La thèse a été réalisée en cotutelle entre le Centre de biophysique moléculaire, CNRS UPR 4301, conventionné avec l'Université d'Orléans et l'Université TUM de Munich.<br />La gelée royale est produite dans les glandes des abeilles nourricières Apis mellifera par digestion partielle de pollen et de nectar. La gelée royale joue un rôle clé dans la reproduction, la croissance, l'immunité et l'organisation sociale des abeilles. Elle constitue également une source potentielle de nombreuses molécules à vocation pharmaceutique.<br />Le candidat a analysé des gelées royales d'origines botaniques et géographiques bien définies. Des fractions de peptides et de protéines ont été isolées à l'aide de multiples techniques physico-chimiques. Ces fractions se sont avérées présenter des propriétés antimicrobiennes. Le candidat a également examiné les possibilités d'application pharmaceutique des fractions de gelée royale qu'il a isolées.

Le Maroc, avec sa double façade Atlantique et Méditerranéenne, longue de plus de 3500 Km, est un pays profondément influencé par la mer, ce qui implique l'existence de milliers d'espèces marines. Ce mémoire est consacré à la valorisation de deux algues brunes Cystoseira tamariscifolia et Bifurcaria bifurcata de la côte atlantique marocaine (région du Casablanca). Deux applications ont été investiguées : les potentialités pharmacologiques et les applications environnementales. L'étude des potentialités pharmacologiques de ces deux algues marines a été effectuée par le biais de l'étude des activités antibactériennes, antileishmaniens, antitumorales et cytotoxicité. Des métabolites secondaires ont été isolés au cours de cette étude par des techniques analytiques de biodirection, leurs identifications ont été effectuées par les techniques spectroscopiques : UV - visible, Infrarouge et Résonnance Magnétique Nucléaire. L'autre partie de ce mémoire, s'intéresse aux applications environnementales et concerne l'élimination du chrome par des supports préparés à partir de ces deux algues marines. Des études cinétiques et des isothermes d'adsorption ont été réalisées selon des modèles théoriques pour expliquer et mettre au point les processus d'adsorption. L'ensemble des résultats obtenus au cours de cette partie ont montré l'intérêt de l'utilisation de ces supports algaux dans le traitement des eaux polluées.

La mammite est une inflammation de la mamelle, le plus souvent, en réponse à une invasion d’origine bactérienne. L’utilisation d’antibiotiques pour le traitement de cette pathologie n’est pas la solution idéale. Outre les problèmes engendrés pour la qualité du lait, l’apparition de résistance et l’inefficacité des traitements nécessitent de développer des méthodes alternatives. L’objectif de ces travaux de thèse était de vérifier si l’utilisation d’huile de tournesol ozonée comme moyen de lutte alternatif contre les mammites est envisageable. Dans un premier temps, l’effet des conditions d’ozonation sur la composition et sur l’activité antibactérienne de l’huile ozonée a été étudié pour déterminer les conditions optimales de synthèse d’un agent antibactérien. Les résultats ont montré que l’ajout d’eau et l’augmentation de la durée de la réaction permettaient l’obtention de valeurs d’indice de peroxyde plus élevées et d’une meilleure activité antibactérienne mettant en évidence la relation existant entre ces deux paramètres. Par la suite, l’activité antibactérienne d’huile de tournesol ozonée a été évaluée in vitro sur 59 espèces bactériennes isolées de cas déclarés de mammites chez des brebis. Le produit testé a prouvé son efficacité contre toutes les souches étudiées avec des concentrations minimales inhibitrices de croissance comprises entre 0,625 et 20 mg/mL. L’homologation de l’huile de tournesol ozonée comme préparation vétérinaire requiert d’avoir des données sur sa stabilité thermique et d’identifier les molécules actives. Les travaux menés ont montré que la composition de l’huile de tournesol ozonée stockée à −20 °C ou à +4 °C n’évoluait pas pendant