Les systèmes de complexes récifaux de l’archipel de la Nouvelle-Calédonie sont explorés depuis près de quarante années pour leur exceptionnelle biodiversité. En effet, de part une position sous-tropicale unique, proche de zones tectoniques actives et du sous-continent Australien, les récifs et lagons néo-calédoniens abritent une importante faune et flore marine relativement protégée des perturbations climatiques. Ces organismes marins se sont avérés être un réservoir considérable de molécules des plus originales et ayant une forte propension à présenter un intérêt thérapeutique notamment dans le cadre du traitement du cancer. L’objectif de cette thèse était de poursuivre cette quête en puisant les substances naturelles dans des macroalgues de Nouvelle-Calédonie. La modulation de la mort cellulaire programmée a notamment été ciblée. Ainsi, les travaux réalisés sur sept espèces de macroalgues rouges (Rhodophyceae) et brunes (Phaeophyceae) collectées dans le lagon Sud de la Nouvelle-Calédonie (arrêté N°197-2016/ARR/DENV) ont permis de révéler leur potentiel dans l’inhibition de la prolifération de cellules cancéreuses en culture. Une espèce de macroalgue rouge a plus particulièrement été travaillée et a conduit à la caractérisation de deux molécules bioactives, dont une n’avait pas été décrite auparavant.  L’étude de leur mécanisme d’action cellulaire a révélé que celles-ci pouvaient constituer de nouvelles pistes thérapeutiques intéressantes dans la recherche de nouveaux traitements en chimiothérapie en tant qu’agents antimitotiques inhibiteurs de kinase. Des activités biologiques très intéressantes ont également été révélées pour des fractions issues de deux espèces de macroalgues brunes démontrant une sélectivité significative pour les cellules cancéreuses. Inscrite dans la continuité de multiples bioprospections menées dans les lagons de Nouvelle-Calédonie à la recherche de produits naturels marins d’intérêt thérapeutique, cette thèse de doctorat témoigne du potentiel de plusieurs espèces de Rhodophyceae et Phaeophyceae jusqu’alors très peu explorées chimiquement. / Marine zones associated with coral reef systems of the New Caledonia archipelago have been investigated for almost forty years with respect to their plant and invertebrate biodiversity and chemodiversity. In particular, thanks to their unique subtropical position close to tectonically active zones and to the Australian subcontinent, the complex reef systems of New Caledonia’s lagoons are home to a highly diverse marine fauna that is relatively protected from climatic disturbances. This is reflected by the score of novel bioactive molecules that have been discovered and characterized, several of which have been actively investigated for their antineoplastic and antitumoral potential activities. We paid particular attention to macroalgal species that induce programmed cell death, as an approach to detecting original anticancer bioactivities. Seven species of red (Rhodophyceae) and brown (Phaeophyceae) macroalgae collected in the South lagoon of New Caledonia (decree N°197-2016/ARR/DENV) have demonstrated interesting in vitro anticancer activity. In particular, one red macroalgal species led to the characterization of two bioactive natural products, the structure of one of which has not been described to date. Biological tests have shown that these two compounds could be promising candidates as antimitotic kinase inhibitors agents for the development of targeted anticancer chemotherapies. Interesting biological activities have also been revealed from several molecular isolates from two species of brown macroalgae, showing high selectivity towards non-cancerous cells. In the continuing investigations of the therapeutic potential of natural products isolated from New Caledonian marine organisms, this doctoral thesis has highlighted the therapeutic potential of several species of Rhodophyceae and Phaeophyceae which has hitherto been largely unexplored.

