Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés dans une première partie à la synthèse biomimétique d'alcaloïdes de type manzamines et plus particulièrement, aux manadomanzamines. Une étude de la réactivité des deux intermédiaires clés de leur biogenèse, les glutaconaldéhydes et les aminopentadiènals, a été entreprise. Ces mêmes molécules ont ensuite été utilisées comme équivalents synthétiques dans une synthèse biomimétique du squelette pentacyclique de la manadomanzamine A. Une seconde partie est consacrée à la préparation d'analogues stables de la pelletiérine en vue d'une synthèse biomimétique d'alcaloïdes du genre Lycopodium.

L'espèce Ludwigia leptocarpa (Onagracées) présente dans le paysage antillais est méconnue par la population locale. Pourtant, au Nigéria, ses feuilles sont préconisées pour traiter les rhumatismes, la dysenterie et pour leurs vertus laxative et vermifuge. L'absence de données phytochimiques sur cette plante justifie le choix de notre étude. Un criblage phytochimique réalisé sur les extraits bmts de feuilles, de fruits et de tiges a mis en évidence la présence de terpénoïdes dans les extraits hexane et dichlorométhane et des acides phénoliques et flavonoïdes dans les extraits méthanol et eau. L'évaluation du potentiel biologique des extraits apolaires des feuilles a révélé des activités antibiotique (E. coli et S. aureus) et anti-inflammatoire intéressantes. Les extraits plus polaires présentent des potentiels antioxydant, antibiotique (E. coli et S. aureus), antifongique (c. albicans et C. tropica/is), et antiviral (HSV-l) significatifs. L'étude des fractions volatiles de feuilles, de tiges et des parties aériennes par microextraction en phase solide a conduit à l'identification de 54 composés. Les analyses GC/MS menées sur les extraits apolaires de feuilles et de fruits ont mis en évidence la présence d'acides gras, de triterpènes et de stéroïdes. Le fractionnement et la purification des extraits polaires de feuilles ont mené à l'isolation et l'identification de 8 composés phénoliques parmi lesquels 1 acide polyhydroxylé, 3 acides phénoliques, 2 flavonoïdes et 2 tanins galliques. L'apport de nouvelles données scientifiques sur 1. leptocarpa contribue à la valorisation de cette matière végétale locale et laisse entrevoir des perspectives de recherche et d'application / Ludwigia Leptocarpa species (Onagraceae) is present in Caribean landscape, it remains unknown by French West Indies population. However, in Nigeria the leaves are recommended to treat rheumatism, dysentery and as laxative or deworming. The lack of data phytochemical on this plant justifies our study choice. A phytochemical screening carried out on crude extracts from leaves, fruits and stems highlighted terpenoids presence in hexane and dichloromethane crude extracts and phenolic compounds (phenolic acids and flavonoids) in methanol and water cmde extracts. The biological potentials evaluation of apolar extracts showed interesting antibiotic (E. coli and S. aureus) and inflammatory activities. Polar extracts present antioxidant, antibiotic (E. coli and S. aureus), antifungal (C albicans and C tropicalis), and viral (HSV-l) potential. Volatile fraction study of lcave, stems and aerial parts by Solid Phase MicroExtraction (SPME) 100 to theidentification of 54 compounds. GCIMS analysis conducted on leaves and fruits apolar extracts underlined the presence of fatty acid, triterpenes and steroids. Leaves polar extract fractionnation and purification resulted to isolation and identification of 8 phenolic componuds including 1 polyhydroxylated acid, 3 phenolic acids, 2 flavonoids and 2 gallic tannins. The addition of new scientific data on L. /eptocarpa contributes to the enhancement of this local plant rnaterial and suggests many opportunities for research and application

Ce travail présente l’étude phytochimique de cinq plantes péruviennes, Myrsine latifolia, M. congesta et M. sessiliflora (Primulaceae ex Myrsinaceae), Poraqueiba sericea (Icacinaceae) et Dendrobangia boliviana (Cardiopteridaceae ex Icacinaceae). L’étude des trois Myrsine nous a permis d’isoler onze composés déjà connus dans la littérature qui ont été testés pour leurs activités antileishmanienne (criblage sur Leishmania infantum promastigotes en luminescence) et cytotoxique (test in vitro sur des fibroblastes). Les résultats étaient négatifs pour les deux activités. A partir des tiges de Poraqueiba sericea nous avons pu isoler onze composés dont six triterpènes et trois saponines