une durée d’un an. Au contraire, des températures de stockage plus élevées entrainaient rapidement une diminution de l’indice de peroxyde et une augmentation de l’acidité. Cependant, ces modifications n’ont pas eu d’effet sur l’activité antibactérienne qui a gardé une valeur constante. Ces observations ont permis d’émettre des hypothèses sur l’identité des molécules actives. L’activité antibactérienne des huiles ozonées serait due à la présence d’ozonides, d’hydroperoxydes et d’acides nonanoïque et azélaïque. L’étude de la réaction d’ozonolyse sur un composé modèle, l’oléate de méthyle, a permis d’affiner ces hypothèses. En effet, l’activité antibactérienne spécifique de différentes fractions obtenues après purification d’oléate de méthyle ozoné a été évaluée. Toutefois, les ozonides purifiés et caractérisés par RMN n’ont pas montré d’activité dans la gamme de concentration testée. L’activité antibactérienne de l’huile de tournesol ozonée peut donc être attribuée aux hydroperoxydes, aux aldéhydes et aux acides carboxyliques à chaines courtes. / Mastitis is an inflammation of the udder, usually in response to a bacterial invasion. The use of antibiotics for the treatment of this disease is not the ideal solution. In addition to the problems caused to the quality of milk, the development of resistance and ineffective treatments require to focus on alternative methods. The aim of this work was to verify if the use of ozonized sunflower oil as an alternative means of fight against mastitis could be possible. Firstly, the effect of the ozonation conditions on the composition and the antibacterial activity of ozonized oils was studied to determine the optimum conditions for the synthesis of an antibacterial agent. The results showed that the addition of water and increasing the duration of the reaction allowed to obtain higher peroxide index values and improved antibacterial activity highlighting the relationship between these two parameters. Afterwards, the antibacterial activity of ozonized sunflower oil was assessed in vitro against 59 bacterial species isolated from reported cases of mastitis in ewes. The tested product has proved its efficiency against all the strains studied with minimum inhibitory concentrations between 0.625 and 20 mg/mL. The registration of ozonized sunflower oil as a veterinary preparation requires to obtain data on its thermal stability and to identify the active molecules. The work carried out has shown that the composition of ozonized sunflower oil stored at −20 °C or +4 °C did not evolve for a period of one year. On the contrary, higher storage temperatures quickly led to a decrease of the peroxide index and an increase in acidity. However, these changes had no effect on the antibacterial activity that kept a constant value. These observations allowed speculating on the identity of active molecules. The antibacterial activity of ozonized oils could be due to the presence of ozonides, hydroperoxides and nonanoic acid and azelaic acid. The study of the ozonolysis reaction on a model compound, methyl oleate, helped to refine these assumptions. Indeed, specific antibacterial activity of various fractions obtained after purification of ozonized methyl oleate was evaluated. However, purified ozonides, characterized by NMR, showed no activity in the tested concentration range. The antibacterial activity of ozonized sunflower oil can therefore be attributed to hydroperoxides, aldehydes and short chain carboxylic acids