Notre travail de thèse a été dédié à la synthèse et à la caractérisation bio-physicochimique de complexes osmium nitrosyle, qui pourraient relarguer l'oxyde nitrique (NO) au sein des cellules tumorales pour conjuguer les propriétés anticancéreuses souvent associés aux complexes du groupe du platine avec la toxicité de l'oxyde nitrique. Le premier chapitre de notre mémoire de thèse présente l'état de l'art dans le domaine des composés anticancéreux et le rôle de l'oxyde nitrique dans l'apoptose cellulaire. Le deuxième chapitre concerne la synthèse et la caractérisation de complexes d'azole (C)[Os(NO)Cl4(A)] (C = Bu4N+, Na+, HA+; A = indazole, pyrazole, benzimidazole, imidazole), où le plus cytotoxique est H2ind[cis-Os(NO)Cl4(indazole)]. Le troisième chapitre est consacré à l'étude cinétique et thermodynamique par RMN de l'isomérisation trans ↔ cis du complexe (Bu4N)[Os(NO)Cl4(indazole)] qui met en évidence un processus d'isomérisation de type dissociatif. Le quatrième chapitre concerne la synthèse et la caractérisation de complexes d'aminoacides (Bu4N)[Os(NO)Cl4(L)] (L = gly, picolinate, L-, D-pro) qui ont une très faible activité antiproliférative. Le dernier chapitre est consacré à la synthèse et à la caractérisation de clusters hétérométalliques [{Os(NO)Cl3(Ox)}4Ln] (Ln = Gd, Tb, Dy, Y ; Ox=oxalate) dans lesquels la coordinance 8 ou 9 du lanthanide dépend de son rayon ionique. Le précurseur {Os(NO)Cl3(Ox)} a l'activité antiproliférative la plus élevée de tous les complexes osmium nitrosyle connus

Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit portent sur l’étude chimique de plantes du genre Psiadia. Trois axes de recherche ont été menés parallèlement à savoir (1) une étude chimiotaxonomique à partir de 11 espèces du genre Psiadia endémiques de La Réunion, (2) un criblage biologique réalisé sur 16 espèces du genre Psiadia dont 11 endémiques de La Réunion et 5 endémiques de Maurice et (3) une étude phytochimique ciblée sur l’espèce Psiadia arguta endémique de Maurice. Le premier axe comportant l'étude chimiotaxonomique menée par une approche métabolomique avait pour objectif d'identifier des marqueurs chimiotaxonomiques. Cette étude a été effectuée à partir des analyses CG-SM et CG-DIF des composés volatils et des analyses RMN 1H des composés non volatils de 11 espèces endémiques de La Réunion récoltées sur différents lieux géographiques et au cours des saisons estivale et hivernale. Une analyse intra-espèce a permis d'étudier la variabilité saisonnière et/ou géographique de la composition chimique de chaque espèce. Une analyse inter-espèces a conduit à deux classifications différentes des 11 espèces selon leur composition en métabolites volatils et non volatils. Le deuxième axe avait pour objectif d'identifier parmi 11 espèces du genre Psiadia endémiques de La Réunion et 5 espèces endémiques de Maurice, les espèces présentant une ou des activités biologiques prometteuses. Les cibles biologiques choisies ont été le parasite Plasmodium falciparum responsable du paludisme, la lignée cellulaire humaine cancéreuse HeLa responsable du cancer du col de l'utérus et l'enzyme HRP (Horseradish peroxydase) intervenant dans la réponse inflammatoire. À l'issue de ce criblage, 5 espèces se sont révélées prometteuses : les espèces réunionnaises P. amygdalina et P. anchusifolia et les espèces mauriciennes P. arguta et P. lithospermifolia pour l'activité antiplasmodiale, ainsi que l'espèce réunionnaise P. dentata pour les trois activités testées. Le troisième axe consacré à une étude phytochimique de P. arguta réalisée par un fractionnement bioguidé de l'extrait brut a conduit à l'isolement et à l'identification de 16 terpénoïdes : 2 triterpènes et 14 diterpènes de structure labdane dont 4 sont de structure nouvelle. Cinq diterpènes se sont révélés particulièrement actifs contre le parasite P. falciparum : l'acétate de labda-13(E)-en-8α-ol-15-yle, l'acétate de labdan-8α-ol-15-yle, le 13-épi-sclaréol, le labda-13(E)-ène-8α,15-diol et le (8R,13S)-labdane-8,15-diol. Par ailleurs, une étude métabolomique menée par RMN 1H sur des plantules de P. arguta cultivées in vitro et acclimatées a permis l'étude des facteurs influençant la production de ces composés bioactifs. / The present work describes the chemical composition of the plant genus Psiadia and focuses on three research topics: (1) a chemotaxonomic