Autophagie humaine et réponses du flux autophagique aux interventions de jeûne : preuves et nuances méthodologiques

Chez l'adulte, quelles preuves directes démontrent que l'alimentation limitée dans le temps, le jeûne intermittent, le jeûne prolongé ou la réalimentation subséquente modifient l'autophagie ou le flux autophagique dans les tissus ou cellules humains, et quelle est la solidité de ces preuves ?

La mesure directe du flux autophagique chez l'humain montre que le jeûne de plusieurs jours (3-5 jours) active l'autophagie dans les tissus métaboliquement actifs tels que le muscle squelettique et des populations spécifiques de cellules immunitaires, mais que l'alimentation quotidienne limitée dans le temps et le jeûne nocturne produisent des effets inconstants ou minimes qui varient considérablement selon le type de tissu, la méthode de mesure et l'état de santé individuel, les preuves les plus solides provenant d'études utilisant des inhibiteurs lysosomaux pour mesurer le flux plutôt que l'abondance de marqueurs statiques.

Résumé

Quatorze études examinant les réponses autophagiques aux interventions de jeûne chez l'adulte révèlent une qualité de preuve hétérogène et des réponses tissu-spécifiques. Les études utilisant des dosages validés du flux autophagique avec des inhibiteurs lysosomaux fournissent les preuves les plus solides : un régime mimant le jeûne de 5 jours a augmenté le flux autophagique dans les cellules mononucléées du sang périphérique par rapport aux témoins (p=0.0191) [1], et un jeûne complet de 4 jours a activé le flux dans les neutrophiles lorsqu'il était mesuré de manière appropriée [2]. En revanche, un jeûne nocturne de 12 heures suivi d'une réalimentation n'a pas modifié le flux dans deux études portant sur 42 adultes sains [3, 4]. Un jeûne prolongé (72 heures) a systématiquement activé les composants de la voie de l'autophagie dans le muscle squelettique, notamment une diminution de ~50% de la phosphorylation de mTOR [5] et une augmentation de l'expression d'ULK1 [6], bien que les mesures de marqueurs statiques montrant des augmentations simultanées de LC3B-II et de p62 aient empêché une détermination définitive du flux [5, 6]. L'alimentation limitée dans le temps quotidienne (fenêtres de 6-8 heures) a produit des effets modestes après 4 jours à 8 semaines, augmentant l'expression de LC3A de 22% [7] et les niveaux d'ATG-5 [8]. Des réponses tissu-spécifiques sont apparues, les marqueurs sanguins de l'autophagie étant largement non affectés par un jeûne de 12 heures chez les patients en état critique et les témoins sains [9], tandis que le jeûne a augmenté les monocytes autophagiques mais pas les lymphocytes [10]. L'insuffisance rénale chronique a aboli l'activation de l'autophagie observée chez les sujets sains lors d'un jeûne nocturne (ratio γLC3 de 0.92 vs 1.78, p<0.0001) [11]. L'intensité de l'exercice s'est avérée plus déterminante que l'état de jeûne pour activer l'autophagie du muscle squelettique via des voies dépendantes de l'AMPK [12]. Les données suggèrent qu'un jeûne de plusieurs jours active l'autophagie dans les tissus métaboliquement actifs lorsqu'elle est mesurée par des méthodes de flux validées, tandis que des périodes de jeûne quotidien plus courtes montrent des effets incohérents qui varient selon le type de tissu, le moment de la mesure et la capacité métabolique individuelle.

Diagramme de flux

Recherche documentaire

Corpus PubMed

Nous avons effectué une recherche par mots-clés dans le corpus PubMed.

(autophagy OR autophagic flux OR LC3 OR SQSTM1 OR p62 OR ULK1 OR Beclin-1 OR ATG) AND (fasting OR starvation OR "time-restricted eating" OR "time restricted feeding" OR intermittent fasting) AND humans

La recherche a généré un total de 300 résultats dans PubMed.

Corpus Elicit

Nous avons réalisé une recherche sémantique parmi plus de 138 millions d'articles scientifiques issus du moteur de recherche Elicit, qui intègre l'ensemble des bases Semantic Scholar et OpenAlex.

Nous avons exécuté les requêtes suivantes :

• "human fasting skeletal muscle blood leukocyte PBMC autophagy LC3 p62"
• "prolonged fasting refeeding human autophagy autophagic flux biomarker study"

Les recherches ont généré un total de 600 résultats dans Elicit.

Nous avons extrait 794 articles les plus pertinents par rapport à la requête en vue de la sélection.

Sélection

Évaluation des résumés

Nous avons sélectionné les sources sur la base de leurs résumés lorsqu'elles répondaient aux critères suivants :

• Adultes humains : Le titre ou le résumé rapporte-t-il une étude menée chez des adultes humains (18 ans ou plus), ou au sein d'une cohorte humaine d'âges mixtes pouvant plausiblement inclure des adultes ?
• Étude primaire achevée : S'agit-il d'un rapport primaire d'une étude menée chez l'humain et achevée, plutôt que d'une revue, d'un protocole, d'un article méthodologique, d'un éditorial, d'un erratum ou d'un résumé de congrès ?
• Exposition au jeûne : Le titre ou le résumé évalue-t-il une exposition définie au jeûne, à l'alimentation avec restriction dans le temps, au jeûne intermittent, au jeûne alterné ou à la réalimentation post-jeûne ?
• Critère d'évaluation lié à l'autophagie : Le titre ou le résumé indique-t-il la mesure de l'autophagie, du flux autophagique ou d'un marqueur moléculaire/cellulaire associé à l'autophagie ?