Le système de sécrétion de type VI (SST6) est un complexe multi-protéique permettant l’export d’effecteurs. Ce mécanisme est impliqué à la fois dans la virulence envers les cellules eucaryotes, dans l’activité antibactérienne mais également dans l’acquisition d’ions présents dans ’environnement. Ainsi, le SST6 joue un rôle important dans l’adaptation et la compétition, éléments essentiels dans la colonisation et la persistance au sein d’une niche écologique. Actuellement, très peu d’études portent sur l’importance du SST6 chez des souches environnementales, contrairement aux nombreuses études portant sur des pathogènes tels que Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia thailandensis, Vibrio cholerae ou Escherichia coli. Mon sujet de recherche avait pour objectif de caractériser le ou les rôles du SST6 de la souche environnementale Pseudomonas fluorescens MFE01. Ces travaux ont permis d’appréhender certaines fonctions du SST6 de cette souche. Le génome de MFE01 ne comporte qu’un seul cluster de gènes du SST6 où sont regroupés les gènes codant pour la machinerie du SST6 (le « core-component ») à l’exception des gènes hcp. Les protéines Hcp sont des éléments structuraux du SST6 dont elles forment le tube interne qui permet le transfert des effecteurs. Différents gènes hcp sont disséminés sur le chromosome et parmi ces « hcp » orphelins, hcp2 et hcp3 codent respectivement pour les protéines Hcp2 et Hcp3. Ces deux Hcp sécrétées par le SST6, sont associées à l’activité antibactérienne de MFE01 sur différentes souches pathogènes et environnementales, tels que P. aeruginosa, P. fluorescens MFN1032 et Pectobacterium atrosepticum. La protéine Hcp1, codée par le gène orphelin hcp1, est impliquée dans l’inhibition de mobilité de souche compétitrice. Hcp1 permettrait la sécrétion d’au moins deux toxines qui perturberaient l’assemblage du flagelle. Chez MFE01Δhcp1 et MFE01ΔtssC (TssC est un élément de la gaine contractile du SST6), ces toxines seraient accumulées dans le cytoplasme, inhibant ainsi ’assemblage de leur propre flagelle. La surproduction du régulateur FliA, qui contrôle notamment l’assemblage du filament flagellaire, restaure la mobilité chez ces deux mutants. En parallèle, le SST6 de la souche MFE01 est essentiel à la formation et la maturation de biofilm mais également à la compétition bactérienne en biofilm mixte. Ce système interviendrait dans la communication bactérienne indispensable au comportement social, requis lors de l’élaboration des biofilms. / Type VI secretion system (T6SS) is a multiproteic apparatus that secreted proteinaceous effectors. T6SS participate in a variety of functions, whose eukaryote virulence, antibacterial activity or metal ion uptake. These capacities conferring an advantage in adaptation and competition, crucial to colonization or persistence within ecological niche. As well, only a few studies have focused on the T6SS functions of environmental strains, contrary to numerous studies dealing with pathogens as Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia thailandensis, Vibrio cholerae or Escherichia coli. The purpose of my research project was to characterize the T6SS function(s) of the environmental strain Pseudomonas fluorescens MFE01. This work had led to understand the various functions of T6SS of MFE01 strain. This strain has a single T6SS cluster where all the core component proteins were gathered, except hcp genes. Three orphan hcp genes where found and are scattered in genome. Hcp proteins form the inner tube allowing effectors secretion. Both Hcp2 and Hcp3 proteins were involved in antibacterial activity on pathogens or environmental strains like P. aeruginosa, P. fluorescens or Pectobacterium atrosepticum. Characterization of Hcp1 proteins role constituted a major focus of this project. Hcp1 proteins participate to motility inhibition of competitive strains through T6SS. Hcp1 may be associated with secretion of at least two toxins perturbing the flagellar filament assembly. In MFE01Δhcp1 and MFE01ΔtssC mutants (Tss is a contractile sheath constituent), these toxins may be accumulated into cytoplasm and perturb assembly of their own flagella. Interestingly, overproduction of FliA flagellar regulator, which controls assembly of flagellar filament, restores motility of both mutants. Simultaneously, T6SS of MFE01 strain contributes to maturation and biofilm formation but also in bacterial competition within mixed biofilm. T6SS may be a mean of bacterial communication and thus coordinate a social behavior, primordial for biofilm formation.