monodesmosides décrits pour la première fois dans cette famille de plante et deux sécoiridoïdes. Différentes activités biologiques ont été évaluées pour ces molécules : activités leishmanicide, cytotoxique et anti-élastase. Seuls les derniers tests ont révélés des activités pour deux tripterpénoïdes et pour le secologanoside. A partir de Dendrobangia boliviana quatorze saponines ont pu être isolées dont douze sont de nouveaux glycosides des acides serjanique ou phytolaccinique. L’analyse en LC-RMN a permis d’identifier cinq autres saponines de structures nouvelles. Ces composés ont été testés pour leurs activités biologiques et n’ont démontré aucune activité hémolytique et trois d’entre eux ont révélé une cytoxicité sur les fibroblastes. Les tests antileishmaniens n’ont révélé aucune activité. En bioautographie (HPTLC) ces saponines présentent un potentiel intéressant pour différentes activités biologiques (tyrosinase, α et β-glucosidases et acétylcholinestérase). / This work presents the phytochemical study of five Peruvian plants, Myrsine latifolia, M. congesta and M. sessiliflora (Primulaceae ex Myrsinaceae), Poraqueiba sericea (Icacinaceae) and Dendrobangia boliviana (Cardiopteridaceae ex Icacinaceae). The study of the three Myrsine enabled us to isolate eleven compounds already known in the literature which were tested for their antileishmanial (screening of Leishmania promastigotes luminescence) and cytotoxic activities (in vitro test on fibroblasts). The results were negative for both activities. From the stems of Poraqueiba sericea we were able to isolate eleven compounds including six triterpenes, three monodesmosides saponins described for the first time in this plant family and two secoiridoides. Various biological activities have been evaluated for these molecules: leishmanicidal, cytotoxic and anti-elastase activities. Only the last testing has suggested activities for two tripterpénoïdes and the secologanoside. From Dendrobangia boliviana fourteen saponins have been isolated including twelve novel glycosides of the serjanique or phytolaccinique acids. The analysis by LC-NMR allowed us to identify five other saponins with new structures. These compounds were tested for their biological activities and showed no hemolytic activity and three of them showed a cytotoxicity on fibroblasts. The antileishmanial test showed no activity. In bioautography (HPTLC) these saponins showed an interesting potential for different biological activities (tyrosinase, α and β-glucosidase and acetylcholinesterase).

Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est le cancer du foie le plus répandu et représente la seconde cause de décès par cancer dans le monde. Un mauvais pronostic et l'absence de traitement efficace en font un problème majeur de santé publique dans les pays en voie de développement, notamment en Asie du Sud-Est, justifiant pleinement la recherche de molécules ou d'approches thérapeutiques nouvelles contre l'HCC. Ce travail porte sur la recherche de molécules isolées de plantes vietnamiennes actives contre l'HCC. La première approche a consisté en un criblage pharmacologique de 33 substances naturelles qui a conduit à l'identification de 7 ent-kaurane diterpénoïdes isolés de Croton kongensis Gagnep. présentant des propriétés antiprolifératives originales. La seconde approche, par criblage in silico d'une banque de 354 substances naturelles, a permis d'identifier la solasonine comme inhibiteur de l'interaction mortalin - p53 induisant l'apoptose dans la lignée cellulaire humaine HepG2. / Human hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common type of liver cancer, the second most common cause of death from cancer worldwide. A very poor prognosis and a lack of effective treatments make liver cancer a major public health problem, notably in less developed regions, particularly in Eastern Asia. This fully justifies the search of new molecules and therapeutic strategies against HCC. The present work focused on finding bioactive compounds from Vietnamese plants against HCC. The first approach used classical screening of 33 natural compounds which resulted in the identification of 7 ent-kaurane diterpenoids isolated from Croton kongensis Gagnep. as potential agents. The second approach aimed at identifying molecules that could abrogate the interaction between Mortalin and p53 by in silico screening of a database of 354 natural compounds, which allowed the identification of Solasonine as a potent inhibitor of p53 - mortalin interactions.

