Cette these en cotutelle entre le Laboratoire Peptlab de l’Université de Florence en Italie et le Laboratoire de Pharmacognosie de l’Université de Bourgogne Franche-Comté en France, porte sur l’extraction, la purification et l’élucidation structurale de saponines d’origine végétale en tant que mimétiques d’antigènes impliqués dans une réponse immunitaire. L’étude phytochimique de cinq espèces végétales appartenant à trois familles différentes, Fabaceae : Wisteria frustecens, Wisteria floribunda “macrobotrys”, Wisteria floribunda “rosea”, Caprifoliaceae : Weigela florida “rumba” et Polygalaceae : Polygala acicularis, a conduit à l’isolement de seize glycosides triterpéniques naturels parmi lesquelles six sont de structure nouvelle, une a été isolée sous sa forme native pour la première fois, et neuf déjà répertoriées dans la littérature. Les composés ont été isolés grâce à l’utilisation de différentes méthodes chromatographiques. Leurs structures ont été élucidées en utilisant principalement la RMN 2D et la spectrométrie de masse. Parmis ces seize molécules, six ont été sélectionnées pour être testées en tant que mimétiques d’antigènes impliqués dans une réponse immunitaire. De plus, un flavonoïde glycosylé extrait de Sophora japonica et un acide triterpénique commercial, l’acide ursolique, ont eux aussi été choisis comme mimétiques d’antigènes. Des tests immunochimiques (ELISA) ont été réalisés afin d’évaluer leur potentiel en tant que mimétiques d’antigènes dans le sang de patients atteints de sclérose en plaque ou du syndrome de Rett. Le taux IgM dans le sérum des patients atteints de sclérose en plaque ou du syndrome de Rett a été mesuré et comparé à celui de donneurs sains. Concernant la sclérose en plaque, les résultats sont peu significatifs concernant le potentiel des saponines en tant que mimétiques d’antigènes. Mais dans le cas du syndrome de Rett des résultats intéressants et surprenants ont été obtenus. En effet, l’hypothèse de départ était l’implication de la partie glycosylée dans la reconnaissance d’autoanticorps. Pour le syndrome de Rett, l’acide ursolique, qui est un aglycone, démontre une grande efficacité dans la reconnaissance d’IgM. Par contre, un triterpène glycosylé démontre lui aussi une efficacité semblable. Les résultats obtenus sont donc à analyser afin d’établir des relations structure/activité fiables. / This PhD in co-direction between the Peptlab Laboratory of the University of Firenze (Italy) and the Laboratory of Pharmacognosy of the University of Bourgogne Franche-Comté (France), deals with extraction, purification and structural elucidation of saponins from plants as mimetic antigens involved in an immune response. The phytochemical study of five species from three different families, Wisteria frustecens, Wisteria floribunda “macrobotrys” and Wisteria floribunda “rosea” from Fabaceae, Weigela florida “rumba” from Caprifoliaceae, and Polygala acicularis from Polygalaceae, allowed us to isolate sixteen natural glycosides: six with new structures, one analyzed for the first time in its native form, and nine which have been already described in the literature. These compounds were isolated using various chromatographic methods, and their structures were elucidated using mainly 2D NMR and mass spectrometry. From the isolated glycosides, six were selected and tested as mimetics of native antigens involved in the immune response. Moreover, one flavonoid glycoside extracted from Sophora japonica, and one commercial triterpenic acid, ursolic acid, were also chosen as mimetics of native antigens. Immunoenzymatic assays (ELISA) were performed for each compound to evaluate their potential as mimetics of native antigens of multiple sclerosis and Rett syndrome. The IgM levels in sera of patients affected by multiple sclerosis and Rett syndrome were measured and compared to normal blood donors. Concerning multiple sclerosis, no significant results were obtained for saponins, but in the case of Rett syndrome, interesting and surprising results were obtained. Indeed, the first hypothesis was that the glycosyl part of the molecule could be relevant for antibody recognition. In the case of Rett syndrome ursolic acid, an aglycone without any glycosidic part, demonstrated a good efficiency in IgM recognition. On the other hand, one triterpenic glycoside showed similar results. These results were discussed to define possible structure/activity relationships.

