Les levures du genre Candida provoquent 70 à 90% des infections fongiques invasives chez l’Homme. Candida albicans est l’espèce de levure la plus souvent isolée et la plus pathogène au niveau de la cavité orale. Cette levure présente des facteurs de virulence multiples, notamment une capacité à modifier sa morphologie (dimorphisme), des adhésines servant à la reconnaissance de l’hôte, la sécrétion de phospholipases et d’aspartyl protéases et une capacité à former des biofilms. L’augmentation constante des infections fongiques et des résistances aux antifongiques, des effets secondaires et du coût des traitements, justifie la recherche de nouvelles molécules actives contre les biofilms impliquant des levures. Après une revue de la littérature sur les modèles de biofilms oraux, nous avons étudié l’effet d’un extrait végétal de Solidago virgaurea sur C. albicans. Une première étude a montré que l’extrait, par ailleurs dépourvu d’effet antibactérien, pouvait agir sur le champignon en : 1) empêchant la conversion de levures en hyphes, 2) inhibant la formation de biofilm, et 3) en dissociant le biofilm déjà formé. La deuxième étude visait à comprendre le mode d’action de cet extrait. Elle a montré que l’extrait de S. virgaurea inhibait l’expression de protéines impliquées dans l’adhésion et la filamentation. Par ailleurs, il exerce un effet synergique sur l’élimination du biofilm lorsqu’il est combiné à des antifongiques. L’ensemble de ces résultats positionne l’extrait de S. virgaurea en candidat prometteur pour une approche innovante du traitement topique des candidoses cutanéomuqueuses. / Candida yeast cause 70 to 90 % of human invasive fungal infections. In the oral cavity, Candida albicans is the most frequently isolated the most pathogenic species. This yeast has multiple virulence factors, including the capacity to alter its morphology (dimorphism), adhesins for host-recognition, the secretion of phospholipases and aspartyl proteases, and the ability to form biofilms. The search for new anti-biofilms drugs and, in particular, those targeting biofilm involving yeast is justified by the constantly increasing incidence of fungal infections and antifungal resistance, treatments side effects and costs. We first reviewed the literature regarding oral biofilm models. Then, we studied the effect of a Solidago virgaurea extract against C. albicans. A first study showed that this extract, which has no antibacterial effect, could act on the fungus in several ways, including: 1) inhibiting yeast-to-hypha transition, 2) inhibiting biofilm formation, and 3) disrupting existing biofilm. The second study aimed to understand the mode of action of this extract. It showed that it might act via the down-regulation of proteins involved in yeast adhesion and filamentation. Furthermore, it acted in synergy with antifungals to eliminate biofilm. Overall, these findings indicate that this S. virgaurea extract is a promising candidate for an innovative approach of superficial candidiasis topical therapy.

Dans le but de valoriser la biodiversité végétale des Alpes-Maritimes, une plante commune dans cette région, Solidago virgaurea, a été sélectionnée pour son potentiel inhibiteur de la conversion levure-hyphe de Candida albicans, micro-organisme responsable d’infections bucco-dentaires de type candidose. Le fractionnement bioguidé de l’extrait aqueux a conduit à l’identification d’une famille de saponines particulièrement active. Parmi les onze saponines majoritaires caractérisées par RMN et HRMS, cinq se sont révélées être de nouvelles structures. Les tests biologiques ont néanmoins montré qu’elles n’étaient pas toutes actives contre la forme filamenteuse de C. albicans. Ces résultats ont conduit à une étude de la variabilité de la composition en saponines de plusieurs populations alpines de S. virgaurea. Trois méthodes de dosage des saponines ont été développées par HPLC et HPTLC. Les résultats ont démontré l'influence de différents facteurs sur la composition en saponines. Enfin, la composition globale de différents extraits de S. virgaurea a été étudiée dans le but d'identifier des activités biologiques