Le but de ce travail de doctorat est l’étude chimique et biosynthétique de familles d’alcaloïdes guanidiniques d’origine marine provenant d’éponges de Méditerranée.Le travail est divisé en trois parties successives : 1) l’isolement d’alcaloïdes produits par des éponges marines de l’ordre des Poeciloscerida; 2) l’élucidation de la biosynthèse de la crambescine C1 par des études in vivo d’incorporation de précurseurs marqués au 14C; 3) la synthèse biomimétique de la crambescine A2 448 et de dérivés proches.La famille des alcaloïdes guanidiniques cycliques des crambescines est au coeur de la thèse, ces substances naturelles sont produites par l’éponge incrustante Crambe crambe. Ces alcaloïdes ont été découverts dans les années 1990 et ont suscité beaucoup d’intérêt pour leurs propriétés biologiques et écologiques et leurs synthèses totales. Par contre, leur biosynthèse était encore inconnue à ce jour. La seule synthèse biomimétique disponible était basée sur une hypothèse d’origine polyacétique. Les hypothèses récentes de nos groupes ont permis de mettre en avant une origine mixte: la partie cyclique guanidinique proviendrait d’un pyrrolidinium issu de l’arginine et d’un précurseur “céto-acide” proche des acides gras. Sur la base de cette hypothèse, nous avons mis au point une expérience d’incorporation qui a ensuite inspirée une voie de synthèse biomimétique pour l’accès aux crambescines et dérivés. Les premières conclusions quant à l’origine biosynthétique de ces molécules sont les faits les plus marquants de ce travail. Nous apportons une meilleure compréhension de la biochimie des alcaloïdes guanidiniques marins de structures complexes. / This thesis aims at the study of the chemical and biogenetic origin of specialized guanidine-alkaloid metabolites produced by sponges from the Mediterranean Sea.The work is divided into three main parts: 1) isolation of alkaloids produced by sponges of the Poeciloscerida order; 2) biosynthesis of crambescin C1 by in-vivo 14C-feeding experiments with Crambe crambe sponge; 3) biomimetic synthesis of crambescin A2 448 and derivatives. The main focus of the thesis will be the family of cyclic-guanidine alkaloids "crambescins", produced by the red incrusting sponge Crambe crambe.These alkaloids were discovered in the early 90s and despite the large interest on their biological activities, ecological roles, and synthesis, their biosynthesis is still unknown.The only available biomimetic synthesis of crambescins was based on a fully polyketide origin hypothesis. Recently our groups suggested an alternative biosynthetic hypothesis in which the guanidine-core would be originated from a condensation between a guanidinated pyrrolidinium derived from arginine and a beta-keto fatty acid. Based on this hypothesis, we designed a biosynthesis experiment that inspired a biomimetic synthesis route to access the crambescins and derivatives. The insights from these studies are the first experimental conclusions about the biosynthesis of crambescins. Finally, this work leads to a better comprehension of the biochemistry involved in guanidine marine alkaloids of complex structures.

