L’entreprise SEPROSYS est une société spécialisée dans le développement de solutions d'extraction et de séparation de molécules. Au cours de l’année 2011, l’entreprise a développé un procédé innovant de séparation et de purification fractionnée de biomolécules issues de macroalgues marines. Ce travail de thèse a pour objectif de trouver des applications aux fractions extraites selon le procédé d’extraction et de purification de la société SEPROSYS, et en particulier la fraction des polysaccharides sulfatés, dans deux domaines distincts : en pharmaceutique pour leur activité anti-coagulante et en cosmétique pour leur activité anti-âge. La première partie de nos travaux se penche sur le potentiel des polysaccharides sulfatés de macroalgues comme anti-coagulants. Pour cela, des extraits aqueux de différentes macroalgues brunes, rouges et vertes ont été préparés et leur activité anti-coagulante a été mesurée. Les algues présentant le meilleur potentiel ont ensuite été traitées au moyen du procédé SEPROSYS® afin de purifier leurs polysaccharides sulfatés et d’étudier leur activité anti-coagulante. De plus, l’objectif de ce travail consiste également à mieux comprendre la relation structure-fonction de l'activité anticoagulante d'ulvanes. A cette fin, des ulvanes issus d’Ulva sp. de pureté élevée ont été produits par le procédé SEPROSYS®, soumis à des modifications chimique (hypersulfatation) et physique (dépolymérisation) et leur activité anticoagulante a été étudiée. La deuxième partie de nos travaux concerne l’évaluation du potentiel de ces macroalgues comme agents actifs utilisables en dermo-cosmétique, en particulier pour leur activité anti-âge. Dans ce but, différentes fractions de macroalgues brunes, rouges et vertes ont été testées sur des lignées cellulaires de fibroblastes dermiques humains et leur effet sur la production de collagène par ces fibroblastes a été étudié. Enfin, le potentiel d’ulvanes extraits d’Uva sp. par le procédé de l’entreprise SEPROSYS pour stimuler la biosynthèse de collagène et d’acide hyaluronique par ces mêmes fibroblastes a été déterminé. / SEPROSYS is a company specialized in the development of solutions for the extraction and separation of molecules. In 2011, the company has developed an innovative process of fractionated separation and purification of biomolecules from macroalgae. The purpose of this thesis work is to find applications for the purified fractions from the SEPROSYS® process and in particular the sulfated polysaccharides, for two distinct biological activities : as pharmaceutical for their anti-coagulant activity and as dermo-cosmetics for their anti-aging activity. The first part of our work focus on the potential of sulfated polysaccharides from macroalgae as anti-coagulant agents. To this end, aqueous extracts from brown, red and green macroalgae were prepared and their anti-coagulant activity was measured. The best macroalgae were then processed with the SEPROSYS procedure in order to purify the sulfated polysaccharides and study their activity. Furthermore, one of the objectives of this work was to acquire a better understanding of the structure/anti-coagulant function relationship of ulvans. Ulvans of high purity were extracted from Ulva sp. with the SEPROSYS® process, submitted to chemical (hypersulfatation) and physical (depolymerization) modifications and their anti-coagulant activity was measured. The second part of our work relates to the potential of the macroalgae as active agents to be used in dermo-cosmetics, and, in particular, for their anti-aging activity. Different brown, red and green macroalgae fractions were thus tested on normal human dermal fibroblasts cell lines and their effects on the collagen production were measured. Furthermore, the capacity of different molecular weight ulvans extracted from Ulva sp. to stimulate the collagen and hyaluronan biosynthesis was studied. To this end, we developed an efficient depolymerization procedure using ion exchange resins.

L’angiogénèse tumorale correspond à la formation de nouveaux vaisseaux sanguins afin d’alimenter la tumeur et d’amplifier son développement. Cette étape constitue un facteur pronostique défavorable pour les patients et son inhibition représente un fort intérêt thérapeutique. Parmi les acteurs participant à l’angiogénèse tumorale, on retrouve l’enzyme de dégradation héparanase au sein du microenvironnement tumoral de nombreux cancers. Ces travaux de thèse ont pour objectif de développer des inhibiteurs spécifiques de l’héparanase à partir de polysaccharides sulfatés pour le traitement de l’angiogénèse tumorale. La première partie de ces travaux a été consacrée à l’élaboration de polysaccharides sulfatés de bas poids moléculaires issus de sources animales (Héparine, Chrondroïtine sulfate), algales (Fucoïdanes, Carraghénane-λ-ι-κ) ou bactérienne (Dextran sulfate). Nous avons utilisé pour cela un procédé de dépolymérisation radicalaire assisté par ultrasons, développé en 2013 au laboratoire, que nous avons associé à un procédé de modification chimique appelé glycol-split. Les composés produits ont été évalués pour leurs activités d’inhibition de l’héparanase et de la coagulation sanguine. Ce criblage a notamment permis l’identification d’un dérivé de bas poids moléculaire issu de Carraghénane-λ possédant une forte inhibition de l’héparanase pour une faible inhibition de la coagulation. La deuxième partie de ces travaux s’est ensuite concentrée sur l’évaluation du potentiel anti-angiogénique des inhibiteurs de l’héparanase. Dans ce but, nous avons dans un premier temps évalué le rôle de l’hypoxie et/ou le manque de nutriments sur la production d’héparanase par des cellules de cancers mammaires. Dans ces conditions de stress, nous avons observé que la lignée MCF-7 excrétait une forte quantité d’héparanase. L’analyse en Matrigel 3D du réseau angiogénique formé par des cellules microvasculaires HskMEC, en présence du surnageant de MCF-7 riche en héparanase, a montré une forte stimulation de l’angiogénèse. Les mêmes tests réalisés en présence des inhibiteurs de l’héparanase ont montré une inhibition de l’angiogénèse qui semblait corrélée avec l’inhibition de l’héparanase. / Tumor angiogenesis is defined by the spouting of new blood vessels from preexisting ones in order to sustain and amplify the tumor development. This crucial step is associated with poor prognosis for patients and it’s inhibition is therefore considered as a primising way to treat cancer. Among several actors participating in the angiogenesis process, the degradative enzyme heparanase is active in the tumor microenvironment of many cancers. The work presented in this thesis aim to develop specific heparanase inhibitors using sulfated polysaccharides for the treatment of tumor angiogenesis. The first part of this work is dedicated to the conception of low molecular weights sulfated polysaccharides obtainable from animal source (Héparine, Chondroïtine sulfate), algal source (Fucoidan, Carrageenan-λ-ι-κ) and bacterial source (dextran sulfate). To do so, we used a depolymeriation process based on free radicals associated to ultrasonic waves developed in 2013 in the laboratory. This depolymerization method was then coupled with a chemical process called glycol-split. The produced compounds were evaluated for their capacity to inhibit heparanase and blood coagulation. This screening phase lead to the identification of a low molecular weight compound produced from λ-carrageenan endowed with a strong heparanase inhibition power and a low impact on the blood coagulation. The second part of this work was then focused on the evaluation of the anti-angiogenic properties of our best heparanase inhibitors. To do so, we first evaluated the role of hypoxia and lack of nutrients on the heparanase production from breast cancer cell lines. In these higly stressful conditions, we observed that the MCF-7 cell line secreted a huge amount of heparanase. 3D Matrigel angiogenesis network formation using Hsk-MEC microvascular cells in the presence of MCF-7 heparanase rich supernatant showed a strong angiogenesis stimulation. Same tests realized in the presence of heparanase inhibitors showed an angiogenesis inhibition power that seemed correlated with heparanase inhibition.