Obesity, the accumulation of excess body fat, is an epidemic leading to numerous human metabolic diseases, such as type 2 diabetes (T2D). T2D is mainly characterized by hyperglycemia, accompanied by local (adipose tissue) and systemic insulin resistance. In the adipose tissue, insulin resistance involves alterations in the cross-talk of various signaling cascades, implicating numerous kinases and phosphatases. To identify molecular changes that occur during the development of insulin resistance, we have used here a new activity-based method to study the global kinase activity in human adipose tissue, the PamGene. Our study is based on the observation that some obese subjects do not develop insulin resistance. This population represents our control group, which avoids confounding results, due to obesity by itself rather than to insulin resistance. We found that a specific set of kinase activities are representative of insulin resistance in the obese population, such as PIM family, CHK2, and CDK10. In particular, we found that the Serine/Threonine kinase (STK) PIM-1, unlike the other PIM proteins, has increased activity in the visceral adipose tissue (VAT) of morbid obese diabetic (MOD) insulin resistant (IR) patients. We show that PIM-1 inhibition decreases the inflammatory capacity of bone marrow-derived macrophages in vitro, and leads to a decrease in the inflammatory profile in visceral adipose tissue (VAT), as well as to an increase in insulin sensitivity in diabetic mice.. Furthermore, we found that CHK2 has higher activity in VAT of MOD patients, and we prove that the pharmaceutical inhibition of CHK2 in diabetic mice reduces their IR phenotype. Even though CDK10 was also found to be upregulated in VAT of MOD patients, it does not show any clear cut metabolic phenotype in CDK10 ablated knock out mice. Finally, the use of this innovative technique has paved the way to finding new kinases implicated in insulin resistance of the visceral adipose tissue, and to initiating new lines of research for further validation studies.
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L'obésité, l'accumulation de l'excès de graisse corporelle, est une épidémie qui entraîne de nombreuses maladies métaboliques chez l'homme, telles que le diabète de type 2 (DT2). Le DT2 est principalement caractérisé par une hyperglycémie, accompagnée d'une résistance à l'insuline locale (tissu adipeux) et systémique. Dans le tissu adipeux, la résistance à l'insuline implique des modifications de la diaphonie de différentes cascades de signalisation, impliquant de nombreuses kinases et phosphatases. Pour identifier les changements moléculaires survenant au cours du développement de la résistance à l'insuline, nous avons utilisé ici une nouvelle méthode basée sur l'activité pour étudier l'activité de la kinase globale dans le tissu adipeux humain, le PamGene. Notre étude est basée sur l'observation que certains sujets obèses ne développent pas de résistance à l'insuline. Cette population représente notre groupe témoin, ce qui évite les résultats confondants, dus à l'obésité en soi plutôt qu'à la résistance à l'insuline. Nous avons constaté qu'un ensemble spécifique d'activités de kinases est représentatif de la résistance à l'insuline dans la population obèse, tel que la famille PIM, CHK2 et CDK10. En particulier, nous avons constaté que la protéine PIM-1 de la sérine / thréonine (STK), contrairement aux autres protéines de la protéine PIM, avait augmenté l'activité du tissu adipeux viscéral (VAT) des patients insulino- résistants (IR) morbides diabétiques obèses (MOD). Nous montrons que l'inhibition de PIM-1 diminue la capacité inflammatoire des macrophages dérivés de la moelle osseuse in vitro et conduit à une diminution du profil inflammatoire dans le tissu adipeux viscéral (TVA), ainsi qu'à une augmentation de la sensibilité à l'insuline chez la souris diabétique. De plus, nous avons constaté que la CHK2 a une activité plus élevée dans la TVA des patients MOD et nous prouvons que l’inhibition pharmaceutique de la CHK2 chez les souris diabétiques réduit leur phénotype IR. Même si CDK10 a également été retrouvée régulée à la hausse dans la TVA des patients MOD, elle ne montre aucun phénotype métabolique net chez les souris neutralisées par CDK10. Enfin, l'utilisation de cette technique innovante a ouvert la voie à la découverte de nouvelles kinases impliquées dans la résistance à l'insuline du tissu adipeux viscéral et au lancement de nouvelles lignes de recherche pour des études de validation ultérieures.