Les extraits n-hexaniques respectivement des feuilles d’Hopea odorata Roxb. et du bois de Dipterocarpus costatus Gaertn.f. ont été sélectionnés sur la base d’un criblage biologique préliminaire. Ces extraits présentent des activités cytotoxiques significatives sur les lignées MCF-7 (cancer du sein) et NCI-H187 (cancer du poumon non à petite cellule). De plus, l’extrait du bois de D. costatus inhibe la croissance de la souche K1 de Plasmodium falciparum. L’étude phytochimique de l’extrait n-hexanique des feuilles d’Hopea odorata a permis d’isoler 19 composés terpéniques dont 16 triterpènes des séries lupane (n=8), (3,4-seco)cycloartane (n=4), friedélane (n=2) et oléanane (n=2). Parmi les lupanes, l’acide 3,30-dioxolup-20(29)-èn-28-oïque a été isolé pour la première fois d’une source naturelle. L’évaluation de l’effet de ces lupanes sur la croissance de quatre lignées cancéreuses humaines (PC3, MDA-MB-231, HT-29 and HCT116) a permis d’identifier des composés actifs et d’apporter des éléments de relations structure-activité tels que l’influence du degré d’oxydation des positions C-3, C-28 et C-30 sur la cytotoxicité. Parmi les cycloartanes, deux nouveaux 3,4-secocycloartanes ont été identifiés. Il s’agit de deux esters d’acide gras saturés et de l’acide (24S, 25S, 26)-trihydroxy-3,4-secocycloart-4(29)-èn-3-oïque. Par ailleurs, l’étude phytochimique de l’extrait n-hexanique du bois de Dipterocarpus costatus a permis d’isoler 31 terpènes dont 12 nouveaux triterpènes, parmi lesquels 5 norlupanes, 3 dammaranes, 2 nordammaranes et 2 secodammaranes. Les activités biologiques de l’ensemble des composés isolés, ont été évaluées sur la croissance des lignées cancéreuses humaines précédemment citées et de muscle squelettique de rat L-6, ainsi que sur la croissance de la souche K1 du Plasmodium falciparum. En particulier, le norlupane 36 possédant une fonction endoperoxyde, montre une forte activité antiplasmodiale associée à une faible cytotoxicité. / Preliminary study of the extracts from Hopea odorata leaves and Dipterocarpus costatus wood showed that the hexane extracts of both plants exhibited cytotoxicity against breast cancer (MCF-7) and small cell lung cancer (NCI-H187), in conjunction with potent antimalarial (against Plasmodium falciparum K1 strain) activity of D.costatus wood hexane extract. Phytochemical studies of H. odorata leaves hexane extract led to the isolation of 16 terpenoids in the series lupane (n = 8), (3,4-seco) cycloartane (n = 4), friedelane (n = 2) and oleanane (n = 2). Among lupanes, 3,30-dioxolup-20(29)-en-28-oic acid was isolated for the first time from a natural source. Cytotoxicity of lupanes triterpenes against four human cancer cell lines (PC3, MDA-MB-231, HT-29 and HCT116) was evaluated and showed the structure activity relationship related to the oxidation degree at position 3, 28 and 30. Among cycloartanes two new 3,4-seco-cycloartanes were identified. They are saturated fatty acid esters of (24S,25S,26)-trihydroxy-3,4-seco-cycloart-4(29)-en-3-oic acid. Isolation of D. costatus wood hexane extract discovered 31 terpenoids of which 12 triterpenes are new, including 5 norlupanes, 3 dammaranes, 2 nordammaranes and 2 secodammaranes. The biological activities of all isolated compounds were evaluated through cytotoxicity against human cancer cell lines mentioned above and rat myoblast-derived cells L-6, as well as antimalarial activity against Plasmodium falciparum K1 strain. Interestingly, the norlupane 36, possessing an endoperoxide group, showed a strong antiplasmodial activity associated with low cytotoxicity.

Cette étude a pour objectif d'identifier dans la matière organique (MO) archivée dans les sédiments lacustres de nouveaux marqueurs des climats passés. Le site d'étude est le Lac Caço, au nord-est du Brésil. Ce lac présente l'intérêt d'être situé dans une zone climatiquement sensible, à l'actuelle entrée de la Zone de Convergence Inter Tropicale dans le continent. La caractérisation globale du contenu organique sur une carotte de 6m a montré que la MO provient essentiellement de végétaux supérieurs. Les différences marquées dans l'état de préservation de cette MO indiquent des conditions climatiques contrastées depuis la fin du Dernier Maximum Glaciaire. De nouveaux marqueurs moléculaires spécifiques de végétaux supérieurs (onocérane I, éthers méthyliques de triterpènes pentacycliques) ont été identifiés. Ces molécules témoignent des associations botaniques qui ont peuplé le bassin versant et des conditions physico-chimiques qui prévalaient lors du dépôt du sédiment.