Pour la première fois, l’étude de la flore fongique endophytique de cinq plantes médicinales soudanaises : Calotropis procera (Ait.), Catharanthus roseus (L.), Euphorbia prostrata (Ait.), Trigonella foenum-graecum (L.), and Vernonia amygdalina (Del.) a été réalisée. Un total de 23 souches de champignons endophytes ont été isolées à partir des plantes après la stérilisation de surface puis les différentes analyses biologiques ont été effectuées. Les extraits bruts d’acétate d’éthyle de 21 endophytes ainsi que de leurs plantes hôtes ont été évalués pour leur teneur en phénols totaux et leur activité antioxydante en utilisant respectivement la méthode colorimértrique Folin-Ciocalteu et le piégeage des radicaux libres par la méthode 1,1,-diphényl-2-picrylhydrazil (DPPH) in vitro. Une évaluation générale de la cytotoxicité de 16 endophytes sélectionnés ainsi que de leurs plantes hôtes a été réalisée selon le test MTT sur trois types de cellules cancéreuses : carcinome du sein humain (MCF7), adénocarcinome du côlon (HT29 et HCT116). Ces extraits ont été aussi testés, selon la méthode de dilution en bouillon, sur deux souches bactériennes représentatives, Escherichia coli et la souche résistante à la méthicilline de Staphylococcus aureus. La teneur en phénols totaux (89,9 ±7,1 mg Equivalent d’Acide Gallique EAG/g) ainsi que l’activité antioxydante (IC50: 18±0,1 µg/mL) les plus élevées ont été observées pour l’endophyte, Aspergillus terreus 2 isolé à partir des graines de T. foenum-graecum. Byssochlamys spectabilis a montré l’activité cytotoxique la plus importante (1,51 ± 0,2 µg/mL), suivi par Cladosporium cladosporioides 2 (10,5 ± 1,5 µg/mL), puis par Alternaria sp. (13,5 ± 1,8 µg/mL). Seules six souches ont montré une activité contre S. aureus avec des valeurs de MIC qui se situent entre 0,125 et 2 mg/mL dont: Alternaria alternata (0,125 mg/mL), Alternaria sp. (0,250 mg/mL), Byssochlamys spectabilis (0,5 mg/mL). 10 composés purs (0,3 à 40 mg) ont été isolés à partir des extraits bruts d’acétate d’éthyle de Curvularia papendorfii. Le nouveau composé pur (AFB) 3,7,11,15-Tetrahydroxy-18-hydroxymethyl-14,16,20,22,24-pentamethyl-hexacosa-4E,8E,12E,16,18-pentaenoic acid (acide Khartomique) a montré une activité antibactérienne modérée contre S. aureus avec une CIM de 62,5 µg/mL et une faible activité cytotoxique sur les cellules MCF7 avec une IC50 > 100 µM. Le composé pur AF1 a montré une activité cytotoxique modérée sur les cellules HT29 avec une IC50 de 29,78 µM et une très faible activité antibactérienne contre S. aureus. Ces deux composés ne présentent pas d’activité antioxydante. / This study investigated, for the first time, the endophytic fungi flora of five Sudanese medicinal plants: Calotropis procera (Ait.), Catharanthus roseus (L.), Euphorbia prostrata (Ait.), Trigonella foenum-graecum (L.) and Vernonia amygdalina (Del.). A total of 23 endophytic fungal strains were isolated from the plants after surface disinfection and different biological tests were performed. Total phenolic content (TPC) and total antioxidant activity of ethyl acetate crude extracts of 21 endophytes and their host plants were estimated using respectively the Folin-Ciocalteu colorimetric method and 1,1,-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging in vitro method. General evaluation of the cytotoxicity of 16 selected endophytes and their host plants was performed by the MTT assay using cancer cells type: Human breast carcinoma (MCF7) and Colon adenocarcinoma (HT29 and HCT116). Preliminary antibacterial screening was done for the 16 endophytes. These extracts were also tested against two representative bacterial strains, Escherichia coli and methicillin-resistant Staphylococcus aureus, by broth dilution tests. The endophyte, Aspergillus terreus 1 from T. foenum-graecum seeds had the highest TPC in term of Gallic Acid Equivalent (89.9 ± 7.1 mg GAE/g) and antioxidant activity (IC50: 18±0.1µg/mL). Byssochlamys spectabilis showed strong cytotoxicity (1.51 ± 0.2 µg/mL) followed by Cladosporium cladosporioides 2 (10.5 ± 1.5 µg/mL), then Alternaria sp. (13.5 ± 1.8 µg/mL). Only six strains showed activity against methicillin-resistant S. aureus with MIC values ranging between 0.125-2 mg/mL, Alternaria alternata (0.125 mg/mL) Alternaria sp. (0.250 mg/mL) and Byssochlamys spectabilis values (0.5 mg/mL). Ten pure compounds (0.3 to 40 mg) were isolated from ethyl acetate crude extract of Curvularia papendorfii .The new pure compound (AFB) 3,7,11,15-Tetrahydroxy-18-hydroxymethyl-14,16,20,22,24-pentamethyl-hexacosa-4E,8E,12E,16,18-pentaenoic acid (Khartoumic acid) revealed moderate antibacterial activity against S. aureus with MIC value 62.5 µg/mL and weak cytotoxicity with a IC50 > 100 µM against MCF7 cells. The pure compound AF1 showed moderate cytotoxic activity with IC50 value of 29.78 µM against HT29 and weak antibacterial activity with MIC 250 µg/mL against S. aureus. Both compounds displayed no antioxidant activity.

