Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-05-09T12:23:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação João Neto_Bibl Central.pdf: 1346533 bytes, checksum: c9180ed2cbbece23d0513b31179f3139 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T12:23:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação João Neto_Bibl Central.pdf: 1346533 bytes, checksum: c9180ed2cbbece23d0513b31179f3139 (MD5) Previous issue date: 2015-05-22 / CAPEs / O Brasil é considerado o país com a maior biodiversidade do mundo, nele as formações vegetais do Bioma Caatinga e Mata Atlântica representam fontes potenciais para a prospecção de biomoléculas de interesse científico. Entre essas biomoléculas encontram-se aquelas com atividade antioxidante, substâncias que são capazes de neutralizar ou reparar a ação dos radicais livres e dessa forma combatendo o estresse oxidativo. Vários antioxidantes sintéticos estão presentes no mercado, porém estudos vêm demonstrando a possibilidade de efeitos tóxicos desses produtos sintéticos, fato que gerou estímulo para a busca de antioxidantes naturais. O presente trabalho visou investigar a atividade antioxidante de extratos de folhas de 5 espécies vegetais encontradas no Bioma Caatinga e Mata Atlântica, a saber: Abarema cochliacarpos (AC), Croton nummularius (CN), Myroxylon Peruiferum (MP), Stryphnodendron pulcherrimum (SP) e Tanaecium xanthophyllum (TX) por 3 metodologias in vitru: ensaio do DPPH, ABTS e fosfomolibdênio (capacidade antioxidante total - CAT). Adicionalmente foi realizada uma investigação fitoquímica dos extratos por cromatografia em camada delgada (CCD) bem como dosagem do teor de fenóis e flavonoides totais com o intuito de apontar os possíveis compostos ativos responsáveis por tal atividade. A análise do perfil fitoquímico evidenciou a presença de saponinas, fenilpropanoides e flavonoides em todas os extratos, enquanto que terpenoides e proantocianidinas foram encontrados em AC, alcaloides em CN, cumarinas em MP, proantocianidinas e mono-sesquiterpenoides em SP. As dosagens de fenóis e flavonóides totais dos extratos variaram de 28,84 a 120,39 (mg EAG. g-1 extrato) e 3,84 a 10,52 (mg EQ. g-1 extrato), respectivamente. Os valores de CI50 da atividade sequestradora de radicais DPPH variaram de 31,62 a 87,84 μg/mL. A porcentagem de sequestro de radicais ABTS variou de 20,92 a 75,69 % e a porcentagem da capacidade antioxidante total (%CAT) de 15,13 a 43,71 %. Foi evidenciado também uma correlação positiva entre o conteúdo de fenóis totais e atividade antioxidante pelos ensaios do radical ABTS (ρ = 0,926; R2 = 0,858) e CAT (ρ = 0,933; R2 = 0,872), o que indica o papel chave dos compostos fenólicos na atividade antioxidante dos extratos estudados. Mais estudos são requeridos no sentido de se isolar esses compostos para melhor caracterizá-los, assim como a realização de testes de atividade antioxidante in vivo. / Brazil is considered the most biodiverse country in the world. Its vegetation areas from the Caatinga and Atlantic forest biomes represent potential sources for scanning biomolecules of scientific interest. Among these biomolecules are those endowed with antioxidant activity, substances capable to neutralize or repair the action of free radicals and thus fighting against oxidative stress. Several synthetic antioxidants are out there in the market, but studies have shown the possible toxic effects of these synthetic products, which became a stimulus for the search of natural antioxidants. This study aims to investigate the antioxidant activity of leaf extracts from 5 plant species found in the Caatinga and Atlantic forest biomes, namely: Abarema cochliacarpos (AC), Croton nummularius (CN), Myroxylon Peruiferum (MP), Stryphnodendron pulcherrimum (SP) e Tanaecium xanthophyllum (TX) by 3 in vitru methodologies: DPPH, ABTS radical scavenging activities and phosphomolybdenum method (total antioxidant capacity – TAC). Additionally a phytochemical screening of the extracts by thin layer chromatography (TLC) was conducted as well as measurement of total phenolic and flavonoid content in order to point out the possible active compounds responsible for such activity. The phytochemical screening analysis revealed the presence of saponins, flavonoids and phenylpropanoids in all plant extracts. However, terpenoids and proanthocyanidins were found in CA, alkaloids in CN, coumarins in MP, proanthocyanidins and mono-sesquiterpenoids in SP. Total phenolic and flavonoid content of the extracts ranged from 28.84 to 120.39 (mg GAE. g-1 extract) and 3.84 to 10.52 (QE mg. g-1 extract), respectively. The IC50 values of DPPH radical scavenging activity ranged from 31.62 to 87.84 μg/mL. The percentage ABTS radical scavenging activity ranged from 20.92 to 75.69 % and the percentage total antioxidant capacity (%TAC) ranged from 15.13 to 43.71 %. It was also demonstrated a positive correlation between total phenolic content and ABTS radical scavenging activity (ρ = 0.926, R2 = 0.858) and TAC (ρ = 0.933, R2 = 0.872), which denotes the key role of phenolic compounds in the antioxidant activity of the extracts studied. Further studies are required in order to isolate these compounds to characterize them better as well as assessment of their antioxidant activity in vivo.