Ce travail porte principalement sur l'étude de la partie triterpénique de trois résines végétales naturelles et commercialement disponibles, l'oliban, la dammar et la mastic, par diverses techniques analytiques (IRTF, CLHP/UV, CLHP/UV/Fluorimétrie etCPG-SM). Une étude fluorimétrique a été réalisée sur ces trois résines via réaction de greffage d'un marqueur de fluorescence(chlorure de dansyle), ce qui a permis de détecter les molécules triterpéniques par fluorimétrie, de diminuer leur seuil de détection et d'obtenir une empreinte digitale fluorimétrique spécifique pour chaque résine étudiée. Ce protocole a été appliqué avec succès sur un échantillon archéologique (G14) et le matériel résineux a été identifié (résine oliban, espèce B. frereana). La partie triterpénique a été extraite par divers procédés d'extraction (le reflux, le Soxhlet et les ultrasons) en utilisant trois différents solvants (le méthanol, le n-hexane et le d-limonène) dans le but de déterminer les conditions optimales pour l'extraction et l'identification des molécules triterpéniques par CLHP/UV. Deux colonnes de phase inverse ont été testés dans ce travail : une colonne classique RP-18 (Merck) et une colonne "core-shell" Kinetex (Phenomenex) pour essayer d'optimiser les conditions d'analyse. La colonne Kinetex a permis une diminution de temps d'analyse de 73% pour l'oliban et de 70% pour la dammar et la mastic, ce qui représente un résultat très encourageant. Le protocole optimisé a été appliqué avec succès sur l'échantillon archéologique G12 supposé contenir de la mastic, ce qui a été confirmé par les analyses CLHP/UV et CPG-SM. Une étude quantitative de rendement et d'aire relative du pic a été également réalisée. Les extraits ont été analysés par CLHP/UV etCPG-SM. Pour l'analyse en CPG-SM, la préparation des échantillons a été faite à travers la formation des dérivés TMS(triméthylsilylés) dans le but de créer une base de données de dérivés TMS pour les résines dammar et mastic. L'identification des composés caractérisés dans ce travail a été faite selon la littérature spécialisée, les tR et les spectres UV correspondants. Led-limonène, un solvant "vert", a été utilisé pour la première fois pour l'extraction de ce genre de matériaux, à notre connaissance et il permet une formation directe des dérivés TMS, en présence de solvant d'extraction. Au même temps, sep téchantillons artistiques supposés contenir un vernis à base d'une résine naturelle, en provenance de la Galerie Nationale de Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) ont été analysés et seulement pour un de ces sept échantillons, il a été mis en évidence la présence d'une gomme-résine naturelle. L'étude scientifique des échantillons bosniens agrandira la documentation sur l'Art et sur le patrimoine culturel de Bosnie-Herzégovine, qui rencontre une période difficile depuis la dernière guerre (1992-1995)

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la thématique du Laboratoire de Pharmacognosie de l'UFR Pharmacie, au sein de l'Université de Bourgogne. Elle vise essentiellement la recherche de molécules d'origine végétale principalement des saponines biologiquement actives issues de la biodiversité tropicale. Dans ce contexte l'étude de plantes malgaches, Polycarpaea corymbosa Lamk. (CARYOPHYLLACEAE), Pittosporum verticillatum Bojer subsp. verticillatum (PITTOSPORACEAE), Solanum incanum L. et S. heteracanthum Dunal. (SOLANACEAE) a conduit à l'isolement de quinze glycosides naturels par les techniques de chromatographie solide-liquide, de chromatographie liquide à moyenne pression, de flash chromatographie, et de chromatographie liquide sous vide. Les structures ont été élucidées principalement par les techniques spectroscopiques de RMN-1D et -2D, et de spectrométrie de masse. Il s'agit de neuf saponines triterpéniques de type oléanane, parmi lesquelles sept sont des nouveaux composés naturels, ainsi que cinq saponines stéroïdiques de type spirostane et furostane, dont une nouvelle, et un glycoalcaloïde stéroïdique connu. Treize molécules isolées ont été testées en vue d'évaluer leurs activités cytotoxiques sur six lignées cellulaires cancéreuses humaine et animale. Nos résultats montrent que quatre d'entre elles possèdent une cytotoxicité significative sur les lignées HT-29, HCT 116, SW480, DU145, EMT6, et H9c2.