L’infection chronique par Helicobacter pylori touche plus de la moitié de la population mondiale et est la principale cause connue de l’adénocarcinome gastrique. La metformine, un antidiabétique oral, est de plus en plus étudiée pour ses propriétés antitumorales dans de nombreux types de cancers. Cependant, ses effets potentiels ont très peu été étudiés dans le cancer gastrique. Des expériences réalisées sur des lignées cellulaires cancéreuses gastriques et des tumeurs de patients amplifiées par xénogreffe chez la souris (PDX), ont permis de confirmer les propriétés antitumorales de la metformine. La metformine, en traitement préventif et curatif, diminue la capacité de formation des tumorsphères, l’expression des marqueurs de CSC gastriques, et la capacité d’auto-renouvellement propre aux CSC. Dans un second temps, nous avons montré que la metformine est capable d’inhiber la croissance bactérienne de H. pylori invitro et in vivo. Enfin, les effets de l’infection par H. pylori ont été étudiés sur la voie de signalisation mTOR par la réalisation d’une analyse transcriptomique et de western-blots sur des lignées cellulaires gastriques. Ceci a permis de démontrer que H. pylori inhibe le complexe mTORC1.Pour conclure, ce travail de thèse a permis i) de démontrer la capacité de la metformine à cibler les CSC gastriques, ii) de découvrir une nouvelle propriété antibactérienne de la metformine vis-à-vis de H. pylori, iii) de démontrer que H. pylori inhibe la voie de signalisation mTOR. / Chronic infection with Helicobacter pylori affects more than half of the world's population and is the main known cause of gastric adenocarcinoma. Metformin is an oral antidiabetic drug used to treat type 2 diabetes patients, and is being increasingly studied for its antitumoral properties in several cancer types. However, its potential effects in gastric cancer have not been thoroughly studied. Experiments performed on gastric cancer cell lines and patient-derived gastric carcinoma xenografts (PDX), have confirmed the antitumoral properties of metformin. Metformin, in preventive and curative treatment, decreases the tumorsphere formation, the expression of gastric CSC markers and the self-renewal capacity of CSC. In a second time, we have shown that metformin is able to inhibit the bacterial growth of H. pylori in vitro and in vivo. Finally, the effects of the H. pylori infection have been studied on the mTOR signaling pathway using a transcriptomic analysis and western blots, performed on gastric cancer cell lines. These show the ability of H. pylori to inhibit mTORC1.To conclude, this thesis work allowed i) to demonstrate the ability of metformin to target gastric CSCs, ii) to discover a new antimicrobial property of metformin against H. pylori, iii) to demonstrate that H. pylori inhibits the mTOR signaling pathway.

