Le stress oxydant est impliqué dans le développement de la résistance périphérique à l’insuline. La peroxydation des membranes biologiques est ainsi à l’origine de la production nombreuses espèces réactives parmi lesquelles les aldéhydes 4-hydroxy-2-hexénal (HHE) et 4-hydroxy-2-nonénal (HNE), dérivant respectivement de la peroxydation des acides gras polyinsaturés des familles n-3 et n-6. La toxicité de HHE et HNE est liée à leur capacité à former des adduits covalents sur de nombreuses catégories de biomolécules. La formation de bases de Schiff ou d’adduits de Michael sur les protéines résultent généralement en une altération de leur fonction biologique. De tels effets ont été démontrés sur des enzymes, mais les effets de l’adduction de la molécule d’insuline elle-même par ces aldéhydes n’a à ce jour pas été caractérisée.

De l’insuline recombinante humaine est incubée en présence de HHE ou du HNE et la formation d’adduits covalents est analysée en spectrométrie de masse par la technique MALDI-TOF. L’activité biologique des insulines modifiées par HNE ou HHE est mesurée in vitro par la stimulation du transport du [³H] -2-désoxy-glucose sur des lignées d’adipocytes murins (3T3-L1) et de myoblastes de rat (L6) et in vivo et par un test de tolérance à l’insuline chez la souris C57Bl6. Les changements conformationnels de l’insuline liés à la présence d’adduits covalents sont analysés en modélisation moléculaire.

HHE, comme HNE, sont capables de former de 1 à 5 adduits de Michael par molécule d’insuline. Cette adduction s’effectue principalement sur deux résidus Histidine de la chaine B induisant un changement de conformation de l’insuline. L’activité biologique de l’insuline est affectée par ce traitement : 1) la capture de glucose induite par l’insuline dans les myoblastes L6 et les adipocytes 3T3-L1 est fortement diminuée et 2) l’activité hypoglycémiante de l’insuline est fortement réduite chez la souris.

La formation d’adduits de Michael du HHE et du HNE perturbe significativement l’activité biologique de l’insuline. Ces résultats mettent en exergue le rôle joué par les dérivés de peroxydation lipidique dans la physiopathologie de l’insulino-résistance et du diabète.