La synthèse et la vectorisation d’agents anticancéreux constituent des axes de recherche majeurs du LCSN. De nombreux composés naturels possèdent des propriétés anticancéreuses, mais ils sont abandonnés en raison de leur manque de sélectivité vis-à-vis des cellules cancéreuses ou de leur faible biodisponibilité. Ainsi, un grand intérêt est actuellement porté sur le développement de médicaments spécifiquement vectorisés vers les cellules cancéreuses. Les vecteurs utilisés dans ce travail sont des dérivés de polyamines et des nano objets de type β-cyclodextrines / nanocristaux de cellulose (β-CD/CNCx). Les polyamines vont permettre un ciblage actif des cellules cancéreuses grâce au système de transport de polyamine (PTS) surexprimé dans ces cellules. Les nano objets vont cibler spécifiquement les tumeurs via un ciblage passif dû à l’effet EPR. Les principes actifs employés dans cette étude sont des flavonoïdes, et plus particulièrement des chalcones. En effet, les flavonoïdes, qui constituent une large famille de composés phénoliques naturels, sont connus pour leurs nombreux effets biologiques comme les activités antioxydantes, anti-inflammatoires et anti-prolifératives.L’intérêt du LCSN à la fois pour les chalcones et les agents anticancéreux nous a conduits à concevoir de nouveaux composés antiprolifératifs vectorisés. Ce travail présente dans un premier temps la synthèse de chalcones et l’obtention de dérivés couplés aux différents vecteurs décrits précédemment (motifs polyaminés,β-CD/CNCx) ; un travail sur la synthèse d’une bis-chalcone via le couplage de Suzuki est également exposé.L’ensemble des molécules obtenues est caractérisé par des analyses RMN 1H, 13C et HRMS. Dans une seconde partie, nous présentons l’ensemble des évaluations biologiques des composés précédemment obtenus. Ces évaluations sont réalisées par un test de viabilité cellulaire (test MTT) sur quatre lignées cancéreuses : deux colorectales (HT-29 et HCT-116) et deux prostatiques (PC-3 et DU-145). / Synthesis and vectorization of anticancer agents are major research themes of LCSN. Many natural compoundspossess anti-cancer properties, but they are dropped because of their lack of selectivity to cancer cells or theirlow bioavailability. Thus, great interest is currently focused on the development of drugs specifically vectorizedto cancer cells. The vectors used in this work are polyamine derivatives and nano-objects type β-cyclodextrin /cellulose nanocrystals (β-CD/CNCx). Polyamines allow active targeting of cancer cells through the polyaminetransport system (PTS) overexpressed in these cells. Nano-objects specifically target tumors using a passivetargeting due to the EPR effect. Drugs used in this study are flavonoids, especially chalcones. Indeed,flavonoids, which constitute a large family of natural phenolic compounds, are known for their numerousbiological effects such as antioxidant, anti-inflammatory and anti-proliferative activities. The interest of LCSNfor both chalcones and anticancer agents led us to design new vectorized anti-proliferative compounds. Firstly,this work shows the synthesis of chalcones and their derivatives coupled to various above-described vectors(polyamines units, β-CD/CNCx); a work on the synthesis of a bis-chalcone through the Suzuki coupling reactionis also exposed. All molecules obtained are characterized by 1H NMR, 13C NMR and HRMS analysis. In thesecond part of this work, we present all biological evaluations of compounds previously obtained. Theseassessments are performed through a cell viability test (MTT test) on four cancer cell lines: two colorectal (HT-29 and HCT-116) and two prostate (PC-3 and DU-145) cell lines.