Les articles ne répondant pas à l'un des critères stricts ont été automatiquement exclus. Pour les articles restants, nous avons examiné l'ensemble des critères d'évaluation et porté un jugement global quant à leur sélection.

36 articles ont satisfait à l'évaluation des résumés et ont été soumis à l'évaluation du texte intégral.

Lors de l'évaluation des résumés, le nombre d'articles exclus pour chaque motif principal était le suivant :

• Adultes humains : n = 463
• Étude primaire achevée : n = 67
• Exposition au jeûne : n = 144
• Critère d'évaluation lié à l'autophagie : n = 82
• Autre / en deçà du seuil de sélection : n = 2

Évaluation du texte intégral

Nous avons ensuite évalué les articles sur la base de leur texte intégral selon les critères additionnels suivants :

• Données sur des adultes humains : Inclure uniquement les publications présentant des données analysables issues d'adultes âgés de 18 ans ou plus.
• Exposition définie : Inclure uniquement les études décrivant de manière suffisamment précise l'exposition au jeûne ou à la réalimentation, notamment la durée ou la fenêtre quotidienne de prise alimentaire.
• Mesure directe de l'autophagie : Inclure uniquement les études mesurant directement l'autophagie ou le flux autophagique dans un échantillon biologique humain, à l'aide d'au moins un marqueur moléculaire, protéique, d'imagerie ou lysosomal/autophagosomal. Exclure les études portant exclusivement sur des critères métaboliques, inflammatoires, de longévité ou cliniques.
• Rapport primaire achevé : Inclure uniquement les rapports de recherche primaire achevés comportant des résultats, à l'exclusion des revues, protocoles, articles narratifs et résumés de congrès.

Les articles ne répondant pas à l'un des critères stricts ont été automatiquement exclus. Pour les articles restants, nous avons examiné l'ensemble des critères d'évaluation et porté un jugement global quant à l'inclusion de chaque article dans l'analyse finale.

14 articles ont validé l'évaluation du texte intégral et ont été retenus pour l'extraction des données.

Lors de l'évaluation du texte intégral, le nombre d'articles exclus pour chaque motif principal était le suivant :

• Données sur des adultes humains : n = 1
• Exposition définie : n = 1
• Mesure directe de l'autophagie : n = 4
• Absence de texte intégral : n = 16

Extraction des données

Nous avons sollicité un grand modèle de langage pour extraire de chaque article chacune des colonnes de données ci-dessous. Nous avons fourni au modèle les instructions d'extraction suivantes pour chaque colonne.

• Identité et plan de l'étude : Extraire la citation, le pays s'il est mentionné, le schéma d'étude (randomisé, croisé, alimentation contrôlée, mécanistique prospectif ou autre), la taille de l'échantillon analysé et les caractéristiques de la population.
• Exposition et comparateur : Extraire précisément le protocole de jeûne : fenêtre d'alimentation quotidienne, durée du jeûne, apport énergétique autorisé, nombre de cycles/jours, consignes relatives à l'activité physique, ainsi que le comparateur ou l'état initial.
• Échantillon biologique et calendrier de prélèvement : Extraire le type d'échantillon/tissu/cellule, le calendrier des prélèvements par rapport au dernier apport calorique et à la réalimentation, ainsi que la réalisation éventuelle de prélèvements intra-individuels répétés.
• Mesure et interprétabilité de l'autophagie : Extraire chaque dosage/marqueur associé à l'autophagie, s'il évalue le flux par rapport à un marqueur statique d'abondance/expression, le sens de la variation, ainsi que les limites méthodologiques rapportées par les auteurs.
• Principaux résultats relatifs à l'autophagie : Extraire les résultats quantitatifs lorsqu'ils sont disponibles, les mesures d'incertitude/tests statistiques et la conclusion des auteurs concernant l'autophagie.
• Contexte métabolique et sécurité d'emploi : Extraire les taux de corps cétoniques, de glucose, d'insuline, la variation pondérale, les événements indésirables et les arrêts d'étude uniquement s'ils sont rapportés.
• Signaux de risque de biais : Extraire les caractéristiques méthodologiques pertinentes relatives aux biais : assignation/randomisation, contrôle/comparateur, mise en aveugle des résultats de laboratoire, données manquantes, pré-spécification et conflits d'intérêts.

Résultats

Caractéristiques des études incluses

Quatorze études examinant l'autophagie en réponse au jeûne ou à l'alimentation avec restriction temporelle ont été incluses. Les textes intégraux ont été récupérés pour l'ensemble des études. La taille des échantillons variait de 7 à 70 participants, la majorité des études portant sur des adultes sains. Les études ont été principalement menées en Europe (Belgique, Danemark) et aux États-Unis, avec des études complémentaires provenant de Taïwan et de Russie. Les protocoles comprenaient des essais croisés randomisés, des études d'alimentation contrôlée et des études mécanistiques prospectives.

