Formé à la physiologie métabolique, Pascal Ferré a étudié au cours de sa carrière la régulation intégrée du métabolisme énergétique, c'est à dire la façon dont notre corps utilise l'énergie pour son fonctionnement.
Il a essayé de comprendre comment le développement et les changements constants de notre environnement (naissance, grossesse, allaitement, sevrage, alimentation) induisent des adaptations ou des dysfonctionnements (obésité, diabète de type 2) du métabolisme énergétique. Ces études ont été réalisées sur différents organes (foie, muscles, tissus adipeux, pancréas) et au niveau cellulaire et moléculaire. Pascal Ferré a montré par exemple que la naissance s'accompagne de bouleversements métaboliques et nutritionnels. Le nouveau-né doit, pour survivre, développer dans les heures qui suivent la naissance, sa capacité hépatique à utiliser les graisses, afin de pouvoir maintenir son équilibre énergétique.
En développant des outils permettant de mesurer in vivo l'utilisation de glucose par un organe donné, il a pu montrer comment le métabolisme des différents organes s'adapte à des conditions physiologiques très demandeuses en énergie, comme la grossesse ou la lactation. Les adaptations métaboliques à l'environnement nutritionnel peuvent s'effectuer, en régulant à court terme l'efficacité de protéines existantes (transporteurs, enzymes) par des changements allostériques ou covalents, mais également à long terme, en modifiant l'expression des gènes codant ces protéines. Une réponse inadéquate du programme génétique à l'environnement nutritionnel, peut conduire à long terme à des maladies métaboliques comme le diabète de type 2 et l'obésité dont la prévalence a augmenté de façon dramatique.
Il a été l'un des premiers à montrer que le glucose est non seulement un substrat énergétique mais également un signal pour induire l'expression de gènes spécifiques dans le foie et le tissu adipeux, soit indirectement en modulant la sécrétion d'insuline, soit directement en agissant au niveau de gènes spécifiques. Son équipe a identifié le mécanisme moléculaire, impliquant le facteur de transcription appelé SREBP-1c, par lequel l'insuline, une hormone-clé du métabolisme énergétique, induit l'expression de gènes liés au métabolisme du glucose et des lipides dans le foie, les muscles et les cellules bêta du pancréas sécrétant l'insuline. Dans l'obésité, l'activation du facteur de transcription SREBP-1c est impliquée dans l'apparition d'une stéatose hépatique (le "foie gras"). Il s'est également intéressé à une kinase appelée AMPK (pour Kinase activée par l'AMP), dont l'équivalent chez la levure a été impliqué au niveau transcriptionnel dans les adaptations à l'environnement nutritionnel. Il a montré que l'AMPK était capable chez les mammifères comme chez la levure de contrôler l'expression de gènes dans le foie des rongeurs en fonction de l'énergie disponible dans la cellule et a étudié comment le médicament le plus utilisé dans le diabète de type 2, la metformine, pouvait agir sur cette kinase pour moduler le métabolisme lipidique.
Pascal Ferré, outre ses activités de recherche est très impliqué dans l'enseignement de la physiologie métabolique et dans la vulgarisation des pathologies associées comme le diabète.
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