study of 11 species endemic to Reunion island, (2) a biological screening of 16 Psiadia species among which 11 are endemic to Reunion and 5 are endemic to Mauritius and (3) a phytochemical investigation of Psiadia arguta, endemic to Mauritius. The aim of the chemotaxonomic study was to identify chemical markers by a metabolomic approach using GC-MS and GC-FID for volatiles compounds and 1H NMR for non-volatiles compounds. The 11 studied species were harvested in different locations and seasons in order to analyze the seasonal or geographical variability of the chemical profile of each species. This study led to two classifications of the 11 species in terms of the composition of volatiles and non-volatiles compounds. The objective of the second research topic was to identify within 11 species endemic to Reunion island and 5 species endemic to Mauritius, the most active species for the biological activities tested. The targeted activities were antiplasmodial against Plasmodium falciparum, anticancer against the human cancer cell lines HeLa and anti-inflammatory through the inhibition of the enzyme HRP (Horseradish Peroxidase). Four species, P. amygdalina and P. anchusifolia, endemic to Reunion, and P. arguta and P. lithospermifolia, endemic to Mauritius, were particularly active against P. falciparum. Besides, P. dentata (endemic to Reunion) displayed interesting antiplasmodial, anticancer and anti-inflammatory activities. The third research topic was devoted to a phytochemical investigation of P. arguta by a bioguided fractionation and led to purification and identification of 16 terpenoids: 2 triterpenes and 4 diterpenes including 4 new compounds. The evaluation of the antiplasmodial activity of all isolated compounds allowed to highlight activities of five diterpenes: labda-13(E)-en-8α-ol-15-yle acetate, labdan-8α-ol-15-yle acetate, 13-epi-sclareol, labda-13(E)-ene-8α,15-diol and (8R,13S)-labdane-8,15-diol. Furthermore, in order to identify factors influencing the production of bioactive compounds, P. arguta has been multiplicated using in vitro culture techniques and micropropagated plants were acclimatized.

L'extraction par CO2 supercritique démontre les avantages d'un procédé de chimie verte en comparant ce procédé à la méthode d'extraction par solvant organiques et en tenant compte du degré de toxicité et de pollution du solvant. L'extraction par solvants organiques met en évidence l'influence du solvant d'extraction alors que l'extraction par CO2-SC met en évidence l'influence de différents paramètres dont la pression, la température, le temps de contact entre la matrice végétale et le CO2-SC, le diamètre moyen des particules et l'ajout d'un co-solvant. L'analyse chromatographique a permis d'identifier et de quantifier les flavonolignanes (silychristine, silydianine, silybine, taxifoline) dans les extraits de graines obtenus par solvants organiques et par CO2-SC avec co-solvant. A 220 bar, les concentrations en silydianine (38,87 mg/g) et en silybine (45,91mg/g) sont les plus élevés et à 40°C les concentrations en silychristine (31,97mg/g), en silydianine (38,87 mg/g) et en silybine (45,91mg/g) sont les plus importantes. Les extraits huileux obtenus à 220 bar et à 40°C des graines de Silybum marianum sont riches en acides gras : acide linoléique (65,22%), acide oléique (27,01%), acide palmitique (12,12%). L'activité antioxydante a été évaluée par deux tests : test DPPH et test ABTS. Ces deux tests sont complémentaires et ont permis de conclure que l'extrait ayant un effet antioxydant le plus important est l'extrait obtenu par CO2-SC à 220 bar et à 40°C. L'activité biologique de cet extrait est mise en évidence par rapport à une lignée cellulaire cancéreuse du colon Caco-2. La silychristine, la silydianine et la silybine ainsi que l'extrait obtenu par CO2-SC avec co-solvant (éthanol) à 220 bar et à 40°C ont été testés vis à vis de cette lignée cancéreuse. Ces expérimentations in vitro reflètent une activité cytotoxique quantifiable et une mortalité cellulaire des Caco-2 des flavonolignanes allant jusqu'à 71% / The supercritical CO2 extraction demonstrates the benefits of green chemistry process comparing with the method of organic solvents extraction and depending to toxicity and pollution solvent degree. Organic solvents extraction shows the solvent extraction influence, so