complémentaires. Parmi les composés identifiés, trois nouveaux acides octulosoniques ont été caractérisés, aux côtés de trois composés phénoliques identifiés pour la première fois chez S. virgaurea. Les tests biologiques sur les extraits et fractions ont par ailleurs mis en évidence des activités antioxydante, anti-tyrosinase et inhibitrice de cellules cancéreuses in vitro. Ces tests devront être approfondis ultérieurement. / Toward the promotion of plant diversity of Maritime Alps, a common plant of the alpine area, Solidago virgaurea, was chosen to its inhibiting activity of Candida albicans yeast-hyphal conversion, a causal agent of opportunistic oral infections named candidiasis. In a first step, an aqueous extract of S. virgaurea was submitted to bioassay guided fractionation. This led to an active saponin-containing fraction from which eleven saponins were characterized by carrying out NMR experiments along with HRMS analyses. Five out of these were identified for the first time and bioassays showed that saponins activity varied according to the molecular structure of the compound. In a second step, the saponins composition of various S. virgaurea populations was studied qualitatively and quantitatively, using HPLC and HPTLC. Results demonstrated that saponins composition depends on various factors. Finally, the overall chemical composition of different S. virgaurea extracts was investigated searching for additional bioactivities. Among all the identified compounds, three new octulosonic acids were characterized and three phenolic compounds were found for the first time in S. virgaurea. Moreover, bioassays on extracts and fractions showed antioxidant, anti-tyrosinase activity and inhibition of cancer cell lines in vitro. Further bioassays have now to be completed. As a conclusion, this work was the starting point of an oral care product development and the setting-up of an innovative sector.

Mit den vorgestellten Untersuchungen sollten das Potential der in Europa vorkommenden Echten Goldrute für den Anbau evaluiert und der Einfluß von Erntetermin, Schnitthöhe und Düngungsmaßnahmen sowie der abiotischen Umweltfaktoren Licht und Wasser auf den Ertrag und den Inhaltsstoffgehalt von Solidago virgaurea L. geprüft werden. In vier Feldversuchen wurden Inhaltsstoffgehalte, Ertragsparameter, Entwicklungsstadien sowie morphologische Merkmale untersucht. Die Gehalte an Flavonolglycosiden, Phenolglucosiden und Kaffeesäurederivaten wurden mittels HPLC und nachfolgender DAD-Detektion bestimmt. 45 Akzessionen aus dem europäischen Verbreitungsgebiet wurden anhand ihres Blühtermines gegliedert, den Unterarten virgaurea und minuta zugeordnet, und mit Hilfe von 33 morphologischen Merkmalen charakterisiert. Die Analyse von 452 Einzelpflanzen ergab Spannweiten von 0.4 bis 2.4 % Flavonolglycosiden, 0.7 bis 4.6 % Kaffeesäurederivaten und 0 bis 1.6 % Phenolglucosiden. Die phytochemische Zusammensetzung war innerhalb der einzelnen Akzessionen, insbesondere in der Unterart virgaurea hoch variabel. In einer anbaubezogenen Gesamtbewertung der Akzessionen erwiesen sich Herkünfte der Unterart virgaurea aufgrund hoher Drogenerträge von maximal 109 dt/ha und eines ausgewogenen Inhaltsstoffspektrums als die Wertvollsten. Im Lauf der Ontogenese stieg der Drogenertrag der Echten Goldrute an, während die Inhaltsstoffgehalte schwankten (Kaffeesäurederivate, Flavonolglycoside) oder relativ kontinuierlich absanken (Phenolglucoside). Eine gehaltsorientierte Ernte müßte daher zum relativ frühen Zeitpunkt des mittleren Knospenstadiums erfolgen. Hohe Masse- und Inhaltsstofferträge sind in einem Ernteverfahren mit niedrigen Schnitthöhen von 15 bis 30 cm erreichbar. In voll besonnten Pflanzen wurde im Vergleich zu schattierten eine höhere Anreicherung von Flavonolglycosiden und Kaffeesäurederivaten festgestellt, die durch die UV-Schutzfunktion dieser Stoffgruppen erklärbar ist. Daher muß angenommen werden, daß ontogenetisch bedingte Gehaltsveränderungen der Flavonolglycoside und Kaffeesäurederivate durch unterschiedliche Strahlungsverhältnisse überlagert werden können. Stickstoffdüngung verursachte neben der erwarteten ertragssteigernden