Les études ont examiné divers régimes de jeûne, allant de jeûnes nocturnes de 8 heures à des jeûnes complets de 4 jours, avec des mesures effectuées dans divers tissus, notamment le muscle squelettique, les cellules sanguines et les cellules mononucléées du sang périphérique. La plupart des études ont utilisé des plans croisés où les participants servaient de propres témoins, avec des mesures avant et après les interventions de jeûne.

Méthodes de mesure de l'autophagie et interprétabilité

Les études ont employé des méthodes de dosage hétérogènes avec une capacité variable à distinguer le flux autophagique de l'abondance statique des marqueurs. La maturation de LC3 (microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3) était le marqueur le plus fréquemment rapporté, évalué par les ratios LC3B-II/LC3B-I [1, 5, 10, 13], la lipidation de LC3 [2] ou l'expression génique de LC3A/LC3B [7]. Les marqueurs additionnels comprenaient p62/SQSTM1 (sequestosome 1) [5, 12, 13], la phosphorylation de ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1) [5, 6, 12], les protéines ATG (autophagy-related) [8], Beclin-1 [8, 11, 14] et la signalisation mTOR (mechanistic target of rapamycin) [5].

Des distinctions méthodologiques critiques sont apparues concernant les mesures de flux par rapport aux mesures statiques. Plusieurs études ont mesuré le flux autophagique à l'aide d'inhibiteurs lysosomaux : Espinoza et al. ont traité des PBMC avec de la chloroquine ex vivo, mesurant l'accumulation de LC3B-II comme indicateur validé de flux [1]. De même, Pietrocola et al. ont injecté de la leupeptine avant le prélèvement sanguin chez la souris et ont mis en culture des leucocytes humains ex vivo avec de la leupeptine, constatant que l'activation de l'autophagie n'était détectable qu'avec l'inhibition des protéases [2]. Singh et al. 2024 et 2025 ont ajouté des inhibiteurs lysosomaux directement au sang total, quantifiant l'accumulation de LC3B-II par ELISA comme mesure physiologiquement pertinente du flux [3, 4]. En revanche, la plupart des études ont mesuré l'abondance statique des marqueurs de l'autophagie sans évaluation du flux, entraînant des difficultés d'interprétation.

Le ratio LC3B-II/LC3B-I illustre cette limite. Bien qu'il soit couramment utilisé comme indicateur de l'autophagie, un taux élevé de LC3B-II peut refléter soit une augmentation de la formation des autophagosomes, soit une altération de la dégradation des autophagosomes [5]. Vendelbo et al. ont constaté que LC3B-II augmentait de ~30% pendant 72 heures de jeûne, mais que p62 augmentait également de ~10%, ce qui complique l'interprétation puisque p62 est typiquement dégradé au cours de l'autophagie [5]. Les auteurs ont souligné qu'ils ne pouvaient pas déterminer définitivement le flux autophagique à partir de ces marqueurs contradictoires [5]. Bak et al. ont rapporté des profils similaires : ULK1 augmentait et sa phosphorylation inhibitrice diminuait avec le jeûne, suggérant une activation de l'autophagie, tandis que l'ARNm et la protéine p62 augmentaient également [6]. Les deux études ont reconnu que ces données ne mesurent pas directement le flux [5, 6].

Les études utilisant des marqueurs complémentaires ont fourni des preuves plus solides. Schwalm et al. 2015 ont mesuré la phosphorylation de ULK1, le ratio LC3bII/I, la protéine p62/SQSTM1 et l'expression de gènes liés à l'autophagie, observant une diminution de LC3bII et de p62 après un exercice de haute intensité, ce qui indique une augmentation du flux [12]. La diminution des niveaux de ces deux marqueurs, plutôt que d'un seul, a démontré de manière plus convaincante la dégradation autophagique. De même, Kröpfl et al. ont combiné la cytométrie en flux pour les cellules LC3B-positives avec le Western blot pour les ratios LC3BII/I, bien qu'ils aient trouvé une corrélation négative entre ces mesures dans les monocytes [10], suggérant une régulation complexe qui n'est pas totalement appréhendée par des marqueurs uniques.

Plusieurs études ont mis en évidence des réponses autophagiques tissu-spécifiques. Van Dyck et al. ont constaté que les marqueurs de l'autophagie dans les échantillons sanguins n'étaient que très peu affectés par un jeûne de 12 heures chez les patients en état critique et les témoins sains, ce qui a conduit les auteurs à conclure que le sang pourrait ne pas refléter l'autophagie dans d'autres tissus [9]. Kröpfl et al. ont observé des réponses différentielles dans les lymphocytes par rapport aux monocytes : le jeûne augmentait les concentrations de monocytes autophagiques mais pas de lymphocytes, tandis que l'exercice augmentait les lymphocytes autophagiques mais pas les monocytes [10]. Chen et al. ont démontré que le jeûne nocturne activait l'autophagie dans les leucocytes des sujets sains mais pas chez les patients atteints de CKD [11], indiquant que l'état pathologique peut abolir les réponses autophagiques typiques.