Les substances naturelles organiques (résines d'arbres, huiles siccatives, colles animales, ou gommes) ont été employées, dans le domaine du patrimoine, dans différents contextes et applications. Leurs aspects similaires sous forme brute, transformée, ou altérée, et leurs compositions chimiques complexes rendent leur identification et leur discernement difficiles. Les techniques de référence utilisées pour leur analyse sont les méthodes séparatives couplées à la spectrométrie de masse, qui nécessitent un prélèvement destructif de l'échantillon peu favorable dans le domaine du patrimoine. Dans ce travail, une approche alternative non destructive exploitant les potentialités des spectroscopies Raman et infrarouge a été développée. Des méthodologies de traitement des signatures vibrationnelles mettant en évidence les différences entre les familles chimiques de notre corpus sont proposées sur la base de procédures multivariées (décompositions spectrales, analyses en composantes principales). Les substances naturelles organiques ont pu être classées par familles et sous-familles chimiques, leur vieillissement a été caractérisé, et les composants de mélanges organiques ont pu être identifiés et quantifiés. L'ensemble des développements méthodologiques a été appliqué à différents types de matériaux du patrimoine culturel, représentatifs des situations pouvant être rencontrées : des résines archéologiques d'un site yéménite médiéval, des matériaux bruts issus du fonds de commerce d'un marchand de couleurs du XIXème siècle, et enfin un corpus d'instruments de musique vernis issus des collections du Musée de la Musique (Paris).

L’identification d’une substance naturelle, produite par un organisme vivant n’est que l’une des toutes premières étapes du développement d’un nouveau médicament. Beaucoup de molécules à visée thérapeutique développées par des sociétés pharmaceutiques ont en fait été découvertes dans des laboratoires académiques. C’est toujours un continuum de la recherche fondamentale vers la recherche appliquée, souvent de la recherche publique vers la recherche privée, qui aboutit à la mise au point d’un médicament. Leur fabrication, directement à partir de substances naturelles, pose fréquemment le problème de l’approvisionnement en matière première. De nombreuses équipes du monde entier se heurtent aux difficultés de synthèse de ces molécules naturelles complexes. Ce travail de thèse retrace l’histoire des travaux majeurs sur la recherche de molécules naturelles d’intérêt médical à travers les succès et les échecs de chercheurs ayant mis leur énergie, leur imagination, leur ténacité et leur patience au service de la science pour surmonter les obstacles et découvrir de nouvelles molécules de grand intérêt thérapeutique. Elle présente également un travail complémentaire de mise au point d’une base de données regroupant un certain nombre de plantes utiles dans la lutte contre le cancer dans le cadre d’un projet de vulgarisation scientifique. La discussion est consacrée à la question de la place du hasard dans les découvertes scientifiques à travers l'exemple de Pierre Potier. / Identifying a natural substance produced by a living organism is only one of the very first steps towards the development of a new drug. Many molecules which were aimed at therapeutic goals and developed by pharmaceutical companies have in fact been discovered in academic research laboratories. The elaboration of a new drug is always a continuum from basic research toward applied research, and often from public research toward private research. Making these drugs straight from natural substances frequently confronts us with the problem of finding the raw materials. Numerous teams all over the world are facing the difficulties linked to the synthesis of these complex natural molecules.This PhD thesis relates the story of the milestones in the research of natural molecules for medicine through the successes and failures of scientists who put their energy, imagination, tenacity and patience into Science in order to overcome obstacles and discover new molecules for therapeutic use.It also presents a complementary work which consists in developing a database of useful plants in cancer fighting as part of a project of scientific vulgarisation. The discussion is about the part of chance in scientific discovery through the example of Pierre Potier.

