Au cours de cette thèse nous avons étudié les propriétés anticancéreuses du pigment majoritaire de la betterave rouge : la bétanine, ainsi que son mode d’action. Nos travaux reposent sur une approche pluridisciplinaire. Nous avons tout d’abord mis au point un protocole d’extraction et de purification de la bétanine à partir de betteraves rouges fraîches. Plusieurs étapes de purification se terminant par la séparation des molécules d’intérêt sur HPLC semi-préparative sont nécessaires à l’obtention de la bétanine à un degré de pureté de 90 %, une qualité d’extrait jusqu’à présent inégalé. Nous avons ensuite évalué l’effet cytotoxique de notre extrait sur cellules cancéreuses. Nous avons pu démontrer son innocuité sur cellules non cancéreuses et identifier les voies de signalisation pouvant être impliquées. Nous avons ainsi pu avancer des pistes concernant le mode d’action de la bétanine sur les cellules, mais également soumettre pour la première fois l’idée d’une implication de l’autophagie dans la mort cellulaire induite par la bétanine. Enfin, nous avons montré, par des techniques d’analyse biophysique aux interfaces appliquées aux membranes cellulaires et biomimétiques, qu’indépendamment de son insertion jusqu’au cœur hydrophobe des membranes, la bétanine n’influait pas sur la fluidité et la perméabilité membranaire. Ce travail exploratoire confirme l’intérêt à porter à la bétanine qui, compte tenu de sa haute biodisponibilité, présente de nombreuses applications thérapeutiques potentielles. / During this thesis we studied the anticancer properties of the major beetroot’s pigment: betanin. Our work is based on a multidisciplinary approach.First we developed a protocol for the extraction and the purification of betanin from fresh beetroots. Several purification steps ended by separation in semi-preparative HPLC are required to obtain a betanin at 90 % pure, which is the highest purity ever recorded. Then we assessed the cytotoxic effect of our extract on cancer cells and its safety on non-cancer cells. By identifying the signaling pathways that might be involved in these effects, we were thus able to suggest ways concerning the mode of action of betanin on cells, but also propose, for the first time, the idea of an involvement of autophagy in cell death induced by betanin. Finally, we have shown by interfacial biophysical techniques applied on cell and biomimetic membranes that, regarless to its deep insertion in the hydrophobic core of the lipid bilayer, betanin did not affect the physical properties of the membrane such as its fluidity or its permability.This scoping study confirms the interest to bring to betanin which, given its high bioavailability, has many potential therapeutic applications.

La région sahariennne est une des zones les plus défavorables à la croissance et développement des espèces animales. Cependant, peu d’espèces possèdent à la fois des mécanismes morphologiques et écophysiologiques, assurant leur survie dans les sols arides et sur les dunes de sable.En effet, on peut estimer que le métabolisme secondaire biosynthétise des quantités considérables de composés bioactifs, destinés à assurer le développement et la continuité de ces espèces, notamment leur survie dans ces conditions sahariennes précaires.Les propriétés pharmacologiques des extraits de plantes sahariennes peuvent apporter des bénéfices dans la guérison de certaines maladies microbiennes ou prolifératives ou également contribuer au développement de certaines activités antioxydantes.L'étude des propriétés toxiques vise donc à enrichir la connaissance du potentiel bioactif des plantes sahariennes.Ces aspects de la puissance du métabolisme furent étudiés chez certaines espèces végétales strictement sahariennes. Il s’agit de : Anthyllis henoniana Coss., Centropodiaforskalii (Vahl) Cope, Cornulaca monacantha Delile, Ephedra alata var. alenda (Stapf.)Trabut, Euphorbia guyoniana Boiss & Reut., Henophyton deserti Coss. & Durieu,Hélianthemum confertum Dunal, Moltkiopsis ciliata (Forssk.) I.M.Johnst. et Spartidiumsaharae (Coss. & Durieu) Pomel. Les principaux résultats obtenus montrent que ces espèces possèdent des propriétés intéressantes, susceptibles d’être utiles pour le traitement de certaines maladies humaines.En revanche, parfois à certaines concentrations, des extraits de ces espèces peuvent présenter des effets toxiques sur les organismes.En dépit des conditions extrêmes, le Sahara représente la zone de développement d'une certaine diversité biologique, et principalement des espèces de plantes précieuses dont une meilleure connaissance scientifique de leur propriétés phytochimiques se révèle indispensable. / The Saharan desert is one of the most