that the SC-CO2 extraction highlights different parameters including pressure, temperature, contact time between the plant matrix and CO2 SC, the average particle diameter and the addition of a cosolvent. Chromatographic analysis identified and quantified four flavonolignans (silychristin, silydianin, silybin, taxifolin) in seed extracts obtained by organic solvents and SC-CO2 with cosolvent. At 220 bar, silydianin (38.87 mg / g) and silybin (45.91 mg / g) have highest concentrations and at 40°C silychristin (31.97 mg / g), silydianin (38.87 mg / g) and silybin (45.91 mg / g) have the most important concentrations. The oily extracts obtained at 220 bar and 40°C of Silybum marianum seeds are rich in fatty acids: linoleic acid (65.22%), oleic acid (27.01%), palmitic acid (12.12%). The antioxidant activity measured by two tests: DPPH and ABTS test. These two tests are complementary and confirm that the extract with the higher antioxidant effect is the extract obtained by SC-CO2 at 220 bar and 40°C. The biological activity of this extract is demonstrated with respect to a colon cancer cell line Caco-2. Silychristin, silydianin and silybin and the extract obtained by CO2-SC with co-solvent (ethanol) at 220 bar and 40°C were tested with respect to this line cancer. These experiments in vitro cytotoxic activity reflect estimable and cell death of Caco-2 flavonolignans of up to 71%

Notre travail de thèse a été dédié à la synthèse et à la caractérisation bio-physicochimique de complexes osmium nitrosyle, qui pourraient relarguer l’oxyde nitrique (NO) au sein des cellules tumorales pour conjuguer les propriétés anticancéreuses souvent associés aux complexes du groupe du platine avec la toxicité de l’oxyde nitrique. Le premier chapitre de notre mémoire de thèse présente l’état de l’art dans le domaine des composés anticancéreux et le rôle de l’oxyde nitrique dans l’apoptose cellulaire. Le deuxième chapitre concerne la synthèse et la caractérisation de complexes d’azole (C)[Os(NO)Cl4(A)] (C = Bu4N+, Na+, HA+; A = indazole, pyrazole, benzimidazole, imidazole), où le plus cytotoxique est H2ind[cis-Os(NO)Cl4(indazole)]. Le troisième chapitre est consacré à l’étude cinétique et thermodynamique par RMN de l’isomérisation trans ↔ cis du complexe (Bu4N)[Os(NO)Cl4(indazole)] qui met en évidence un processus d’isomérisation de type dissociatif. Le quatrième chapitre concerne la synthèse et la caractérisation de complexes d’aminoacides (Bu4N)[Os(NO)Cl4(L)] (L = gly, picolinate, L-, D-pro) qui ont une très faible activité antiproliférative. Le dernier chapitre est consacré à la synthèse et à la caractérisation de clusters hétérométalliques [{Os(NO)Cl3(Ox)}4Ln] (Ln = Gd, Tb, Dy, Y ; Ox=oxalate) dans lesquels la coordinance 8 ou 9 du lanthanide dépend de son rayon ionique. Le précurseur {Os(NO)Cl3(Ox)} a l’activité antiproliférative la plus élevée de tous les complexes osmium nitrosyle connus / The PhD thesis was dedicated to the synthesis and bio-physic-chemical characterization of osmium nitrosyl complexes which could release nitric oxide (NO) in tumor cells to combine the anticancer properties of the platinum group complexes and the nitric oxide cytotoxicity. The first chapter presents the state of the art in the field of anticancer compounds and the role of nitric oxide in the apoptosis. The second chapter concerns the synthesis and characterization of azole complexes with the general formulae (C)[Os(NO)Cl4(A)] (C = Bu4N+, Na+, HA+; A = indazole, pyrazole, benzimidazole, imidazole), where the most cytotoxic is H2ind[cis-Os(NO)Cl4(indazole)]. The third chapter focuses on the kinetic and thermodynamic study of the trans ↔ cis isomerisation of (Bu4N)[Os(NO)Cl4(indazole)] complex by NMR, which highlights a dissociative isomerisation process. The fourth chapter concerns the synthesis and the characterization of amino acids complexes with the general formulae (Bu4N)[Os(NO)Cl4(L)] (L = gly, picolinate, L-, D-pro) of whose antiproliferative activity is very low. The last chapter is dedicated to the synthesis and characterization of heterometallic clusters with the general formulae [{Os(NO)Cl3(Ox)}4Ln] (Ln = Gd, Tb, Dy, Y ; Ox = oxalate), where the coordination number 8 or 9 depends on its ionic radius. The precursor {Os(NO)Cl3(Ox)} has the highest antiproliferative activity among of all osmium nitrosyl known so far