Les plantes produisent une remarquable diversité de métabolites pour faire face aux contraintes d’un environnement en constante fluctuation. Cependant la manière dont les plantes ont atteint un tel degré de complexité métabolique et les forces responsables de cette diversité chimique reste largement incomprise. On considère généralement que le mécanisme de duplication des gènes contribue pour une grande part à l’évolution naturelle. En absence de transfert horizontal, les gènes d’évolution récente se cantonnent généralement chez quelques espèces et sont soumis à une évolution rapide, alors que les gènes conservés et plus anciens ont une distribution beaucoup plus large et sont porteurs de fonctions essentielles. Il est donc intéressant d’étudier l’adaptation des plantes en analysant parallèlement les gènes qui présentent soit une large distribution taxonomique, soit une distribution plus restreinte, de type lignée-spécifique. Les cytochromes P450 (CYP) constituent l’une des plus vastes familles de protéines chez les plantes, présentant des phylogénies très conservées ou très branchées qui illustrent la plasticité métabolique et la diversité chimique. Pour illustrer l’évolution des fonctions des cytochromes P450 dans le métabolisme végétal, nous avons sélectionné trois gènes, l’un très conservé au cours de l’évolution, CYP715A1 et les deux autres, CYP98A8 et CYP98A9, très récemment spécialisés de manière lignée spécifique chez les Brassicaceae. Les gènes appartenant à la famille CYP715 ont évolué avant la divergence entre gymnospermes et angiospermes, et sont le plus souvent présent en copie unique dans les génomes végétaux. Ceci suggère que leur fonction est essentielle et très conservée chez les plantes à graines (spermaphytes). Sur la base d’une analyse transcriptionnelle et de l’expression du gène GUS sous le contrôle du promoteur de CYP715A1, il est apparu que ce gène est spécifiquement exprimé au cours du développement floral, dans les cellules tapétales des jeunes boutons floraux ainsi que dans les filaments lors de l’anthèse. CYP715A1 est également fortement induit dans les cellules du péricycle de la zone d’élongation racinaire en réponse au stress salin. L’induction par le sel nécessite une région promotrice située entre 2 et 3 kb en amont de la région codante (i.e ; codon START), ce qui suggère la présence d’un facteur cis à cet endroit. Afin de déterminer la fonction de CYP715A1 chez Arabidopsis thaliana, j’ai identifié deux mutants d’insertion de T-DNA par génotypage et complémenté ces mutants avec le gène natif. La perte de fonction de CYP715A1 n’a pas d’impact sur la croissance et la fertilité de la plante en conditions de laboratoire. Cependant, une analyse par microscopie électronique en transmission montre un phénotype d’intine ondulée. La perte de fonction du gène CYP715A1 a également entraîné une réduction de la taille des pétales et un défaut d’anthèse. [...] / Plants produce a remarkable diversity of secondary metabolites to face continually challenging and fluctuating environmental constraints. However, how plants have reached such a high degree of metabolic complexity and what are the evolutionary forces responsible for this chemodiversity still remain largely unclarified. Gene evolution based on gene birth and extinction has been reported to nicely reflect the natural evolution. Without horizontal gene transfer, young genes are often restricted to a few species and have undergone rapid evolution, whereas old genes can be broadly distributed and are always indicative of essential housekeeping functions. It is thus of interest to study plant adaptation with parallel focus on both taxonomically widespread and lineage-specific genes. P450s are one of the largest protein families in plants, featuring both conserved and branched phylogenies. Examples of P450 properties reflecting metabolic versatility, chemodiversity and thus plant adaptation have been reported. To illustrate evolution of P450 functions in plant metabolism, we selected two P450 genes, one evolutionary conserved CYP715A1 and the second a recently specialized