Les limites mentionnées par les auteurs ont reconnu ces défis de mesure. Plusieurs études ont noté que l'expression génique peut ne pas refléter les niveaux protéiques ou l'activité fonctionnelle [7], que des points temporels uniques peuvent manquer les variations dynamiques [4], et que l'autophagie sanguine peut ne pas représenter les réponses dans des tissus métaboliquement actifs comme le foie ou le muscle [4, 9]. Espinoza et al. ont cité la petite taille de l'échantillon et la courte période d'évaluation comme des limites [1], tandis que Karahan et al. ont noté que leur évaluation de ATG-5 et Beclin-1 seuls, sans évaluation de p62/SQSTM1, limitait l'interprétation du flux autophagique [8].

Résultats sur l'autophagie selon l'exposition au jeûne

Alimentation avec restriction temporelle (fenêtres alimentaires quotidiennes)

Deux études ont examiné l'alimentation quotidienne avec restriction temporelle comportant des fenêtres alimentaires de 6 à 8 heures. Jamshed et al. ont constaté que l'alimentation précoce avec restriction dans le temps (eTRF ; 8am-2pm, fenêtre de 6 heures) augmentait l'expression du gène LC3A de 22% le matin par rapport à une fenêtre témoin de 12 heures (8am-8pm), avec p=0.001 [7]. Cette augmentation a été observée dans les cellules du sang total après 4 jours d'eTRF [7]. Cependant, LC3A est un marqueur statique d'expression génique plutôt qu'une mesure directe du flux [7], et les auteurs ont noté que l'expression génique peut ne pas refléter les taux de protéines [7]. Le contexte métabolique comprenait une diminution de la glycémie sur 24 heures de 4±1 mg/dL (p=0.0003) et une augmentation des corps cétoniques matinaux de 0.03±0.01 mM (p=0.009) [7].

Karahan et al. ont comparé la restriction énergétique seule à la restriction énergétique associée à une alimentation avec restriction temporelle 16:8 (fenêtre alimentaire 10am-8pm) chez 48 adultes atteints de MAFLD [8]. Les taux d'ATG-5 ont augmenté de manière significative uniquement dans le groupe avec restriction temporelle après 8 semaines, passant de 0.74 à 0.95 ng/mL (p=0.03) [8], avec une corrélation positive entre FGF-21 sérique et ATG-5 (R=0.343, p=0.02) [8]. ATG-5 représente un marqueur sérique statique [8], et l'étude a reconnu des limites dans l'évaluation du flux sans évaluation de p62/SQSTM1 [8]. Les deux groupes ont présenté une perte de poids et une amélioration des marqueurs métaboliques, notamment une baisse de la glycémie à jeun et des enzymes hépatiques [8].

Jeûne intermittent et jeûnes nocturnes

Les études portant sur des jeûnes nocturnes de 8 à 15 heures ont révélé des réponses autophagiques tissu-spécifiques et dépendantes du contexte. Chen et al. ont démontré qu'un jeûne nocturne de 12 heures induisait une activation de l'autophagie chez les sujets sains, comme en témoignent la conversion de LC3-I en LC3-II (ratio γLC3 de 1.78) et l'augmentation de l'ARNm d'Atg5 et de Beclin-1 [11]. Cette réponse était absente chez les patients atteints d'insuffisance rénale chronique (ratio γLC3 de 0.92-1.22, p<0.0001) [11], et l'hémodialyse n'a pas restauré l'activation de l'autophagie [11]. Les mesures ont été réalisées sur des leucocytes prélevés après un jeûne nocturne et 2 heures après le petit-déjeuner [11].

Deux études menées par Singh et al. ont examiné si un repas hyperprotéiné après un jeûne nocturne de 12 heures modifiait l'autophagie chez 42 adultes sains. En utilisant un test ELISA optimisé par inhibiteur lysosomal pour mesurer le flux autophagique dans les PBMCs [3, 4], les deux études n'ont constaté aucune modification du flux entre l'état de jeûne et 1 heure après la prise du repas [3, 4]. Les auteurs ont souligné que ces résultats remettent en cause l'hypothèse selon laquelle les interventions nutritionnelles aiguës altèrent l'autophagie chez l'humain [4] et ont suggéré que le prélèvement 1 heure après le repas n'était peut-être pas le moment optimal [4]. Notamment, les femmes présentaient un flux autophagique supérieur à celui des hommes (p=0.0031) [3], ce qui traduit un dimorphisme sexuel indépendant de l'intervention nutritionnelle.

Schwalm et al. 2017 ont étudié un jeûne nocturne de 8 heures associé à 2 heures de cyclisme à haute intensité chez 7 athlètes entraînés [13]. Dans le muscle vastus lateralis, le ratio LC3bII/LC3bI a diminué après l'exercice uniquement à l'état de jeûne (p=0.019) [13], tandis que le LC3bII mitochondrial et p62/SQSTM1 sont restés inchangés [13]. Les auteurs ont conclu que la mitophagie n'était pas activée pendant ou immédiatement après l'exercice, quel que soit l'état nutritionnel, bien que les cellules musculaires à l'état nourri semblaient préparer les mitochondries à une dégradation à des temps plus tardifs [13].