unfavorable areas, to the plant life. However, a small number of plants possesses both morphological and ecophysiological mechanisms ensuring their survival in the arid soil and on the sand dunes.It can be estimated that the secondary metabolism biosynthesizes considerable amounts of bioactive compounds, meant to ensure the development and the continuity of these species.The pharmacological properties of saharan plant extracts may bring benefits in the healing of certain microbial or proliferative diseases or contributes to the supply of antioxidants activities.The study of toxic properties is meant to enrich the knowledge of Saharan plants’bioactive potential.The biological activities of Anthyllis henoniana Coss., Centropodia forskalii (Vahl)Cope, Cornulaca monacantha Delile, Ephedra alata var. alenda (Stapf.) Trabut,Euphorbia guyoniana Boiss & Reut., Henophyton deserti Coss. & Durieu, Helianthemum confertum Dunal, Moltkiopsis ciliata (Forssk.) I.M.Johnst. and Spartidium saharae (Coss.& Durieu) Pomel have been studied. It can be seen that these species possess interesting properties, capitalized in the treatment of some human diseases. But, on the other hand in certain concentrations, extracts from these species may exhibit toxic effects onorganisms.Despite the extreme conditions, the Saharan desert represents the area of development for some valuable plant species, whose scientific knowledge is necessary.

Les secrétions de peau des grenouilles néo tropicales et sud américaines contiennent un large éventail de molécules biologiquement actives et notamment les peptides ayant des propriétés antimicrobiennes. Disposant de sécrétions de peau de la grenouille sud américaine du genre Phyllomedusa bicolor, nous avons recherché la présence molécules ayant des activités antitumoraleet angiostatique. Deux peptides cationiques antimicrobiens membres de la famille des dermaseptine (Drs) ont été identifies comme possédant ces activités: les dermaseptines B2 et B3 (Drs B2 et Drs B3). Ces deux peptides sont ainsi capables d’inhiber la prolifération et la formation de colonies de différentes lignées de cellules tumorales, la prolifération des cellules endothéliales ainsi que la formation de pseudo-capillaires in vitro. D’autre part, la Drs B2 est également capable d’inhiber la croissance des cellules tumorales dans un modèle in vivo dexénogreffe. L’exploration du mécanisme d’action de la Drs B2 sur les cellules tumorales PC3 nous a permis de mettre en évidence un rapide re-largage de la LDH cytosolique, une absence d’activation des caspases-3, -9 et -8 ainsi que l’absence de modification du potentiel de membrane mitochondriale. L’ensemble de ces données semble indiquer que la Drs B2 n’induit pas la mort de cellules tumorales par un mécanisme d’apoptose mais plus probablement par une fixation à la surface de cellules entraînant une lyse rapide de la membrane plasmique des cellules conduisant à une mort par nécrose. En conclusion, la Drs B2 est une molécule qui cible préférentiellement les cellules tumorales pour des concentrations efficaces de l’ordre du micro molaire, ce qui en fait un outil pharmacologique potentiellement intéressant pour le traitement du cancer. / The skin secretions of neotropical and South American frogs contains large amounts of a widerange of biological active molecules. Commonly studied are peptides with antimicrobialactivities. In this study we have postulated that the skin secretions from the South Americanfrog Phyllomedusa bicolor contain molecules with antitumor and angiostatic activities. Twowell known cationic alpha helical antimicrobial peptides of the dermaseptin (Drs) family wereidentified to have these activities: Drs B2 and Drs B3. Both peptides inhibited proliferationand colony formation of various tumor cell lines, and the proliferation and capillary formationof endothelial cell in vitro. Furthermore, Drs B2 inhibited tumor growth in a PC3 xenograftmodel in vivo.Research on the mechanism of action of Drs B2 on tumor cells PC3 demonstrated a rapidincreasing amount of cytosolic LDH, no activation of caspase-3, -9 or -8, and no changes inmitochondrial membrane potential. These data together indicate that Drs B2 does not act byapoptosis but possibly could fix to the tumor cell surface, disrupt the cellular plasmamembrane leading to its death by necrosis.In conclusion, Drs B2 could be an new interesting and promising pharmacological leadermolecule for the treatment of cancer. Its antitumor and angiostatic activities, especially itsselective targeting of tumoral cells with micro molar concentrations propose Drs B2 as anpotential candidate for the development of a new efficient targeting therapy against cancer.