UCP2 ET IMMUNITÉ

M-Clotilde Alves-Guerra

Meetochondrie le 28-09-2012

  Découverte en 1997

  Super famille des transporteurs mitochondriaux, 30 kDa

  Présente 59% d’homologie de séquence avec UCP1 d’où son appellation de protéine découplante.

Pebay-Peyroula et al. Nature, 2003

DIC

BMCP1 KMCP1

UCP4

CAC

PiC

GC1

AGC2

ODC DNC GDC ANT2

ANT1

0.1

AGC1 KMCP1 BMCP1

UCP2 UCP3

UCP1

OGC ORC1

CIC

GC2

- 30% d'homologie

-  PM de 30kDa (3x100 aa)

-  Echange de métabolites entre le cytoplasme et la mitochondrie

UCP2  (UnCoupling  Protein  2)  

UCP1:  La  Protéine  Découplante    et  la  produc:on  de  chaleur  

CHALEUR UCP1

AG NA Cerveau

UCP2,  une  protéine  ubiquitaire  

ARNm UCP1

UCP2

1.5kb

1.7kb

18S

  Contrairement à UCP1, l’ARNm UCP2 est ubiquitaire

CytC

UCP2

mUCP2 5ng

Spleen

+/+ -/-

Stomach Gut Lung

+/+ -/- +/+ -/- +/+ -/-

gWAT

+/+ -/-

32Kd Protéine

Pecqueur, Alves-Guerra et al. JBC, 2001

  La protéine UCP2 est détectée dans les tissus riches en ARNm mais elle est très faiblement exprimée in vivo comparativement à UCP1

Pecqueur, Alves-Guerra et al. JBC, 2001

protein

ARNm

ORF Upstream ORF coding UCP2

Inhibition de la traduction

0 6h 12h 18h 24h

protein

ARNm

LPS

  L’expression d’UCP2 est contrôlée de manière fine au niveau traductionnel

Courte ½ vie

Rousset et al. FEBS, 2007

Cycloheximide treatment

  Contrairement à UCP1 dont la demi-vie est proche de 30h, celle d’UCP2 est à moins d'1h

UCP2,  une  protéine  finement  contrôlée  

UCP2 ET IMMUNITÉ INNÉE

Arsenijevic, et al. Nat Genetics, 2000

+/+ -/-

Infection In vivo avec Toxoplasma gondii (injection intra-péritonéale de 10 cysts en IP)

Sur

viva

l rat

e%

25

50

75

100

0 10 20 30 40 50

Days after Infection

Courbe de Survie des souris après infection par T. gondii

%

60 50 40 30 20 10 0

Infected Cells

+/+ -/-

* NB

T O

D

Toxoplasma

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0

*

*

NBT: nitro-blue-tetrazolium

Infection In vitro des macrophages (3h)

Elimination du parasite

Production de ROS

P<0.001 n=4

P<0.01 n=4

P<0.001 n=6

 Les souris Ucp2-/- sont résistantes à une infection parasitaire grâce à une production plus élevée de radicaux libres par les macrophages.

  Infection au Toxoplasme

 Une  immunité  innée  s:mulée  en  absence  d’UCP2  

 Hypersensibilité  aux  maladies  inflammatoires  

Souris LDL-R-/- transplantatées avec la MO Ucp2+/+ ou Ucp2-/-

Régime athérogène pendant 7 semaines

  Athérosclérose

Blanc, Alves-Guerra et al. Circulation, 2003

 Les souris LDL-R-/- transplantées avec de la moelle osseuse de souris Ucp2-/- développent des plaques d’athérosclérose plus grosses et plus instables.

Ucp2-/- Ucp2 +/+

Moelle osseuse

% of collagen 15.5±2.0% vs 10.9±1.1%, P<0.05

% macrophages 50.9±2.9% vs 61.4±2.1%, P<0.05

% of TUNEL + 1.17±0.47% vs 3.56±0.71%, P<0.05

Emre et al. PNAS, 2007

 Les souris Ucp2-/- développent un diabète induit par la streptozotocine plus précocement que les souris Ucp2+/+ .