Wirkung Unterschiede im Inhaltsstoffgehalt. In der ungedüngten Variante wurden jeweils die höchsten Flavonolglycosidgehalte bestimmt, gefolgt von der organischen Düngung sowie der Mehrnährstoff- und Stickstoffdüngung. Während die ermittelten Stickstoff- (maximal 96 kg/ha N) und Phosphorentzüge (maximal 39 kg/ha P2O5) vergleichsweise gering waren, wurden Kaliumentzüge (maximal 172 kg/ha K2O) festgestellt, die auch im Vergleich zu anderen Blatt- und Krautdrogen relativ hoch ausfielen. Im Gesamtüberblick aller Einflüsse wurde deutlich, daß Flavonolglycoside, gefolgt von Kaffeesäurederivaten am empfindlichsten auf Umwelteinflüsse wie Lichteinstrahlung und Nährstoffverfügbarkeit reagierten, während die Gruppe der Phenolglucoside nur geringe Schwankungen zeigte. Die Ergebnisse aller Versuchsfragen spiegeln das Spannungsfeld von landwirtschaftlichem Ertrag und pharmazeutisch geforderter Qualität wider, die häufig negativ korreliert sind. Bei der Produktion der Droge von Echter Goldrute muß daher eine Balance zwischen beiden Zielgrößen gefunden werden. / The aim of the presented studies was to evaluate the potential for cultivation of the European Goldenrod (Solidago virgaurea L.) and to examine the influences of harvesting date, cutting height, fertilization and of the abiotic environmental factors light and water on drug yield and compound content of the plant. In four field trials a fingerprint of 10 constituents, several parameters of drug yield, development stages and morphological traits were examined. The contents of flavonol glycosides, phenolic glucosides and caffeic acid derivatives were determined by HPLC and UV-detection by DAD. 45 european accession were sorted by their dates of anthesis and subdivided into the subspecies virgaurea and minuta and thereafter characterized by 33 morphological traits. The analysis of 452 individual plants showed ranges of 0.4 to 2.4 % flavonol glycosides, 0.7 to 4.6 % caffeic acid derivatives and 0.0 to 1.6 % phenolic glucosides. Within the examined accessions, especially subspecies virgaurea, a high variability of the phytochemical composition was observed. In an evaluation, accessions of subspecies virgaurea turned out to be most suitable for cultivation due to high drug yields up to 106 dt per ha and well-balanced spectra of constituents. During ontogenesis the drug yield of S. virgaurea increased, while compound contents varied (caffeic acid derivatives, flavonol glycosides) or decreased continuously (phenolic glucosides). Therefore a harvest aiming at high compound contents has to be carried out at a early development stage of mid budding. High mass and constituent yields can be obtained by a harvesting method with low cutting heights of 15 to 30 cm above ground. Plants in a sunny environment accumulated significantly higher amounts of flavonol glycosides and caffeic acid derivatives than shaded plants, which can be explained by the UV-protective function of these compound groups. Therefore it can be concluded that phytochemical variations during ontogenesis could be modified by different light conditions. Beside the expected drug yield increase, fertilization with nitrogen caused differences in the compound contents. The highest flavonol glycosides contents were observed in the unfertilized treatment, followed by treatments with organic fertilization, multinutrient fertilizer and calcium ammonium nitrate. While the nitrogen uptake by the plant (maximal 96 kg/ha N) and phosphorus (maximal 39 kg/ha P2O5) were relatively low, contrary potassium uptake (maximal 172 kg/ha K2O) was relatively high compared to other herbal drugs. In an overview of all influences it became obvious that the reaction of flavonol glycosides and caffeic acid derivatives were relatively sensitive to environmental influences such as light conditions and nutrient availability, while the group of phenolic glucosides showed low variations. The results of all field trials reflect the conflict between agricultural yield and pharmaceutical quality which are frequently negatively correlated. Therefore a balance between these two goals has to be found during drug production of S. virgaurea.