lineage-specific gene CYP98A9 in Arabidopsis thaliana.CYP715s evolved before the divergence between gymnosperms and angiosperms and are present in single copy in most sequenced plant genomes, suggesting an essential housekeeping function highly conserved across seed plants. Based on transcriptome analysis and promoter-driven GUS expression, CYP715A1 is selectively expressed in tapetal cells of young buds and filaments of open flowers during flower development. In addition, CYP715A1 is highly induced in the pericycle cells of the root elongation zone upon salt stress. The salt induction relies on the 2-3kb region of CYP715A1 promoter, suggesting some salt-response elements may exist in this area. To characterize the function of CYP715A1 in Arabidopsis, I identified two T-DNA insertion mutants by genotyping and confirmed by complementation with native CYP715A1 gene. Loss of function of CYP715A1 has no impact on plant growth and fertility in laboratory conditions. However, transmission electron microscopy (TEM) analysis has shown constant undulated intine phenotype in two knockout mutants and also the petal growth is significantly inhibited. These two phenotypes nicely match the native expression pattern of CYP715A1. Gene co-expression analysis suggests involvement of CYP715A1 in gibberellin (GA) metabolism under salt treatment. GAs profiling on mutant flowers also indicates reduced accumulation specific GAs. Unfortunately, no significant phenotype either related to root growth or root architecture under salt treatment can be observed. Recombinant expression of the CYP715A1 enzyme in yeast so far does not allow confirming GAmetabolism. However, metabolic profiling of inflorescences in mutants and over-expression lines, together with transcriptome analysis of the loss of function cyp715a1 mutants strongly support a CYP715A1 role in signaling, hormone homeostasis and volatile emission in agreement with the purifying selection leading to gene conservation observed in spermatophytes.[...]

L’étude chimique de l’exsudat glutineux recouvrant les bourgeons et la base des feuilles de Gardenia urvillei Montrouz. et Gardenia oudiepe Vieill., Rubiaceae endémiques de Nouvelle-Calédonie, a conduit à la détermination structurale de douze cycloartanes, neuf seco-cycloartanes, huit dammaranes et sept flavonoïdes. Parmi ces métabolites secondaires, six cycloartanes, quatre seco-cycloartanes et deux dammaranes sont des composés originaux. Les évaluations biologiques sur différentes cibles, notamment la recherche de propriétés anti-angiogéniques par déplacement du VEGF de son récepteur VEGF-R1 ou par inhibition de la polymérisation de la tubuline, ayant montré des résultats encourageants, une chimiothèque d’analogues a été hémisynthétisée. A cette fin, les composés majoritaires en séries cycloartane, dammarane, et flavonoïde, respectivement l’oudiépone A, l’hydroxydammarénone II, la santine, la 5,7-dihydroxy-3,3’,4’,5’,6-pentaméthoxyflavone et le kaempférol ont servi de points de départ à des modifications structurales ayant permis d’accéder à douze cycloartanes, deux seco-cycloartanes, trois dammaranes, un seco-dammarane et huit flavonoïdes supplémentaires. Un début de relation structure-activité a ainsi pu être décrit dans les domaines mentionnés précédemment. / Phytochemical studies of glutinous exudate covering the buds et the leaf base of Gardenia urvillei Montrouz. et Gardenia oudiepe Vieill., Rubiaceaeous species endemic to New Caledonia, have led to the identification of twelve cycloartanes, nine seco-cycloartanes, eight dammaranes et seven flavonoids. Among these secondary metabolites, six cycloartanes, four seco-cycloartanes et two dammaranes are original natural products. Biological evaluations, such as search for anti-angiogenic properties or inhibition of tubulin polymerization, have shown promising results. In order to establish the structure-activity relationships for these activities, twenty-six analogs were semisynthesized from the major isolated compounds, oudiépone A, hydroxydammarénone II, santin, 5,7-dihydroxy-3,3’,4’,5’,6-pentamethoxyflavone et kaempferol.