L’inhibition de l’arginase a été montrée pour le traitement de la dysfonction endothéliale dans plusieurs pathologies. Des inhibiteurs sont actuellement commercialisés (nor-NOHA, ABH et BEC) mais en dépit de leur potentiel, ils sont incompatibles avec un usage médical per os. L’obtention de nouveaux inhibiteurs reste donc un challenge pour le développement de candidats médicaments. La source naturelle et la voie hémisynthétique notamment, restent encore des axes peu explorés. Visant d’abord le développement d’un test fiable et reproductible pour l’évaluation de la capacité inhibitrice de molécules, nous avons optimisé un test existant et mis en place un essai colorimétrique miniaturisé et partiellement automatisé, utilisant une arginase mammifère commerciale, purifiée de foie de bœuf. Ce test a été validé via l’utilisation d’inhibiteurs de référence (CI50 : nor-NOHA 1,7 μM / BEC 3,3 μM), avant d’être utilisé pour l’évaluation biologique d’une série de polyphénols naturels, mettant en évidence les potentialités inhibitrices de l’acide chlorogénique (acide caféoylquinique / CI50 10,6 μM) et du picéatannol (stilbène / CI50 12,1 µM). Des études de cinétique enzymatique ont montré que l’inhibition était réversible et compétitive tandis que des études de docking moléculaire ont montré l’intérêt de la partie caféique pour l’activité inhibitrice. Nous nous sommes alors focalisés sur l’obtention de dérivés d’hémisynthèse. Dix-neuf dérivés dérivés cinnamides ont été préparés ainsi qu’une série de cinq composés esters. Les études de relation structure-activité ont montré le rôle important du groupement catéchol pour l’activité de ces molécules. Le composé (E)-N-(2-phényléthyl)-3,4-dihydroxycinnamide ou « caffeic acid phenyl amide » (CAPA) a présenté la meilleure activité (CI50 6,9 μM). C’est un inhibiteur réversible et compétitif de l’arginase étudiée et ses études de docking avec le site catalytique de l’enzyme ont confirmé les interactions du catéchol avec des résidus conservés du site actif et les ions manganèse. La préparation des dérivés de stilbènes cibles n’a pas été couronnée de succès mais grâce à des collaborations, deux stilbènes naturels, l’astringine et le picéide, ainsi qu’une série de stilbénoïdes synthétiques ont pu être évalués. Cependant, aucun de ces composés n’a révélé d’activité intéressante.Finalement, notre projet de thèse a mis en évidence les activités prometteuses de deux composés naturels, l’acide chlorogénique et le picéatannol, ainsi que celle d’un composé hémisynthétique dérivés cinnamide de l’acide caféique (CAPA). Ces molécules ont en commun, au niveau structural, la présence d’une partie 3,4-dhydroxycinnamique (caféoyle), révélant l’intérêt de ce motif pour la conception d’autres molécules à capacité inhibitrice d’arginase. Ces résultats obtenus in silico et in vitro sur l’arginase bovine b-ARG I devront être confirmés sur l’arginase humaine h-ARG avant d’envisager d’éventuelles études in vivo pour ces candidats-médicaments potentiels. / Inhibition of the enzyme arginase has been shown its evidences for the treatment of endothelial dysfunction in several pathologies. Some arginase inhibitors are currently being marketed (nor-NOHA, ABH and BEC) but despite their potency, they are incompatible with an oral administration. Research of new arginase inhibitors remains a challenge for the development of drug candidates. Natural source and semisynthetic compounds, in particular, still remain widely unexplored avenues.Firstly focusing on development of a reliable and reproducible in vitro assay for evaluation of arginase inhibitory capacity of molecules, we optimized a previously published protocol, which resulted in a colorimetric, miniaturized and partially automated assay by using a commercial mammalian arginase, purified bovine liver arginase (b-ARG I). This test was validated by evaluating the reference inhibitors (IC50: nor-NOHA 1.7 µM / BEC 3.3 µM). Then we used it for the biological evaluation of a series of natural polyphenols. The most active compounds were chlorogenic acid (caffeoylquinic acid / IC50 10.6 µM) and piceatannol (stilbene / IC50 12.1 µM). Enzyme kinetic studies showed that the inhibition mechanism of these two polyphenols was reversible and competitive, whereas molecular docking studies demonstrated the