Les protéines découplantes (UCPs) sont situées dans la membrane interne des mitochondries. La première découverte, UCP1, est connue pour son potentiel à découpler la synthèse de l’adénosine 5’ triphosphate (ATP) de l’oxydation des substrats énergétiques, ce qui entraîne une accélération du métabolisme et une production de chaleur. La protéine découplante 2 (UCP2), est distribuée de façon ubiquitaire et semble plutôt réguler la production des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’utilisation des substrats énergétiques. À notre connaissance, le rôle d’UCP2 dans les différents segments de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (hypothalamic-pituitary-adrenal — HPA) est encore peu connu, tout comme l’implication potentielle de cette protéine dans la réponse au stress. Lors de cette étude, nous avons (i) regardé la distribution de l’ARN messager d’Ucp2 dans l’axe HPA, (ii) évalué les effets du stress sur l’expression d’Ucp2 et (iii) utilisé un modèle de souris déficiente en Ucp2 (Ucp2 KO) afin d’évaluer la réponse au stress en l’absence d’Ucp2. Sans avoir détecté de différence majeure dans la réponse au stress entre les souris de type sauvage (Wild-type — WT) et Ucp2 KO, il est sans équivoque qu’Ucp2 est exprimée en abondance dans l’axe HPA et que plusieurs régions du cerveau exprimant Ucp2 présentent une activation suite au stress. / Uncoupling proteins (UCPs) are located in the inner membrane of mitochondria. The first discovered uncoupling protein 1 (UCP1) is well known for its potential to uncouple adenosine 5’ triphosphate (ATP) synthesis from energetic substrate oxidation, resulting in heat production. Its partially homologue uncoupling protein 2 (UCP2) is found in several tissues and has been reported to reduce reactive oxygen species (ROS) production and seems implicated in the regulation of energetic substrates. According to our knowledge, the expression of Ucp2 in the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis has not been described yet, neither its implication in stress response. Our study presents i) the distribution of Ucp2 mRNA in the HPA axis, ii) the effect of stress on Ucp2 expression in the brain and HPA axis and iii) the stress response of Ucp2 deficient mice (Ucp2 KO) to evaluate whether or not the absence of Ucp2 affects the stress response in mice. Although we do not detect any difference between Ucp2 KO mice and wild type (WT) mice following a stress, we have shown that Ucp2 is expressed in abundance in the HPA axis. Many brain regions also present an increase in Ucp2 expression after a stress.

La protéine découplante mitochondriale UCP2 est exprimée basalement dans différents tissus et le rôle de régulateur négatif de la production des espèces actives oxygénées (ROS) mitochondriales a été avancé. Les travaux présentés se sont intéressés à l'implication potentielle d'UCP2 dans le déroulement de la réponse immunitaire. Une induction de l'expression d'UCP2 est démontrée dans un modèle murin d'encéphalite par le virus Herpès simplex de type 1 (HSV-1) tout d'abord, puis dans un modèle parasitaire de leishmaniose causée par Leishmania donovani. Cette expression d'UCP2 a été observée dans les cellules immunitaires, colocalisée avec différents marqueurs inflammatoires exprimés à des niveaux élevés. Le modèle d'infection virale a montré un délai entre la mise en place de la réponse immunitaire innée et l'apparition d'UCP2 dans le cerveau, impliquant UCP2 dans les étapes tardives de la défense antivirale. A cette étape, la réplication du virus et la neuroinflammation sont au maximum, expliquant la susceptibilité des souris déficientes en UCP2. De plus, l'invalidation des gènes codant pour TNF-a et/ou IL-ip sensibilise au virus HSV-1 les souris naturellement résistantes et modifie le profil d'expression d'UCP2. Dans le modèle parasitaire, l'invalidation du gène codant UCP2 n'a pas permis de diminuer la croissance des parasites dans la première phase de la leishmaniose. Ainsi la protéine UCP2 ne serait pas impliquée dans les étapes précoces de mise en place de la défense antiparasitaire; les tactiques des parasites pour inhiber la réponse de l'hôte pourraient expliquer l'absence de différences nettes liées à la perte d'UCP2. La dernière étude portait sur la chronologie d'apparition d'UCP2 par rapport aux marqueurs neuroinflammatoires suite à l'injection intrastriatale de LPS. Dans ce modèle, une forte expression transitoire de TNF-a, bcBa et TLR2 est repérée dans la zone adjacente au site d'injection dès 6 h suivant l'injection puis diminue. UCP2 est seulement observable 48 h post injection dans les mêmes régions cérébrales. En conclusion, nous avons démontré dans 3 types de stimulations infectieuses de la réponse immunitaire que l'apparition d'UCP2 était liée avec un délai à l'expression de facteurs inflammatoires et UCP2 n'a semblée être qu'un marqueur. En effet, la fonction antioxydante tenue par UCP2 dans les étapes tardives de l'immunité semble modeste à la vue des résultats des souris déficientes en UCP2, mais ce rôle reste encore à préciser. / Mitochondrial uncoupling protein 2 (UCP2) is basally expressed in diverse tissues and a function of negative regulator of reactive oxygen species (ROS) production has been proposed. Studies presented in this thesis emphasize the potential role of UCP2 in immunity. Induction of UCP2 expression was demonstrated first in a murine model of encephalitis caused by Herpes simplex virus type 1 (HSV-1), then in a parasitic leishmaniasis model. UCP2 mRNA expression was observed in immune cells, colocalized with different inflammatory factors at high levels. Models of viral infection demonstrated that the transcriptional activation of UCP2 was delayed compared with the inflammatory response, involving UCP2 in the later stages of the antiviral response. At those later steps, viral replication and neuroinflammation were maximal, which could explain susceptibility in UCP2-deficient mice. Moreover, invalidation of the genes encoding TNFa and/or IL1B in resistant mice allowed HSV-1 for replicating in neurons and modified the distribution pattern of UCP2m RNA in the brain. In parasitic models, growth of parasites in UCP2- deficient mice was not impaired in the first phase of pathogenesis. Therefore UCP2 did not appear to be implicated in early steps of the antiparasitic response; parasites could develop strategies for inhibiting the host response, which would explain the similarity in the immune responses between UCP2-deficient and wild type mice. The last study addressed the chronology of UCP2 expression in relation with neuroinflammation following intrastriatal injection of LPS. In this model, strong and transitory expressions of TNFa, IkB and TLR2 were shown in ipsilateral region at 6h after injection. UCP2 was only expressed 48h post injection in the same cerebral region. In conclusion, we have demonstrated, in three models of infection triggering an immune response that the induction of UCP2 expression occurs in a coordinated but delayed manner with that of common inflammatory factors. UCP2 appears to be a marker of the severity of the immune response. It does not appear, based on the results obtained in UCP2-deficient mice, to play an essential role in the models of infection that we used. The role of UCP2 in those models remains to be folly elucidated.