Dans le cadre de la recherche de composés pouvant stimuler la sécrétion de l’hormone hypoglycémiante GLP-1 (glucagon-like-peptide 1) et sur des critères ethno-pharmacologiques et taxonomiques, différentes Asclepiadoidées ont été criblées sur un modèle cellulaire (lignée STC-1). Cette approche nous a permis de sélectionner deux espèces de Cynanchum malgaches. L’isolement bio-guidé de C. marnierianum a conduit à la purification de 2 nouveaux glycosides prégnaniques, les marnieranosides. L’exploration phytochimique de C. menarandrense a permis l’identification de 5 nouvelles structures prégnaniques et de 2 prégnanes déjà signalés dans un genre taxonomiquement proche et hypoglycémiant : Caralluma. Les prégnanes purifiés ont aussi été évalués pour leur effet sécrétagogue GLP-1 et cytotoxique mais seuls les marnieranosides se sont avérés bioactifs. Des analogies structurales entre les molécules identifiées dans le genre Cynanchum et des molécules bioactives isolées au préalable d’espèces antidiabétiques (genres Hoodia et Caralluma) valident notre stratégie pour la découverte des métabolites secondaires avec un potentiel antidiabétique. / In the framework of our search for antidiabetic compounds capable of stimulating the secretion of the hypoglycemic hormone GLP-1 (glucagon-like-peptide 1), based on ethnopharmacological and taxomic criteria, several Asclepiadoidae plants were screened with an in vitro model (STC-1 cell line). This approach led to the selection of two Malagasy Cynanchum species.Bio-guided fractionation of C. marnierianum led to the purification of two new pregnane glycosides named marnieranosides. The phytochemical study of C. menarandrense led to the identification of 5 new pregnane structures along with 2 pregnanes previously reported in the closely related and hypoglycemic Caralluma genus. The isolated pregnanes were evaluated for their GLP-1 secretagogue and cytotoxic activity but only the marnieranosides were proven bioactive. Structural similarities of the Cynanchum pregnanes with the ones previously isolated from antidiabetic plants (Hoodia and Caralluma), validated our approach for the discovery of secondary metabolites with antidiabetic potential.

Ce travail s’intègre dans le cadre général de l’étude de l’écologie chimique des insectes dont il aborde deux aspects distincts.<p><p>Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié l’origine biogénétique des glycosides triterpéniques présents dans la sécrétion défensive de Platyphora kollari.<p>A cet effet, nous avons développé des schémas de synthèse originaux pour préparer la [2,2,3-2H3]&61537;-amyrine [48] et l’acide [2,2,3-2H3]oléanolique [56].<p> <p>Ces précurseurs marqués au deutérium ont ensuite été incorporés chez Platyphora kollari. Après incorporation, l’analyse des sécrétions par HPLC-ESIMS ont montré que cette espèce transforme efficacement l’acide oléanolique [34] en le glycoside triterpénique [27]. Par ailleurs, l’&61537;-amyrine [36] est beaucoup moins bien incorporée dans ce glycoside que la & / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail porte principalement sur l’étude de la partie triterpénique de trois résines végétales naturelles et commercialement disponibles, l’oliban, la dammar et la mastic, par diverses techniques analytiques (IRTF, CLHP/UV, CLHP/UV/Fluorimétrie etCPG-SM). Une étude fluorimétrique a été réalisée sur ces trois résines via réaction de greffage d’un marqueur de fluorescence(chlorure de dansyle), ce qui a permis de détecter les molécules triterpéniques par fluorimétrie, de diminuer leur seuil de détection et d’obtenir une empreinte digitale fluorimétrique spécifique pour chaque résine étudiée. Ce protocole a été appliqué avec succès sur un échantillon archéologique (G14) et le matériel résineux a été identifié (résine oliban, espèce B. frereana). La partie triterpénique a été extraite par divers procédés d’extraction (le reflux, le Soxhlet et les ultrasons) en utilisant trois différents solvants (le méthanol, le n-hexane et le d-limonène) dans le but de déterminer les conditions optimales pour l’extraction et l’identification des molécules triterpéniques par CLHP/UV. Deux colonnes de phase inverse ont été testés dans ce travail : une colonne classique RP-18 (Merck) et une colonne «core-shell» Kinetex (Phenomenex) pour essayer