Ce travail a pour objectif de mettre au point un procédé d’oligomérisation de rutine et d’esculine par la laccase de Trametes versicolor. Un procédé de synthèse en parallèle et d’analyse en ligne par SEC-UV et par MALDI-TOF a été mis au point. L’analyse par MALDI-TOF a révélé la formation d’un simple pontage, allant jusqu’au degré d’oligomérisation 6 pour la rutine et 9 pour l’esculine. Un pontage par liaison éther a été observé par FTIR dans le cas des oligorutines. L’analyse par RMN a démontré la mise en place de liaisons tant C-C que C-O localisées sur la partie phénolique et la partie sucre des monomères. De faibles pH et températures favorisent l’allongement de la chaîne, alors que l’augmentation de la constante diélectrique du solvant ou de la température augmente la production des oligomères de rutine. La limitation de la masse de ces oligomères serait due à une inhibition de l’enzyme, provoquée par les capacités chélatantes des oligomères. Une diminution du pouvoir antioxydant et une augmentation du pouvoir inhibiteur de la xanthine oxydase ont pu être observées lors de l’accroissement de la masse des oligomères de rutine. Ces deux activités sont améliorées lors de l’accroissement de la masse des oligomères d’esculine. Pour ces deux types d’oligomères, la solubilité dans l’eau est fortement accrue. Dans le cas des oligorutines, cette forte augmentation a été corrélée à la mise en place d’un réseau dense de liaisons hydrogène observé par modélisation moléculaire. Globalement, l’approche par modélisation moléculaire dans le vide et dans le solvant a permis de dégager des relations structure-activité, reliant notamment le nombre de liaisons hydrogène à la solubilité / The aim of this work is the elaboration of rutin and esculin oligomerization process by the laccase from Trametes versicolor. A parallel synthesis process and on-line analysis of reaction media by SEC-UV and MALDI-TOF have been elaborated. The MALDI-TOF analysis has revealed the formation of simple bridges between rutin and esculin units, up to degree of oligomerization of 6 and 9 respectively. An ether bond has been observed by FTIR spectrometry for the rutin oligomers. Finally, the NMR analysis has revealed the formation of C-C and C-O bridges both on phenolic and the sugar parts of the flavonoids. At low pH and temperature, the elongation of the chain is favored, whereas increasing the dielectric constant of the solvent or the temperature favors the production of rutin oligomers. The limitation of oligomers mass is explained by the inhibition of the enzyme, probably due to the highest chelation properties of oligomers. In the case of oligorutin, a decrease of antiradical activity and an increase of xanthine oxidase inhibitory activity have been observed when the oligomers molecular mass increases. In the case of esculin oligomers, these two activities increase with the increase of the oligomers mass. For these two types of oligomers, the water solubility is considerably increased. For the oligorutins, this augmentation has been correlated to a dense network of H-bonds, which has been demonstrated by molecular modeling. Globally, the molecular modeling approach in vacuum and in solvent has allowed to establish structure-activity relationship

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Les flavonoïdes glycosylés sont des métabolites secondaires d’origine végétale, qui présentent de nombreuses propriétés physico-chimiques et biologiques intéressantes pour des applications industrielles. La glycosylation accroît généralement la solubilité de ces flavonoïdes mais leurs faibles niveaux de production dans les plantes limitent leur disponibilité. Ces travaux de thèse portent donc sur le développement de nouvelles voies de gluco-diversification des flavonoïdes naturels, en mettant à profit l’ingénierie des protéines. Deux transglucosylases recombinantes, structurellement et biochimiquement caractérisées, l'amylosaccharase de Neisseria polysaccharea et la glucane-saccharase de branchement α-(1→2), forme tronquée de la dextran-saccharase de L. Mesenteroides NRRL B-1299, ont été sélectionnées pour la biosynthèse de nouveaux flavonoïdes, possédant des motifs originaux d’α-glycosylation, et potentiellement une solubilité accrue dans l'eau. Dans un premier temps, une librairie de petite taille de mutants de l’amylosaccharase, ciblée sur le site de liaison à l’accepteur, à été criblée en présence de saccharose (donneur d’unité glycosyl) et de lutéoline comme accepteur. Une méthode de screening a donc été développée, et a permis d’isoler des mutants améliorés pour la synthèse de nouveaux glucosides de lutéoline, jusqu’à 17000 fois plus soluble