Amplification de la sécrétion d’insuline par le glucose : augmentation du Ca2+ sous-membranaire dans les cellules β ou augmentation de l’action Ca2+

Ravier, M. A. [UCL] Cheng-Xue, R. [UCL] Palmer, A. E. Henquin, Jean-Claude [UCL] Gilon, Patrick [UCL]

Introduction : Le glucose stimule la sécrétion d’insuline (SI) en élevant la [Ca2+] dans le cytosol des cellules β (voie déclenchante) et en augmentant l’efficacité du Ca2+ sur l’exocytose (voie amplificatrice). Le concept d’amplification repose sur l’observation qu’à [Ca2+]c élevée et stable, le glucose augmente la SI sans augmenter davantage la [Ca2+]c. Toutefois, ces mesures globales de [Ca2+]c n’excluent pas la possibilité qu’une élévation de la [Ca2+] sous la membrane plasmique seulement ([Ca2+]SM) explique l’effet amplificateur du glucose. C’est l’hypothèse que nous avons testée. Matériels et Méthodes : La [Ca2+]SM a été mesurée par « Total Internal Reflection fluorescence Microscopy » (TIRF) après expression adenovirale du rapporteur D3cpv (cytosolique) dans des amas de cellules β de souris ou du LynD3cpv (membranaire) dans les cellules β d’îlots intacts (stratégie Rip-Cre-Lox). Résultats : L’expression du D3cpv n’a pas altéré les changements de [Ca2+] et de SI dans les amas de cellules β. L’effet amplificateur a été étudié en présence de diazoxide (pour ouvrir les canaux KATP) et 30 mM KCl (pour stimuler un influx de Ca2+). Dans ces conditions, une augmentation de glucose a abaissé la [Ca2+]SM mais doublé la SI. Une inhibition de la capture du Ca2+ par le réticulum endoplasmique a atténué la baisse de [Ca2+]SM produite par 15 mM glucose mais n’a pas démasqué d’augmentation, même localisée, de la [Ca2+]SM. En revanche, des augmentations significatives de la [Ca2+]SM ont été détectées lors de changements répétitifs de la concentration de KCl entre 30 et 32-35 mM, attestant de la sensibilité adéquate de notre système de détection. Des résultats similaires ont été obtenus dans les cellules β d’îlots intacts. Conclusion : L’amplification de la SI par le glucose n’est pas due à une augmentation sous-membranaire de la [Ca2+] dans la cellule β et peut donc être attribuée à une augmentation de l’action du [Ca2+] sur l’exocytose.