Les étapes distales de l’exocytose de l’insuline par la cellule beta pancréatique, en réponse au glucose, font intervenir deux partenaires : 1/ un réseau sous-cortical d’actine qui se réorganise au cours de la sécrétion d’insuline pour permettre l’acheminement des granules et leur accès à la membrane plasmique, et 2/ des protéines SNAREs qui permettent les phénomènes d’accostage et de fusion des granules lors de l’exocytose d’insuline. Les connaissances sur le couplage entre les protéines SNAREs et la réorganisation du cytosquelette, au cours de l’exocytose induite par le glucose, restent très incomplètes. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés aux interactions entre les protéines SNAREs et l’actine sous-corticale et à leur régulation par le glucose en conditions normales ou hyperglycémiques (glucotoxiques).

Les interactions protéiques, dans la lignée beta INS-1 et dans des îlots pancréatiques de rats, ont été étudiées par immunoprécipitation suivie d’un western-blot. L’organisation du réseau sous-cortical d’actine a été observée par microscopie confocale après marquage à la phalloidine-TRITC. Les granules d’insuline ont été révélés à l’aide d’un anticorps anti-insuline couplé au FITC.

Dans les cellules beta INS-1, le complexe t-SNARE (Syntaxine 1A et SNAP-25) responsable de l’amarrage et de la fusion des granules d’insuline à la membrane plasmique est fortement associé à l’actine. Cinq minutes de stimulation par le glucose diminuent la quantité d’actine associée à ce complexe t-SNARE. Parallèlement, le glucose induit une diminution du réseau d’actine (révélé par la phalloidine-TRITC) dans les cellules beta INS-1. Une légère augmentation de l’association du complexe t-SNARE avec l’actine est ensuite observée à partir de 10 minutes de stimulation par le glucose, phénomène corrélé à la réapparition d’un marquage plus intense de l’actine sous-corticale et à une redistribution périphérique des granules d’insuline.

En cultivant les cellules beta INS-1 en conditions glucotoxiques (20 mM glucose pendant 96 heures) ou en utilisant des îlots de rats diabétiques de type 2 (rats Goto-Kakizaki), nous avons montré qu’une augmentation accrue de l’actine sous-corticale induite par l’hyperglycémie chronique entraine un déficit de la sécrétion d’insuline, en complexant fortement les protéines t-SNAREs.

Il existe donc une relation temporelle entre la sécrétion d’insuline, la rupture des interactions t-SNAREs/actine et la disparition l’actine sous-corticale. Cette dynamique des interactions SNAREs/actine en réponse au glucose est altérée lors d’une exposition prolongée à l’hyperglycémie (in vitro ou in vivo). Ces résultats suggèrent donc un rôle des interactions SNAREs/actine dans la régulation de la quantité et de la vitesse de libération de l’insuline.