Kröpfl et al. ont observé qu'un jeûne de 14 à 15 heures augmentait les concentrations de monocytes autophagiques circulants (p=0.026), mais pas celles des lymphocytes, par rapport à un état nourri avec un petit-déjeuner standardisé [10]. À l'inverse, un exercice aigu augmentait les concentrations de lymphocytes autophagiques (p=0.043), mais pas celles des monocytes [10]. L'analyse par Western blot a mis en évidence que des ratios LC3BII/I plus élevés étaient corrélés négativement au nombre de cellules autophagiques (r=-0.74, p=0.02) [10], suggérant une régulation complexe dans laquelle une autophagie accrue au niveau protéique était associée à un nombre plus faible de cellules autophagiques en circulation [10].

Jeûne prolongé (24+ heures)

Les études portant sur des jeûnes de 72 heures à 4 jours ont mis en évidence l'activation de la voie de l'autophagie, tout en soulevant des défis d'interprétation persistants. Vendelbo et al. ont étudié 8 hommes sains au cours d'un jeûne de 72 heures avec apport hydrique exclusif [5]. Dans les biopsies de muscle squelettique, l'expression de LC3B-II a augmenté de ~30 %, mais la protéine p62 a également augmenté de ~10 % [5]. La phosphorylation de mTOR a diminué de ~50 %, parallèlement à une réduction de la signalisation en aval incluant la phosphorylation de 4EBP1, ULK1 et rpS6 [5]. Les profils contradictoires de LC3B-II et de p62 ont rendu la détermination du flux autophagique problématique [5], bien que la diminution de la signalisation mTOR soutienne l'activation de la voie de l'autophagie. La libération nette de phénylalanine par le muscle a augmenté de manière significative [5], survenant dans un contexte de diminution du glucose de 25 % et de déclenchement de la cétogenèse [5].

Bak et al. ont comparé un jeûne de 12 heures à un jeûne de 72 heures chez 9 hommes jeunes minces et 9 hommes jeunes obèses [6]. Après 72 heures, les taux d'ARNm et de protéine ULK1 ont augmenté significativement dans le tissu musculaire et le tissu adipeux [6], tandis que le ratio de la phosphorylation inhibitrice d'ULK1 (Ser 757) sur l'ULK1 total a diminué [6], indiquant une réduction de la suppression de l'autophagie. Cependant, les taux d'ARNm et de protéine p62 ont également augmenté [6]. Les sujets obèses présentaient une augmentation de la lipolyse corporelle totale et une diminution des taux de production d'urée, tant à l'état basal qu'après 72 heures de jeûne, ce qui est compatible avec une préservation des protéines musculaires [6]. L'étude a souligné les limites de l'expression des résultats par rapport au poids corporel, susceptible de sous-estimer les flux métaboliques chez les sujets obèses [6].

Pietrocola et al. ont examiné un jeûne non calorique de 4 jours (eau, thé, café uniquement) chez 9 volontaires sains [2]. Le jeûne a provoqué des modifications majeures du métabolome plasmatique, mais seulement des altérations mineures du métabolome intracellulaire des leucocytes [2]. Les globules blancs ont montré une réduction marquée de l'acétylation de la lysine des protéines dans les compartiments nucléaire et cytoplasmique [2]. L'activation de l'autophagie, mesurée par la lipidation de LC3B, n'est devenue détectable dans les neutrophiles qu'après culture ex vivo avec de la leupeptine [2], indiquant qu'un flux autophagique avait lieu mais nécessitait une inhibition lysosomale pour sa détection [2]. Les volontaires humains ont présenté une perte de poids <2 % malgré le jeûne de 4 jours [2], ce qui contraste avec la perte de poids de 20 % observée chez des souris soumises à un jeûne de 48 heures [2].

Régimes mimant le jeûne et réalimentation

Espinoza et al. ont mené un essai randomisé évaluant deux formulations de régime mimant le jeûne (FMD) par rapport à un groupe témoin chez 30 adultes sains âgés de 25-65 ans [1]. Le FMD consistait en 1100 kcal au jour 1 et 700-800 kcal aux jours 2-5, suivis d'une réalimentation [1]. En utilisant des PBMCs traités à la chloroquine pour évaluer le flux autophagique [1], le groupe témoin a présenté des ratios LC3B-II/LC3B-I plus élevés que les groupes FMD au jour 6 (p=0.0191) [1], indiquant que le FMD améliorait la dégradation autophagique par une augmentation du flux [1]. Des différences intergroupes significatives du flux sont apparues à la fin de l'intervention de 6 jours (p<0.05) [1], avec une tendance à l'augmentation du flux dans le groupe ProLon persistant 48 heures après la réalimentation au jour 8 [1]. L'intervention a réduit la glycémie à jeun, l'insuline et le HOMA-IR tout en augmentant le β-hydroxybutyrate [1], bien que la faible taille de l'échantillon et la courte période d'évaluation en aient limité la généralisabilité [1].

