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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)