dans l’eau que la lutéoline aglycon. Afin de glucosyler d’autres flavonoïdes, la glucane-saccharase de branchement α-(1→2), a été préférentiellement sélectionnée. Des plans expérimentaux alliés à une méthodologie en surface de réponse ont été réalisés pour optimiser la production de l’enzyme sous forme soluble et éviter la formation de corps d’inclusion. Cinq paramètres ont été ainsi analysés : le temps de culture, la température, et les concentrations en glycérol, lactose (inducteur) et glucose (répresseur). En appliquant les conditions optimales prédites, 5740 U.L-1 de culture d’enzyme soluble ont été produites en microplaques, alors qu’aucune activité n’était retrouvée dans la fraction soluble, lors de l’utilisation de la méthode de production précédemment utilisée. Finalement, Une approche de modélisation moléculaire, structurellement guidés par l’arrimage de flavonoïdes monoglucosylés dans le site actif de l’enzyme, a permis d’identifier des cibles de mutagenèse et de générer des libraries de quelques milliers de variants. Une méthode rapide de criblage sur milieu solide, basée sur la visualisation colorimétrique d’un changement de pH, a été mise au point. Les mutants encore actifs sur saccharose ont été sélectionnés puis analysés sur leur capacités à glucosyler la quercétine et la diosmétine. Une petite série de 23 mutants a ainsi été retenue comme plate-forme d’enzymes améliorées dédiées à la glucosylation de flavonoïdes et a été évalués pour la glycosylation de six flavonoïdes distincts. La promiscuité, remarquablement générée dans cette plateforme, à permis d’isoler quelques mutants beaucoup plus efficaces que l’enzyme sauvage, produisant des motifs de glucosylation différents et fournissant des informations intéressante pour le design et l’amélioration des outils enzymatiques de glucosylation des flavonoïdes. / Flavonoid glycosides are natural plant secondary metabolites exhibiting many physicochemical and biological properties. Glycosylation usually improves flavonoid solubility but access to flavonoid glycosides is limited by their low production levels in plants. In this thesis work, the focus was placed on the development of new glucodiversification routes of natural flavonoids by taking advantage of protein engineering. Two biochemically and structurally characterized recombinant transglucosylases, the amylosucrase from Neisseria polysaccharea and the α-(1→2) branching sucrase, a truncated form of the dextransucrase from L. Mesenteroides NRRL B-1299, were selected to attempt glucosylation of different flavonoids, synthesize new α-glucoside derivatives with original patterns of glucosylation and hopefully improved their water-solubility. First, a small-size library of amylosucrase variants showing mutations in their acceptor binding site was screened in the presence of sucrose (glucosyl donor) and luteolin acceptor. A screening procedure was developed. It allowed isolating several mutants improved for luteolin glucosylation and synthesizing of novel luteolin glucosides, which exhibited up to a 17,000-fold increase of solubility in water. To attempt glucosylation of other types of flavonoids, the α-(1→2) branching sucrase, naturally designed for acceptor reaction, was preferred. Experimental design and Response Surface Methodology were first used to optimize the production of soluble enzyme and avoid inclusion body formation. Five parameters were included in the design: culture duration, temperature and concentrations of glycerol, lactose inducer and glucose repressor. Using the predicted optimal conditions, 5740 U. L-1of culture of soluble enzyme were obtained in microtiter plates, while no activity was obtained in the soluble fraction when using the previously reported method of production. A structurally-guided approach, based on flavonoids monoglucosides docking in the enzyme active site, was then applied to identify mutagenesis targets and generate libraries of several thousand variants. They were screened using a rapid pH-based screening assay, implemented for this purpose. This allowed sorting out mutants still active on sucrose that were subsequently assayed for both quercetin and diosmetin glucosylation. A small set of 23 variants, constituting a platform of enzymes improved for the glucosylation of these two flavonoids was retained and evaluated for the glucosylation of a six distinct flavonoids. Remarkably, the promiscuity generated in this platform allowed isolating several variants much more efficient than the wild-type enzyme. They produced different glucosylation patterns, and provided valuable information to further design and improve flavonoid glucosylation enzymatic tools.

