La galanthamine est un alcaloïde isoquinoléique, utilisé dans le monde entier pour le traitement palliatif de la maladie d’Alzheimer en raison de son pouvoir inhibiteur de l’acétylcholinestérase. Cet alcaloïde est extrait à partir de bulbes d’Amaryllidaceae, Leucojum aestivum, Galanthus nivalis, et Narcissus sp. ou obtenu par synthèse chimique. La difficulté principale de cette dernière réside dans le respect de la configuration des centres d'asymétrie. La culture de tissus in vitro pourrait constituer une alternative intéressante pour obtenir ce composé à haute valeur ajoutée. Le premier objectif de ce projet, vise à améliorer l’accumulation de cet alcaloïde par les biais des biotechnologies. Le second objectif est de rechercher par criblage phytochimique (HPLC, LCMS, GCMS, et HPTLC-MS) de bulbes in vitro et in vivo d’Amaryllidaceae, de nouveaux alcaloïdes biologiquement actifs. Le troisième objectif porte sur l’étude de la voie de biosynthèse en vue de réaliser une synthèse biomimétique de la galanthamine. Nous avons établi des cultures in vitro de 3 espèces d’Amaryllidaceae. La variation des paramètres exogènes a conduit à une accumulation accrue d’alcaloïdes (0,02 à 0,2 % MS). Le criblage phytochimique a conduit à l’identification d’alcaloïdes nouveaux issus des cultures in vitro, n’existant pas in vivo, et présentant un puissant pouvoir inhibiteur de l’acétylcholinestérase (40 à 80 % Inh). L’ajout, de la 4’-Ométhyl-d3-norbelladine aux cultures in vitro a conduit à sa métabolisation en trois types d’alcaloïdes deutérés. Une stimulation de la synthèse et du relargage de la galanthamine native (0,15 % MS et 0,16 % Milieu) a été observée en présence du précurseur deutéré / Galanthamine is an Amaryllidaceae alkaloid used worldwide for the symptomatic treatment of Alzheimer’s disease because of his capacity to inhibit the acetylcholinesterase enzyme. There are two galanthamine sources for medical applications. One is the total synthesis, a complicated process because galanthamine has three asymmetric carbons, requiring stereochemically controlled synthesis. Galanthamine is also extracted from bulbs of some Amaryllidaceae such as Leucojum aestivum, Galanthus nivalis, and Narcissus sp.. The first aim of this work is to improve the accumulation of this alkaloid using biotechnologies. The second aim consists on the phytochemical screening (HPLC, LCMS, GCMS, et HPTLCMS) of in vivo and in vitro Amaryllidaceae bulbs, in order to identify new alkaloids with important pharmacological activities. Finally, the third aim concerns the study of the biosynthesis pathway in order to establish a biomimetic synthesis of galanthamine. Therefore, we established in vitro cultures of three Amaryllidaceae species. The variation of exogenousparameters led to the obtainment of high galanthamine accumulation (0.02 to 0.2 % DW). The phytochemical screening showed new alkaloids in extracts of in vitro cultures, which did not exist in in vivo extracts, and possessing high acetylcholinesterase activity (40 to 80 % Inh). The 4’-O-methyl-d3-norbelladine is incorporated into three different groups ofAmaryllidaceae alkaloids. The addition of the labelled precursor to shoot cultures stimulated the synthesis of native galanthamine (0.15 % DW and 0.16 % Culture medium)

Plus de 300 alcaloïdes d’Amaryllidaceae doués d’activités biologiques ont été isolés à partir des plantes appartenant à cette famille. De nos jours, seule la galanthamine, utilisée pour le traitement palliatif de la maladie d’Alzheimer, est commercialisée. L’accumulation de ces alcaloïdes dans les plantes est limitée. La culture in vitro est une méthode alternative intéressante pour l’obtention plus aisée de ces alcaloïdes à haute valeur ajoutée. Le premier objectif de ce travail vise à développer une méthode de purification efficace, simple et rapide des extraits de plantes préalablement à leur analyse en LCMS et GCMS. Le second objectif est d’étudier l’effet de plusieurs facteurs exogènes, ajoutés au milieu de culture de bulbilles de Leucojum aestivum et de sa variété Gravety Giant en bioréacteurs RITA®, sur les voies de biosynthèse de la galanthamine et de la lycorine. La variation des paramètres exogènes a permis une accumulation accrue en galanthamine et en lycorine (0,814 mg/g et 1,54 mg/g de matière sèche respectivement) dans les bulbilles. Le troisième objectif porte sur l’isolement et l’identification d’endophytes à partir de bulbes in vivo et in vitro de trois espèces d’Amaryllidaceae (L. aestivum, Narcissus pseudonarcissus et Galanthus elwesii). Des bactéries endophytes du genre Bacillus ont été identifiées. Un nouvel alcaloïde a été isolé à partir des cultures bactériennes / Over 300 Amaryllidaceae alkaloids possessing a wide range of biological activities have been isolated from plants belonging to this family. Galanthamine, used for the palliative treatment of Alzheimer’s disease, is the only one commercialized. The biodisponiblity of these alkaloids is low. In vitro culture offers an alternative yet interesting approach for the biotechnological production of these valuable alkaloids. The aim of this work was, first, to develop a fast, efficient and easy purification method of plant extracts prior to their phytochemical analysis both in LCMS and GCMS. Second, the combined effects of bioreactor RITA® culture and feeding with different exogenous factors on the biosynthetic pathway of both galanthamine and lycorine were studied. The experiments were conducted both with Leucojum aestivum and L. aestivum ‘Gravety Giant’ bulblets. The variation of several exogenous parameters resulted in a better accumulation of galanthamine and lycorine (0.814 mg/g and 1.54 mg/g dry weight respectively) in the bulblets. The third aim was to isolate and identify alkaloid producing endophytes from in vivo and in vitro bulbs of three Amaryllidaceae species (L. aestivum, Narcissus pseudonarcissus and Galanthus elwesii). Bacterial endophtes belonging to the Bacillus genus were identified. A new alkaloid was isolated from bacterial liquid cultures