Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Les alcools à chaîne courte et longue sont des substances ubiquitaires qui possèdent des propriétés anesthésiques générales selon leur degré d’hydrophobicité. Certains de ces alcools, comme l’éthanol et l’isopropanol, sont responsables de nombreux cas d’intoxication aiguë à chaque année. Malgré le fait que les effets de l’éthanol sur le système immunitaire ont été largement étudiés, très peu de données sont disponibles sur les autres membres de la famille des alcools. En se basant sur la structure de ces molécules, nous avons soumis l’hypothèse que les alcools à chaîne courte et longue partageraient les propriétés immunosuppressives de l’éthanol et que cet effet refléterait leur capacité anesthésique. Les résultats obtenus démontrent que l’isopropanol diminue la sécrétion de cytokines ainsi que les fonctions effectrices de plusieurs cellules de l’immunité innée et acquise. Cet effet est assez puissant pour protéger un animal du syndrome du choc toxique. L’isopropanol agirait sur les facteurs de transcription NFATcl et/ou AP-1 selon le type d’activation et le type de cellule utilisés. À l’opposé, il a été démontré que le méthanol augmente les fonctions effectrices des lymphocytes T. Cet alcool agirait de façon spécifique sur le facteur de transcription NFATc2 pour produire son effet. De plus, l’étude de l’impact de la série homologue des n-alcanols Cr Cn sur la sécrétion d’IFN-y chez des lymphocytes T activés a démontré que tous ces alcools, excepté le méthanol, sont des immunosuppresseurs. Il existe une corrélation évidente entre l’activité immunomodulatrice et l’hydrophobicité des composés. Il a été démontré que les n-alcanols agissent aussi en aval de la membrane cellulaire, car les événements initiaux de la signalisation intracellulaire via les récepteurs de l’immunité ont été préservés. Le profil de l’activité immunomodulatrice de la série des n-alcanols suggère l’existence d’une poche d’interaction de dimensions définies possédant la capacité d’accueillir deux molécules de 1-pentanol ou une de 1-décanol. Le travail de cette thèse fait progresser nos connaissances sur les effets biologiques des différents membres de la famille des alcools et fournit un portrait mécanistique sur les événements moléculaires qui sont à la base de l’impact de ces effets sur les cellules du système immunitaire.

Les alcanols aliphatiques sont des substances ubiquitaires utilisées dans une multitude d’applications domestiques et industrielles. Bien que les effets de l’éthanol sur différentes composantes du système immunitaire soient bien connus, il n’existait presqu’aucune donnée concernant les autres alcanols avant le présent travail. Le premier objectif du projet a été d’étudier les impacts immunologiques d’une exposition aigue aux deux autres alcanols les plus utilisés : l’isopropanol et le méthanol. Nous avons trouvé que l’isopropanol compromet les fonctions effectrices des lymphocytes T, des cellules NK, des monocytes et des macrophages. Par contre, le méthanol agit en synergie avec les stimuli activateurs des lymphocytes T et accroît leur production de cytokines pro-inflammatoires. Les effets biologiques sur ces cellules n’impliquent pas les événements de signalisation précoce en aval des récepteurs activateurs, ils résultent d’une dérégulation sélective de l’activation de facteurs de transcription NFAT avec ou sans la participation d’AP-1. Dans les monocytes activés au LPS, l’isopropanol ne modifie pas les sentiers de signalisation de NF-κB et des MAPK p38 et JNK, mais compromet l’activation de ERK2. Il en résulte une activation défective des sous-unités d’AP-1 c-Fos et JunB. La deuxième partie du projet a été de vérifier si les n-alcanols (de C1 à C12) avaient des effets immunologiques qui suivent la règle de Meyer-Overton. Cette règle établie une corrélation entre le potentiel anesthésique d’une molécule et son hydrophobicité. Nous avons trouvé que les n-alcanols de C2 à C10 inhibent la sécrétion d’IFN-γ par les lymphocytes T activés d’une manière reliée à leur degré d’hydrophobicité, mais cette corrélation s’interrompt à C11. Les n-alcanols exercent leur effet en aval de la membrane plasmique en altérant progressivement et en fonction de leur taille l’activation du facteur de transcription NFAT; cette tendance s’interrompt aussi à C11. L’activation de la voie NF-κB est altérée par les n-alcanols, mais leur effet s’arrête avant, aux environs de C8. Ces derniers résultats suggèrent l’existence de pochettes d’intéraction de dimensions définies sur des cibles protéiques qui compromettent l’activation de NFAT et NF-κB et altèrent la fonction effectrice des lymphocytes T. L’ensemble de ces travaux contribue à une meilleure compréhension de l’activité biologique des alcanols. / Aliphatic alkanols are ubiquitous substances used in a variety of household and industrial applications. Although the effects of ethanol on the immune system have been extensively studied, far fewer data is available for the other alkanols. The first objective of the project was to study the immunological impact of acute exposure to the two other most frequently used alkanols, namely isopropanol and methanol. We found that isopropanol is detrimental to the effector functions of T lymphocytes, NK cells, monocytes, and macrophages; they produce less pro-inflammatory cytokines in presence of this alcohol and, in the case of macrophages, phagocytosis is also reduced. Methanol synergizes with activating stimuli to increase their cytokine production. These changes do not involve early signaling events downstream of the cell membrane; they result from the selective dysregulation of the activation of discrete members of the NFAT family of transcription factors with or without the involvement of AP-1. In LPS-activated monocytes, isopropanol does not alter NF-κB and p38/JNK MAPK signaling cascades, but impairs ERK2 activation. The result is a deficient activation of AP-1 subunits c-Fos and JunB. Aliphatic n-alkanols also display anesthetic properties in accordance to their degree of hydrophobicity, following the Meyer-Overton rule. The second part of the project was to determine whether these structurally similar molecules (from C1 to C12) had immunological effects following the same rule. We found that n-alkanols from C2 to C10 inhibit IFN-γ release by activated T lymphocytes in correlation with their hydrophobicity but a cutoff effect was evident at C11. n-Alkanols act downstream of the cell membrane by progressively down-regulating the activation of NFAT in accordance to the size of their aliphatic chain with a clear downward trend that is interrupted at C11. NF-κB signaling is also compromised but the cutoff appears earlier, in the vicinity of C8. Our results suggest the existence of interaction pockets of defined dimensions within intracellular targets that compromise the activation of the NFAT and NF-κB transcription factors and ultimately modulate the effector function of T lymphocytes. Altogether, this work contributes to a better understanding of the biological activity of alkanols.