L'étude phytochimique d'Armeria maritima et d'Helichrysum stoechas a permis d'isoler pour la première fois 31 molécules dans le genre Armeria dont 4 nouveaux flavonols diglycosylés, ainsi que le développement d'une stratégie de déréplication pour l'étude d'H. stoechas. Dans les deux espèces, nous avons relevé une richesse en polyphénols, qui pourraient être extraits par des techniques respectueuses de l'environnement comme la SFE. En parallèle, ces deux halophytes ont montré un fort potentiel biologique avec des extraits et des molécules dotés d'activités anti-oxydante, anti-collagénase, anti-inflammatoire ou encore cicatrisante. De plus, nous avons initié pour la première fois des suspensions cellulaires d'A. maritima et identifié des éliciteurs comme le méthyl jasmonate permettant d’augmenter dans les cellules d'H. stoechas la teneur en acide 3,5-dicaféoylquinique, un bio-marqueur de l'activité anti-inflammatoire. La production de molécules bioactives dans des cultures végétales in vitro pourrait par la suite être transposée à plus grande échelle, afin d’amplifier le potentiel de valorisation de ces deux halophytes en dermo-cosmétique. / The phytochemical study of Armeria maritima and Helichrysum stoechas led to the isolation of 31 molecules never reported before in the genus Armeria, 4 of which being new flavonol diglycosides, and to the development of a dereplication strategy for the study of H. stoechas. In both species, an abundance of polyphenols was observed, which could be extracted with eco-friendly methods like SFE. Both halophytes showed a strong biological potential as their extracts and molecules demonstrated antioxidant, anti-collagenase, anti-inflammatory and wound healing activities. Moreover, we initiated for the first time cell suspensions of A. maritima, and identified elicitors, such as methyl-jasmonate, which led to H. stoechas cell suspensions with an increased content in 3,5-dicaffeoylquinic acid, a bio-marker of anti-inflammatory activity. The production of bioactive molecules in "plant cell factories" could be scaled-up to enhance the valorization potential of both halophytes in dermocosmetics.

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés. / This thesis describes my contribution leading to the development of the first-generation positron emission tomography (PET) radioligands labeled with fluorine-18 (t1/2 = 110 min) or carbon-11 (t1/2 = 20.4 min) for the in vivo brain imaging of tropomyosin-related kinase B (TrkB). This research follows from the recent discovery of non-peptidic, high-affinity TrkB ligands derived from 7,8-dihydroxyflavone. The synthesis of non-radioactive 7,8-dihydroxyflavone derivatives and radiolabeling precursors amenable to fluorine-18 and carbon-11 incorporation was performed. Two synthesized compounds have been brought forward as precursors for radiolabeling with either fluorine-18 or carbon-11. Radiosynthesis involved either a novel nucleophilic aromatic subsitution with [18F]fluoride, or N-methylation with [11C]methyl iodide or [11C] methyl triflate. The resulting radiotracers were assessed in vitro by autoradiography and in vivo by PET scans of rats. The physicochemical properties and serum stability of these tracers were also evaluated. X-ray crystal structures of a series of synthetic flavone analogues were used as basis for structure-activity relationship (SAR) analysis. In combination with the above in vivo PET evaluation of these compounds, certain pharmacophores were shown essential for ligand binding affinity. In addition, some structural fragments were associated with in vivo ligand metabolism. The development and radiosynthesis of a third TrkB radiotracer, along with its in vivo PET evaluation and structural analysis, is also described here. In all, better understanding of these tracers have led to the design of potential second-generation TrkB ligands with more optimal properties as PET radiotracers.

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés. / This thesis describes my contribution leading to the development of the first-generation positron emission tomography (PET) radioligands labeled with fluorine-18 (t1/2 = 110 min) or carbon-11 (t1/2 = 20.4 min) for the in vivo brain imaging of tropomyosin-related kinase B (TrkB). This research follows from the recent discovery of non-peptidic, high-affinity TrkB ligands derived from 7,8-dihydroxyflavone. The synthesis of non-radioactive 7,8-dihydroxyflavone derivatives and radiolabeling precursors amenable to fluorine-18 and carbon-11 incorporation was performed. Two synthesized compounds have been brought forward as precursors for radiolabeling with either fluorine-18 or carbon-11. Radiosynthesis involved either a novel nucleophilic aromatic subsitution with [18F]fluoride, or N-methylation with [11C]methyl iodide or [11C] methyl triflate. The resulting radiotracers were assessed in vitro by autoradiography and in vivo by PET scans of rats. The physicochemical properties and serum stability of these tracers were also evaluated. X-ray crystal structures of a series of synthetic flavone analogues were used as basis for structure-activity relationship (SAR) analysis. In combination with the above in vivo PET evaluation of these compounds, certain pharmacophores were shown essential for ligand binding affinity. In addition, some structural fragments were associated with in vivo ligand metabolism. The development and radiosynthesis of a third TrkB radiotracer, along with its in vivo PET evaluation and structural analysis, is also described here. In all, better understanding of these tracers have led to the design of potential second-generation TrkB ligands with more optimal properties as PET radiotracers.