d’optimiser les conditions d’analyse. La colonne Kinetex a permis une diminution de temps d’analyse de 73% pour l’oliban et de 70% pour la dammar et la mastic, ce qui représente un résultat très encourageant. Le protocole optimisé a été appliqué avec succès sur l’échantillon archéologique G12 supposé contenir de la mastic, ce qui a été confirmé par les analyses CLHP/UV et CPG-SM. Une étude quantitative de rendement et d’aire relative du pic a été également réalisée. Les extraits ont été analysés par CLHP/UV etCPG-SM. Pour l’analyse en CPG-SM, la préparation des échantillons a été faite à travers la formation des dérivés TMS(triméthylsilylés) dans le but de créer une base de données de dérivés TMS pour les résines dammar et mastic. L’identification des composés caractérisés dans ce travail a été faite selon la littérature spécialisée, les tR et les spectres UV correspondants. Led-limonène, un solvant «vert», a été utilisé pour la première fois pour l’extraction de ce genre de matériaux, à notre connaissance et il permet une formation directe des dérivés TMS, en présence de solvant d’extraction. Au même temps, sep téchantillons artistiques supposés contenir un vernis à base d’une résine naturelle, en provenance de la Galerie Nationale de Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) ont été analysés et seulement pour un de ces sept échantillons, il a été mis en évidence la présence d’une gomme-résine naturelle. L’étude scientifique des échantillons bosniens agrandira la documentation sur l’Art et sur le patrimoine culturel de Bosnie-Herzégovine, qui rencontre une période difficile depuis la dernière guerre (1992-1995) / This work is focused on the study of triterpene part of three natural plant resins commercially available, olibanum(frankincense), dammar and mastic, by various analytical techniques (FTIR, HPLC / UV, HPLC / UV / Fluorimetry and GC -MS). Afluorimetric study was conducted on these three resins via grafting reaction of a fluorescent marker (dansyl chloride), whichallowed to detected triterpene molecules by fluorimetry, decreasing their detection threshold and to obtain a specificfluorimetric fingerprint for each studied resin. This protocol has been successfully applied on an archaeological sample (G14)and the resinous material has been identified (the olibanum resin, the species B. frereana). A triterpenic fraction was extractedby various extraction procedure (reflux, Soxhlet and ultrasounds) using three different solvents (methanol, n-hexane, and dlimonene)in order to determine the optimal conditions for the extraction and identification of triterpenic molecules by HPLC /UV. Two reversed phase columns were tested in this work: a classical column RP-18 (Merck) and column «core-shell» Kinetex(Phenomenex) to try to optimize the analysis conditions. Kinetex column has allowed a reduction of analysis time to 73% foranalyses of olibanum and to 70% for analyses of dammar and mastic resin, and this is a very encouraging result. The optimizedprotocol was successfully applied on the archaeological sample G12, which was supposed to contain mastic resin and thishypothesis was confirmed by HPLC/UV and GC-MS analysis. A quantitative study of performance and the relative area of thepeaks were also performed. The extracts were analyzed by HPLC / UV and GC-MS. Concerning GC-MS analysis, samplepreparation was done through formation of TMS derivatives (trimethylsilyl) with the aim of creating a database of TMSderivatives for dammar and mastic resins. The identification of compounds characterized in this work was done according tothe literature, and corresponding tR et UV spectra. D-limonene, one of «green» solvents, has been used for the first time for theextraction of these materials, according to our knowledge and it allows a direct formation of TMS derivatives in the presence ofextraction solvent. At the same time, seven artistic samples supposed to contain a varnish based on a natural resin from theNational Gallery of Sarajevo (Bosnia and Herzegovina) were analyzed and for only one of these seven samples we found thepresence of a natural gum resin. The scientific study of Bosnian samples expands the scientific documentation in art andcultural heritage of Bosnia and Herzegovina, which encounters a difficult period after the last war (1992-1995)