Lichens are a classic example of mutualistic symbiotic associations, yet the views on lichen symbiosis have changed considerably during the last fifty years. Nowadays, lichens are generally understood to be microecosystems consisting of several symbiotic partners which contribute in different ways to the prosperity of the whole system and which differ by the strength of their bond to other symbiotic partners. The level of knowledge of the individual partners (mycobionts vs. photobionts vs. bacteria) varies greatly in terms of their specificity, diversity and in the forces that shape this diversity. The main aim of this work was to reveal the diversity of organisms participating in lichen symbiosis and to better understand the biological forces which shape this diversity. We worked with a relatively common lichen group, zeorin-containing red-fruited Cladonia species, and specifically, we focused on the mycobionts, photobionts and bacteria that participate in this association. During the course of the study, it became apparent that species delimitation, which is a fundamental requirement for accurate diversity estimates, is another topic that requires further research. Our analyses revealed that species circumscription of most of recently recognized Cladonia mycobionts cannot by supported by...

Les lichens produisent une variété de métabolites secondaires de défense en réponse à un stimulus externe (intensité lumineuse, prédation, pathogène, conditions climatiques, etc.) afin de protéger les partenaires symbiotiques. Plusieurs activités biologiques sont associées à ces métabolites de défense : antitumorale, antipyrétique, anti-inflammatoire, antioxydante, antimycobactérienne, antimicrobienne et analgésique. Les décoctions de lichens étaient d'ailleurs utilisées en médecine traditionnelle pour traiter les maladies respiratoires (irritation de la gorge, toux, asthme et tuberculose), le diabète et les infections intestinales. L'objectif du projet consiste à isoler et identifier de nouveaux produits naturels bioactifs issus des lichens du grand du nord du Québec qui vivent des stress uniques au monde. La diversité moléculaire des lichens Stereocaulon paschale et Cladonia stellaris provenant de la région d'Umiujaq a été étudiée. Pour ce faire, des tests in vitro indicatifs de l'inhibition des étapes majeures de la carcinogenèse (initiation, promotion et progression) et anti-inflammatoires ont été réalisés lors du criblage biologique des extraits bruts pour identifier de nouveaux agents chimiopréventifs du cancer. Afin de localiser les composés actifs directement sur le chromatogramme, les extraits bruts ont été microfractionnés par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), puis les fractions ont été soumises aux tests biologiques. Parallèlement, un premier criblage chimique des extraits bruts a été fait par HPLC-UV-TOF-HRMS. L'isolation à l'échelle du milligramme des produits naturels a ensuite été effectuée par chromatographie liquide à moyenne pression (MPLC). Puis, la structure des composés purs a été élucidée par une variété de méthodes spectroscopiques telles que la RMN, HRMS, IR, etc.

L’étude physicochimique de trois lichens récoltés en Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata et Cladonia incrassata, a permis d’isoler et de caractériser 16 composés issus du métabolisme secondaire. Dans un premier temps, ces lichens ont été sélectionnés lors d’un criblage analytique préliminaire réalisé sur 17 espèces. L’activité antimicrobienne des extraits acétoniques a été évaluée, puis leur fractionnement bioguidé a été mis en œuvre. Les deux isomères de l’acide usnique, 3 dibenzofuranes, 4 depsides, 3 depsidones, un acide aliphatique, un phtalide et un stérol ont été isolés. Une xanthone trichlorée, la cladoxanthone A, a été extraite et identifiée pour la première fois à partir d’une source naturelle. L’effet de tous les composés a été évalué sur Staphyloccocus aureus par bioautographie. Pour les produits isolés en quantité suffisante, des tests de dilution en milieu liquide ont permis de déterminer leurs CMI, en comparaison avec le Phénonip®, conservateur couramment utilisé dans l’industrie cosmétique. Les acides didymique et condidymique en particulier s’avèrent être de bons candidats pour une utilisation en tant que conservateurs. Dans un second temps, compte tenu de leur potentielle application industrielle, nous avons exploré des voies de synthèse de l’acide usnique et de la cladoxanthone A. Ainsi, la préparation de l’intermédiaire clé pour l’accès à l’acide usnique a été optimisée et les premiers essais de couplage en présence d’une porphyrine sont encourageants. De même, les voies de synthèse proposées et mises en œuvre pour la cladoxanthone A sont prometteuses. / Phytochemical study of three lichens collected in Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata and Cladonia incrassata, led to the isolation and the structural identification of 16 secondary metabolites. First, these lichens were chosen after a preliminary screening performed on 17 species. Antimicrobial activity of acetone extracts was evaluated and bioassay-guided fractionation was performed. The two isomers of usnic acid, 3 dibenzofurans, 4 depsides, 3 depsidones, one aliphatic acid and one sterol were isolated. A trichlorinated xanthone, named cladoxanthone A, was extracted and identified for the first time in a natural source. A bioautographic protocol was used to evaluate antibacterial activities of these compounds on Staphylococcus aureus. MICs of the products obtained in sufficient amounts were determined by a broth microdilution method in parallel with Phenonip®, a preservative commonly used in cosmetic industry. Didymic and condidymic acids were found to be good candidates for use as preservatives. Secondly, owing to their potential industrial application, we explored synthetic routes for usnic acid and cladoxanthone A. Thus, the preparation of the key intermediate for access to usnic acid was optimized and the first coupling tests in the presence of a porphyrin were encouraging. Similarly, the proposed synthetic routes for cladoxanthone A are promising.

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