irisine et le FNDC5 sont exprimés par différents types de cellules, y compris les cellules de Purkinje dans le cervelet des rongeurs . Par la suite, Piya et al. ont trouvé de l’irisine dans le liquide céphalo-rachidien des humains, et son expression a été détectée dans les neurones du noyau paraventriculaire, où le neuropeptide Y, qui est lié à la régulation de l’appétit, est également exprimé, ce qui suggère qu’il a des fonctions métaboliques centrales en plus des fonctions métaboliques périphériques déjà connues .

Au cours des quatre dernières années, les mécanismes d’action et les effets possibles de l’irisine dans le système nerveux ont été étudiés ; un exemple est l’étude sur les rongeurs de Li et al. qui rapporte que l’irisine est peut-être responsable de la neuroprotection de l’exercice physique pour des maladies telles que l’ischémie cérébrale, par l’activation des voies ERK1/2 et Akt dans le tissu cérébral, ainsi que de la protection contre les dommages cérébraux une fois administrés . Moon et al ont constaté que l’irisine à des doses pharmacologiques augmente la neurogenèse via la voie de signalisation STAT3, sans trouver d’association avec les voies AMPK et ERK in vitro .

De plus, la voie de signalisation PGC-1α-FNDC5-BDNF a été proposée pour l’exercice de résistance qui augmente l’expression de FNDC5 et induit à son tour le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BNDF) , qui a des fonctions dans la transcription et le transport de l’ARNm le long des dendrites, la croissance, la différenciation et la survie des neurones .

En tenant compte du fait que l’irisine favorise des processus favorables dans le système nerveux et qu’il existe des troubles neurodégénératifs comme la schizophrénie ou la dépression majeure liés à une diminution de la neurogenèse , il est nécessaire de poursuivre les recherches visant à utiliser le potentiel thérapeutique de l’irisine dans les troubles neuronaux.

13. Conclusions et orientations futures

Le muscle est considéré comme un organe cible depuis de nombreuses années. L’irisine est une nouvelle molécule produite par le muscle. Il a été démontré qu’elle est liée à différents marqueurs métaboliques. À l’heure actuelle, l’impact de l’irisine comme cible possible dans des maladies telles que le diabète et les syndromes métaboliques n’est pas clair. Dans le futur, ce sera un défi d’identifier une application clinique possible.

Conflits d’intérêts

Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflit d’intérêts concernant la publication de cet article.