Van Dyck et al. ont étudié si une interruption nutritionnelle de 12 heures pouvait initier une réponse au jeûne chez 70 patients en état critique prolongé [9]. Le protocole croisé randomisé alternait 12 heures d'alimentation à la cible nutritionnelle avec 12 heures de jeûne au jour 8±1 du séjour en ICU [9]. Le jeûne de 12 heures a significativement augmenté la bilirubine sérique et le β-hydroxybutyrate et a réduit les besoins en insuline ainsi que l'IGF-I sérique (tous p≤0.001) [9], confirmant l'initiation d'une réponse métabolique au jeûne. Cependant, les marqueurs de l'autophagie dans le sang total et les leucocytes isolés sont restés largement inchangés par le jeûne, tant chez les patients que chez 23 sujets sains appariés [9]. Les auteurs ont conclu que les échantillons sanguins pourraient ne pas refléter fidèlement l'autophagie au niveau tissulaire [9], alors que trois patients ont développé une hypoglycémie sévère pendant le jeûne [9].

Tkhakushinov & Lysenkov ont examiné une privation alimentaire partielle (800-1200 kcal/jour) pendant 12 jours chez 20 hommes répartis en trois groupes d'âge [14]. En utilisant Beclin-1 comme marqueur de l'autophagie [14], ils ont constaté que l'âge était le principal facteur influençant l'activité autophagique, l'activité diminuant à mesure que l'âge augmentait [14]. La catégorie de poids n'a pas eu d'impact significatif sur l'activation de l'autophagie pendant la restriction calorique [14]. Les corrélations entre l'activité autophagique (delta-beclin-1) et les paramètres du métabolisme lipidique variaient selon le groupe d'âge, avec des corrélations négatives avec le HDL chez les jeunes adultes et des corrélations négatives avec le LDL et le cholestérol total chez les personnes âgées [14]. L'étude a mesuré l'abondance statique de Beclin-1 plutôt que le flux [14].

Interactions entre l'exercice et le jeûne

Deux études menées par le même groupe belge ont examiné comment l'intensité de l'exercice et l'état nutritionnel interagissent pour influencer l'autophagie du muscle squelettique. Schwalm et al. 2015 ont randomisé 23 athlètes bien entraînés dans des conditions de contrôle, de faible intensité (55% VO2 peak) ou de haute intensité (70% VO2 peak) pour 2 heures de cyclisme, à l'état nourri ainsi qu'à jeun [12]. L'intensité de l'exercice s'est avérée plus déterminante que l'alimentation dans l'activation de l'autophagie [12]. L'exercice de haute intensité a réduit les taux de LC3bII et de p62/SQSTM1 dans le muscle vastus lateralis, indiquant une augmentation du flux autophagique [12]. Cette augmentation du flux était associée à une activité accrue de l'AMPKα, comme en témoigne la phosphorylation plus élevée de l'AMPKαThr72 et de l'ACCSer79 après un exercice de haute intensité (p<0.001) [12]. La phosphorylation de l'ULK1Ser317 a augmenté après l'exercice (p<0.001) [12], tandis que le jeûne seul n'a pas significativement renforcé l'autophagie comparativement à l'intensité de l'exercice [12].

Synthèse

Hiérarchie méthodologique et mesure du flux

Les études utilisant des dosages de flux validés fournissent des données plus fiables que celles mesurant des marqueurs statiques. Les trois études employant des inhibiteurs lysosomaux pour mesurer directement le flux autophagique — Espinoza et al., Pietrocola et al. et Singh et al. — représentent des protocoles méthodologiquement supérieurs [1–4]. Espinoza et al. ont démontré qu'un régime mimant le jeûne de 5 jours augmentait le flux par rapport aux témoins [1], tandis que Pietrocola et al. ont montré qu'un jeûne de 4 jours activait le flux dans les neutrophiles lorsqu'il était mesuré de manière appropriée [2]. Inversement, Singh et al. ont constaté qu'un jeûne nocturne de 12 heures suivi d'une réalimentation ne modifiait pas le flux [3, 4]. Ces études basées sur le flux suggèrent que la durée du jeûne est déterminante : les jeûnes de plusieurs jours activent une autophagie mesurable, tandis que les jeûnes nocturnes pourraient ne pas induire de variations détectables du flux dans la fenêtre de mesure de 1 heure post-réalimentation.

Les études reposant sur les ratios LC3B-II/LC3B-I ou sur l'abondance de p62 sans évaluation du flux sont confrontées à des limites d'interprétation. Vendelbo et al. et Bak et al. ont tous deux observé une augmentation de LC3B-II parallèlement à une augmentation de p62 au cours d'un jeûne de 72 heures [5, 6], des profils dont les auteurs ont reconnu qu'ils empêchent une détermination définitive du flux [5, 6]. L'augmentation simultanée des deux marqueurs pourrait refléter soit une accumulation d'autophagosomes due à une dégradation altérée, soit une synthèse accrue de p62 en réponse au stress, plutôt qu'une augmentation du flux. Ces résultats ambigus devraient avoir un poids moindre par rapport aux mesures directes du flux lors de l'évaluation des effets du jeûne sur l'autophagie.