Ucp2-/-

Ucp2+/+

Evolution de la glycémie chez les souris Ucp2-/- et Ucp2+/+

Ucp2-/-

Ucp2+/+

Augmentation de l'infiltration des macrophages et des dommages NO / ROS dans les îlots de Langerhans Ucp2-/-

  Diabète auto-immun (MLDS-induced diabetes)

Traitement à la streptozotocine (1 injection/jour pendant 5 jours) entraînant une insulite et une destruction des cellules β

UCP2 ET IMMUNITÉ ACQUISE

Immunisation des souris avec 150 µg de peptide MOG35-55 (myelin oligodendrocyte glycoprotein) et 500 ng de Toxine de Pertussis. Apparition des symptômes entre 10-20 jours

 Hypersensibilité  aux  maladies  inflammatoires  

  Sclérose en plaques: modèle murin de l’EAE (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis)

Vogler et al. American Journal of Pathol 2006

A"ribu'on  des  scores  cliniques  au  cours  de  l’EAE

Evolu'on  de  la  maladie  

0  Souris  normale  1  queue  inerte  2  paraplégie  modérée  

5  tétraplégie  6  moribond  

4  paraplégie  et  a"einte  des  MA  

3  paraplégie  sévère  

 Les souris Ucp2-/- développent des scores cliniques plus sévères

P=0.02

Vogler et al. Am J Pathol, 2006

  Sclérose en plaques: modèle murin de l’EAE (experimental Autoimmune Encephalomyelitis)

 Les souris Ucp2-/- produisent davantage de cytokines pro-inflammatoires et d’auto-anticorps.

Polymorphisme G/A en -866 du promoteur du gène Ucp2

Expression  rela've  d’UCP2  Fréquence  des  allèles  chez  les  pa'ents  

SEP  Pa'ent     Contrôle  

Vogler et al. J Mol Med, 2005

  Sclérose en plaques : SEP

A/A genotype

G/G genotype G/A genotype

 Il existe une plus grande susceptibilité de développer une SEP pour les porteurs de l’allèle G du polymorphisme en -866 du promoteur du gène Ucp2

  Activation des lymphocytes T

Prolifération

Pecqueur et al. FASEB, 2008

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 10 100 SDF1 Chimiokine

Num

ber

of

mig

rati

ng c

ells

Ucp2+/+ Ucp2-/-

Migration

 Les lymphocytes T Ucp2-/- activés prolifèrent plus et en présence de chimiokines, ils ont une capacité plus importante à migrer.

UCP2 ET RÉPONSE IMMUNITAIRE

Alves-Guerra et al. JBC, 2003

 Modèle  en  deux  étapes  de  la  régula:on  d’UCP2  

dans  la  réponse  au  LPS  

 d a n s l e s é t a p e s t a r d i v e s , augmentation de l’expression d’UCP2 pour protéger les cellules contre le stress oxydant

 diminution de l’expression d’UCP2 dans les premières étapes de la réponse à une injection de LPS

MECANISME D’ACTION: DU DÉCOUPLAGE AU MÉTABOLISME

ShiK  glycoly:que  en  absence  d’UCP2  

pmol

glc

/100

000c

ell/h

0

500

1000

1500

2000

2500 *

+/+ -/-

Glycolyse Ucp2 +/+ Ucp2 -/-

MEFs

0

400

800

1200

1600

2000

+/+ -/-

***

Cou

nts

/ 300

00 c

ells

Oxydation des AG

 Les fibroblastes embryonnaires murins issus de souris Ucp2-/- ont une glycolyse augmentée et un flux d’oxydation des acides gras diminué par rapport aux cellules Ucp2+/+.

Pecqueur et al, FASEB 2008

Pearce. Curr Opin Immunol, 2010 Pecqueur, Alves-Guerra et al. IUBMB Life, 2009

Métabolisme  des  cellules  immunitaires    et  Ac:vité  d’UCP2  

 Au lieu d’une activité découplante, UCP2 semble jouer un rôle dans le choix des substrats énergétiques et pourrait transporter un intermédiaire du cycle de Krebs.

?

UCP2 ?

REMERCIEMENTS

Laboratoire de Daniel Ricquier Caroline Aheng Frédéric Bouillaud Anne-Marie Cassard-Doulcier Yalin Emre Bruno Miroux Claire Pecqueur Sophie Rousset Collaborations Sheila Collins (USA) Saleh Ibrahim (Allemagne) Ziad Mallat (France) Denis Richard (Canada)