Chemical study and pharmacological valorization of species of the genus Psiadia endemics to Reunion and Madagascar Islands
Étude chimique et valorisation pharmacologique d'espèces du genre Psiadia endémiques de La Réunion et de Madagascar
Résumé
The work described in this manuscript concerns the chemical study of species belonging to the genus Psiadia. Two research topics were carried out. The first one consists of chemical and biological screening of five species of the genus Psiadia endemics to Madagascar. The aim of the chemical screening was to identify biomarkers in these species. Its includes analyses using TLC, HPLC and 1H NMR for non-volatile compounds, and analyses using GC-MS and GC-FID for volatile compounds. Biological screening allowed to detect species with promising biological activities. The biological targeted were Plasmodium falciparum, that causes malaria, mouse macrophages stimulated by pro-inflammatory compounds, HepG2 (human liver cancer) and HT29 (human colon cancer) cell lines. All the extracts are rich in metabolites and exerted antiplasmodial, anti-inflammatory and cytotoxic activities. The second research topic was devoted to a phytochemical study of P. dentata, endemic to Reunion Island and P. lucida, endemic to Madagascar. These two plants were selected because of their noteworthy biological activities. The extraction, isolation and identification were undertaken by various chromatographic (MPLC, HPLC ...) and spectroscopic (UV, IR, HRMS, 1D and 2D NMR) techniques. Thirty-four metabolites including hydroxycinnamic acids, polyacetylenes, flavonoïds, diterpenes and coumarins were isolated from these two plants. Sixteen are new compounds. The biological activities of the isolated compounds were then evaluated. Twenty-seven compounds (isokaempferide, 3α-angeoyloxy-19,16(R)-dihydroxy-ent-labda-8(17),13-dien-15,16-olide ... ) were active against P. falciparum, ten (3α-angeoyloxy-19,15(R)-dihydroxy-ent-andrograpanin, 3(R),8(R)-dehydrofalcarindiol ...) exhibited anti-inflammatory activity and at the same time showed no toxicity to healthy cells and seven (11-hydroxy-3(R),8(R)-dehydrofalcarindiol, ermanine …) displayed promising cytotoxicity on HepG2 and HT 29 cells. Furthermore, a bioinformatics approach by generation of molecular networking from LC-MS2 analyses of these two species fractions involved that 28 others compounds such as falcarinol and labdanolic acid were present in these species and most of them are known to be bioactive.
Les travaux de thèse exposés dans ce manuscrit portent sur l'étude chimique de plantes du genre Psiadia. Deux axes de recherche ont été menés parallèlement. Le premier a été consacré aux criblages chimique et biologique de cinq espèces du genre Psiadia endémiques de Madagascar. Le criblage chimique avait pour objectif d’identifier les biomarqueurs de ces espèces. Il comprend, d’une part, des analyses par CCM, CLHP-UV-CAD et RMN 1H, pour l’étude du métabolome non volatil, et d’autre part, des analyses par CG-SM et CG-DIF pour l’étude des composés volatils. Le criblage biologique a permis, quant à lui, de déceler les espèces présentant des propriétés biologiques prometteuses. Les cibles biologiques choisies étaient le parasite Plasmodium falciparum, pour l’activité anti-paludique, les macrophages de souris stimulés par un composé pro-inflammatoire pour l’activité anti-inflammatoire et les lignées cellulaires cancéreuses HepG2 (cancer de foie humain) et HT 29 (cancer du côlon) pour l’activité cytotoxique. À l'issue de ce criblage, l’ensemble des extraits, riches en métabolites, a révélé un potentiel antipaludique, anti-inflammatoire et cytotoxique. Le deuxième axe de recherche a été consacré à l’étude phytochimique détaillée d’une espèce endémique de La Réunion (P. dentata) et d’une espèce endémique de Madagascar (P. lucida), sélectionnées en raison de leurs fortes activités biologiques. L'extraction, l'isolement et l'élucidation structurale de leurs métabolites ont été entrepris par différentes techniques chromatographiques (CLMP, CLHP…) et spectroscopiques (UV, IRTF, SMHR, RMN 1D et 2D). Trente-quatre métabolites spécialisés appartenant à la famille des acides hydroxycinnamiques, des polyacétylènes, des flavonoïdes, des diterpènes et des coumarines ont été isolés de ces deux plantes. Seize sont de structures nouvelles. La valorisation des molécules isolées a ensuite été envisagée via l'évaluation de leurs activités biologiques. Vingt-sept composés se sont montrés actifs contre le parasite P. falciparum (isokaempféride,3α-angéoyloxy-19,16(R)-dihydroxy-ent-labda-8(17),13-dién-15,16-olide, … ), dix ont montré une activité anti-inflammatoire et se sont révélés en même temps être non toxiques pour les cellules saines (3α-angéoyloxy-19,15(R)-dihydroxy-ent-andrograpanine, 3(R),8(R)-déhydrofalcarindiol, …) et sept ont manifesté une cytotoxicité prometteuse sur cellules HepG2 et HT 29 (11-hydroxy-3(R),8(R)-déhydrofalcarindiol, ermanine, …). Par ailleurs, une approche bio-informatique par génération de réseaux moléculaires à partir des analyses CLUHP-SM2 des fractions issues des deux espèces a permis de supposer la présence de 28 autres composés tels que le falcarinol et l’acide labdanolique, connus pour être bioactifs.
Origine : Version validée par le jury (STAR)