Réponses tissu-spécifiques et compartiments biologiques

Différents tissus présentent des réponses autophagiques distinctes au jeûne, ce qui explique des résultats apparemment contradictoires. La conclusion de Van Dyck et al., selon laquelle les échantillons sanguins peuvent ne pas refléter l'autophagie tissulaire [9], concorde avec les données probantes croissantes démontrant des réponses spécifiques aux compartiments. Les études sur le muscle squelettique (Vendelbo, Bak, Schwalm 2015 et 2017) ont montré de manière constante l'activation de composants de la voie autophagique, notamment une diminution de la signalisation mTOR [5] et une augmentation de l'expression d'ULK1 [6], même lorsque les mesures de flux étaient ambiguës. En revanche, les études mesurant l'autophagie dans les cellules sanguines circulantes (Van Dyck, Singh et al., Kröpfl) n'ont mis en évidence aucun changement [3, 4, 9] ou des réponses spécifiques au type cellulaire limitées à des sous-populations leucocytaires particulières [10].

Le constat de Kröpfl et al. selon lequel le jeûne augmentait les monocytes autophagiques mais non les lymphocytes, tandis que l'exercice physique augmentait les lymphocytes autophagiques mais non les monocytes [10], démontre que, même au sein du sang, différents types cellulaires répondent de manière distincte aux stress métaboliques. Pietrocola et al. ont observé une activation de l'autophagie uniquement dans les neutrophiles parmi les sous-populations leucocytaires de volontaires à jeun [2]. Ces réponses tissu- et type cellulaire-spécifiques suggèrent que le jeûne active préférentiellement l'autophagie dans les tissus métaboliquement actifs tels que le muscle, alors que les cellules sanguines, en particulier les lymphocytes, pourraient être moins sensibles à l'autophagie induite par le jeûne.

Dynamique temporelle et moment des mesures

Le moment des mesures par rapport au jeûne et à la réalimentation influe considérablement sur les modifications autophagiques détectées. Chen et al. ont mesuré l'autophagie dans les leucocytes à la fois après un jeûne nocturne de 12 heures et 2 heures après le petit-déjeuner [11], observant que le jeûne induisait une activation de l'autophagie chez les sujets sains [11]. Cependant, Singh et al. ont mesuré les PBMCs seulement 1 heure après un repas hyperprotéiné faisant suite à un jeûne de 12 heures et n'ont constaté aucun changement de flux [3, 4], soulignant que le prélèvement à 1 heure n'était peut-être pas optimal [4]. La réalimentation supprime vraisemblablement l'autophagie via la réactivation de mTOR, et la cinétique de cette suppression peut varier selon le tissu et la composition nutritionnelle.

Les études sur le jeûne prolongé (72 heures à 4 jours) ont mesuré l'autophagie à la fin de la période de jeûne sans réalimentation immédiate [2, 5, 6], capturant ainsi l'activation autophagique maximale. Espinoza et al. ont mesuré de façon inédite l'autophagie pendant le régime mimant le jeûne (jours 4 et 6) et 48 heures après la réalimentation (jour 8) [1], observant que l'augmentation du flux dans le groupe ProLon montrait une tendance à persister après la réalimentation [1]. Cela suggère que l'activation de l'autophagie pourrait ne pas s'inverser immédiatement lors de la réalimentation, bien que la mesure à 48 heures puisse refléter une re-suppression précoce. Les études sur l'exercice physique (Schwalm 2015 et 2017) ont analysé des biopsies musculaires immédiatement et 1 heure post-exercice [12, 13], capturant des réponses aiguës qui diffèrent des adaptations au jeûne chronique.

Relation dose-réponse : durée du jeûne et amplitude de l'autophagie

Une relation dose-réponse se dégage dans laquelle des durées de jeûne plus longues entraînent une activation plus nette de l'autophagie. Un jeûne complet de 4 jours (Pietrocola et al.) et un régime mimant le jeûne de 5 jours (Espinoza et al.) ont démontré des augmentations mesurables du flux [1, 2]. Un jeûne de 72 heures (Vendelbo, Bak) a montré une activation de la voie de l'autophagie par la suppression de mTOR et la régulation positive d'ULK1 [5, 6], même si le flux restait ambigu. Les études portant sur des jeûnes nocturnes de 12 à 15 heures ont donné des résultats variables : Chen et al. ont observé une activation chez des sujets sains [11], mais Singh et al. n'ont trouvé aucune modification de flux mesurée post-réalimentation [3, 4], et Van Dyck et al. ont jugé qu'un jeûne de 12 heures était insuffisant pour modifier les marqueurs autophagiques sanguins [9].

L'alimentation quotidienne limitée dans le temps (fenêtres de 6 à 8 heures) a montré des effets modestes après plusieurs jours. Jamshed et al. ont mis en évidence une augmentation de 22% de l'expression de LC3A après 4 jours de fenêtres alimentaires de 6 heures [7], tandis que Karahan et al. ont constaté une augmentation d'ATG-5 après 8 semaines d'alimentation limitée dans le temps 16:8 [8]. L'exposition cumulative dans ces études (28 heures de jeûne total sur 4 jours pour Jamshed ; 672 heures sur 8 semaines pour Karahan) suggère que des cycles quotidiens répétés de jeûne peuvent induire des profils d'autophagie différents de ceux de jeûnes prolongés uniques.