importance of caffeic moiety for the inhibitory activity. We then continued on synthesis and biological evaluation of semisynthetic derivatives, which were inspired by natural arginase inhibitors. Nineteen cinnamide derivatives and a series of five ester compounds were prepared. Structure-activity relationships (SARs) have shown the important role of catechol group for arginase inhibitory activity of these molecules. The compound (E)-N-(2-phenylethyl)-3,4-dihydroxycinnamide or "caffeic acid phenyl amide" (CAPA) showed the best activity (IC50 6.9 µM). This compound was characterisized as a reversible and competitive inhibitor of arginase by enzyme kinetics. Docking studies suggested several interactions between catechol function of CAPA with crucial residues of the arginase active site and manganese ions. The preparation of stilbene derivatives was not successful during this work. However thanks to collaborations, two natural stilbenoid glucosides (astringin and piceid), as well as a series of synthetic stilbenoid derivatives were evaluated for their arginase inhibition. Nevertheless, none of these stilbenoids has revealed an interesting activity.Finally, our thesis project showed potential arginase inhibitory activity of two natural compounds, chlorogenic acid and piceatannol, as well as a semisynthetic cinnamide derivative (CAPA). Considering their structures, these molecules have the presence of 3,4-dihydroxycinnamoyl (caffeoyl) moiety in common, revealing the importance of this moiety for the design of new arginase inhibitors. The results obtained from in silico and in vitro studies on bovine arginase (b-ARG I) should be confirmed on human arginase assay, before being evaluated in in vivo models for the druggable candidates.

Le groupe Substances Naturelles Marines du LCMBA (UMR 6001 CNRS-UNSA) se consacre à l'isolement et à la caractérisation de nouvelles molécules bioactives à partir d'invertébrés marins (spongiaires et cnidaires principalement). Suivant l'intérêt que ces molécules originales suscitent, leur valorisation peut concerner autant le domaine de la pharmaceutique que celui de la biosynthèse ou de l'écologie chimique. Ce manuscrit présente les travaux de recherche réalisés sur les deux éponges Pandaros acanthifolium et Agelas oroides, et sur les deux cnidaires Astroides calycularis et Parazoanthus axinellae. P. acanthifolium, très peu étudié, a permis l'isolement d'une nouvelle famille de saponines stéroïdiennes. La famille des orthidines et une nouvelle aplysinopsine, ont été isolées pour la première fois d'A. calycularis. Enfin, nous décrivons une nouvelle famille d'alcaloïdes isolée de P. axinellae qui nous a permis de distinguer deux morphotypes de P. axinellae d'après leurs profils chimiques. A. oroides a été choisi comme modèle d'étude pour la mise en place d'un nouveau protocole de biosynthèse in vivo des alcaloïdes de type pyrrole-2-aminoimidazoles (P2AI). Ces études permettent de confirmer l'utilisation de la proline dans la biosynthèse des P2AI.

Les alcaloïdes canthin-6-one, 5-méthoxy-canthin-6-one et N-oxyde de canthin-6-one ainsi que l'alkylamide sanshool et trois coumarines ont été identifiés et quantifiés des écorces, feuilles (dans ce cas une étude annuelle a été menée), fruits et racines de Zanthoxylum chiloperone var. angustifolium (Rutaceae) récoltée en Amérique du Sud. Divers analogues de la canthin-6-one ont été obtenus par hémisynthèse en exploitant la réactivité de l'azote pyridinique N-3. De nouveaux analogues ont été synthétisés à partir de différentes tryptamines et anhydrides fonctionnalisés. La mise au point de nouvelles voies de synthèse, permettant leur obtention en 3 ou 4 étapes avec de bons rendements, a permis notamment de retracer toute la voie de biosynthèse de ces alcaloïdes. La stratégie de synthèse a, ensuite, été spécifiquement adaptée à la synthèse de molécules à motifs prénylés. L'activité antituberculeuse, l'activité antiproliférative sur cellules souches cancéreuses, ainsi que plusieurs activités antiparasitaires (maladie de Chagas, paludisme, activité nématicide) ont été étudiées et divers mécanismes d'action proposés. Finalement, nous avons réalisé une étude originale d'électrochimie sur des canthinones ainsi que les premiers essais de formulation galénique avec cette famille d'alcaloïdes.