Modulation par le contexte métabolique

L'état métabolique pendant le jeûne module les réponses autophagiques. Les études rapportant une augmentation des corps cétoniques (β-hydroxybutyrate) ont montré une activation concomitante de l'autophagie : Jamshed et al. ont observé une augmentation des corps cétoniques matinaux associée à une régulation positive de LC3A [7], Van Dyck et al. ont mis en évidence une augmentation du β-hydroxybutyrate dès 4 heures de jeûne avec une réponse métabolique au jeûne [9], et Espinoza et al. ont constaté une augmentation des corps cétoniques parallèlement à un flux autophagique accru dans le groupe sous régime mimant le jeûne [1]. Les corps cétoniques pourraient servir de biomarqueur de la transition métabolique nécessaire à l'activation de l'autophagie.

Schwalm et al. 2015 ont démontré que l'intensité de l'exercice active l'autophagie via des voies dépendantes d'AMPK, indépendamment du jeûne [12]. L'exercice de haute intensité a augmenté la phosphorylation d'AMPKα et le flux autophagique, quel que soit l'état nourri ou à jeun [12], ce qui suggère que l'activation d'AMPK — qu'elle découle de la déplétion énergétique lors de l'exercice ou de la privation de nutriments pendant le jeûne — représente un mécanisme commun. Cette convergence mécanistique explique pourquoi l'exercice physique et le jeûne peuvent activer l'autophagie par des voies de signalisation partagées malgré des déclencheurs différents.

État pathologique et capacité autophagique basale

Le résultat de Chen et al., montrant que les patients atteints d'insuffisance rénale chronique ne parvenaient pas à activer l'autophagie lors d'un jeûne nocturne alors que les témoins sains présentaient une activation robuste [11], démontre que la maladie peut abolir l'autophagie induite par le jeûne. De même, Van Dyck et al. ont étudié des patients de ICU en état critique qui ont montré des variations minimes des marqueurs autophagiques malgré une réponse métabolique au jeûne [9]. Cela suggère qu'une affection grave altère la capacité cellulaire à induire l'autophagie, potentiellement via l'inflammation, le stress oxydatif ou un dysfonctionnement métabolique. Bak et al. ont découvert que les sujets obèses présentaient une expression plus faible des protéines liées à l'autophagie dans le tissu adipeux malgré une lipolyse totale plus élevée [6], indiquant que l'obésité peut émousser les réponses autophagiques au niveau tissulaire, même lorsque le métabolisme global répond au jeûne.

Considérations relatives à la qualité des études

Les protocoles croisés randomisés dans lesquels les participants sont leurs propres témoins (Jamshed, Schwalm 2015 et 2017, Vendelbo, Bak) minimisent la variabilité interindividuelle et fournissent des preuves plus solides que les études à bras unique pré/post (Singh 2024 et 2025, Tkhakushinov) ou les protocoles cas-témoins (Chen) [3–7, 11–14]. Cependant, même des études croisées bien conçues utilisant des marqueurs statiques se heurtent à des limites d'interprétation par rapport aux études mesurant le flux avec des inhibiteurs lysosomaux. L'essai randomisé d'Espinoza et al., malgré son échantillon de taille réduite et son financement industriel (bien que les commanditaires n'aient pas participé à la conduite ni à l'analyse) [1], fournit des données de flux de haute qualité grâce à une méthodologie validée.

Intégration et implications cliniques

En synthétisant l'ensemble de ces facteurs, les données probantes suggèrent que le jeûne de plusieurs jours (≥72 heures) ou les régimes mimant le jeûne activent l'autophagie dans les tissus métaboliquement actifs, en particulier le muscle squelettique, avec des augmentations mesurables du flux lorsqu'ils sont évalués selon des méthodes appropriées. Cette activation requiert une durée suffisante pour induire des transitions métaboliques, notamment la cétogenèse et une suppression substantielle de mTOR. Des périodes de jeûne quotidien plus courtes (12 à 15 heures) montrent des effets autophagiques inconstants, potentiellement en raison du moment de la mesure par rapport à la réalimentation, du tissu examiné et de la variabilité individuelle de la flexibilité métabolique. Les cellules sanguines, en particulier les lymphocytes, semblent moins réceptives à l'autophagie induite par le jeûne que le muscle ou des populations spécifiques de monocytes. Les états pathologiques, notamment l'insuffisance rénale chronique et les affections critiques, peuvent abolir ou émousser considérablement les réponses autophagiques au jeûne.

Les études humaines mesurant l'autophagie avec des dosages de flux validés restent rares, ce qui limite les conclusions définitives quant aux protocoles de jeûne optimaux pour l'induction de l'autophagie. La discordance entre les modèles précliniques montrant une activation robuste de l'autophagie et les études humaines rapportant des variations modestes ou absentes suggère des différences inter-espèces dans la régulation de l'autophagie ou souligne les limites des techniques actuelles de mesure chez l'humain. Les recherches futures nécessitent des protocoles standardisés de mesure du flux, des évaluations tissu-spécifiques et une attention rigoureuse portée au calendrier des mesures par rapport aux cycles de jeûne et de réalimentation.