Le 1,1'-bi-2-naphtol ou Binol, présentant une chiralité axiale, est un ligand très utilisé en catalyse asymétrique. Au cours des vingt dernières années, le Binol a servi de synthon à l’élaboration de très nombreux ligands permettant la catalyse asymétrique de tous types de réactions, allant de l’hydrogénation, à l’alkylation, en passant par diverses réactions péricycliques. Le grand intérêt pour ce ligand vient de sa versatilité et des nombreuses possibilités de fonctionnalisation qu’il offre, permettant d’altérer ses propriétés catalytiques à volonté, aussi bien en modifiant son caractère électronique, qu’en introduisant des facteurs stériques autour du site catalytique. Parallèlement aux développements de la catalyse par des dérivés de Binol, le domaine des liquides ioniques a connu un intérêt croissant ces dernières années. Les liquides ioniques, sels dont le point de fusion est inférieur à 100°C, cumulent de nombreuses qualités convoitées : faible pression de vapeur, stabilité thermique et chimique et fort pouvoir de solvatation. Dû à ces propriétés, les liquides ioniques ont principalement été étudiés dans l’optique de développer une gamme de solvants recyclables. Alors que les propriétés des liquides ioniques sont facilement modulables en fonction de l’anion et du cation choisi, le concept de liquide ionique à tâche spécifique va plus loin et propose d’introduire directement, sur le cation ou l’anion, un groupement conférant une propriété particulière. En suivant cette approche, plusieurs ligands ioniques ont été rapportés, par simple couplage d’un cation organique à un ligand déjà connu. Étonnamment, le Binol a fait l’objet de très peu de travaux pour l’élaboration de ligands ioniques. Dans cette thèse, nous proposons l’étude d’une famille de composés de type Binol-imidazolium dont les unités Binol et imidazolium sont séparées par un espaceur méthylène. Différents homologues ont été synthétisés en variant le nombre d’unités imidazolium et leur position sur le noyau Binol, la longueur de la chaîne alkyle portée par les unités imidazolium et la nature du contre-anion. Après une étude des propriétés thermiques de ces composés, l’utilisation des Binol-imidazoliums en tant que ligands dans une réaction asymétrique d’éthylation d’aldéhydes aromatique a été étudiée en milieu liquide ionique. La réaction a été conduite en solvant liquide ionique dans le but de recycler aussi bien le ligand Binol-imidazolium que le solvant, en fin de réaction. Cette étude nous a permis de démontrer que la sélectivité de ces ligands ioniques dépend grandement de leur structure. En effet, seuls les Binols fonctionnalisés en positions 6 et 6’ permettent une sélectivité de la réaction d’éthylation. Alors que les dérivés de Binol fonctionnalisés en positions 3 et 3’ ne permettent pas une catalyse énantiosélective, il a déjà été rapporté que ces composés avaient la capacité de complexer des anions. D’autre part, il a déjà été rapporté par notre groupe, que les composés comportant des unités imidazolium pouvaient permettre le transport d’anions à travers des bicouches lipidiques en fonction de leur amphiphilie. Ceci nous a amenés à la deuxième partie de cette thèse qui porte sur les propriétés ionophores des Binols fonctionnalisés en positions 3 et 3’ par des unités imidazoliums. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’étude de la relation structure-activité et au mécanisme de transport de ces composés. Le transport d’anions étant un processus clé dans la biologie cellulaire, l’activité biologique des composés présentant une activité ionophore dans des systèmes modèles (liposomes) a été étudiée par la suite. L’activité antibactérienne des nos composés a été testée sur quatre souches de bactéries. Il s’est avéré que les composés Binol-imidazolium sont actifs uniquement sur les bactéries Gram positives. Finalement, la cytotoxicité des composés présentant une activité antibactérienne a été étudiée sur des cellules humaines. / 1,1'-Bi-2-naphthol or Binol, having an axial chirality, is a widely used ligand in asymmetric catalysis. Over the last twenty years, Binol was used as a synthon for the synthesis of numerous ligands for the asymmetric catalysis of various reactions including hydrogenation, alkylation and various pericyclic reactions. The interest in this ligand comes from its versatility and possibilities to modify its electronic character and to introduce steric bulk around the catalytic site. Paralleling interest in the study of Binol derivatives as ligands for asymmetric catalysis has been a growth in research on ionic liquids. Ionic liquids are salts with melting points below 100°C. They combine many interesting properties, such as low vapor pressure, thermal and chemical stability and high solvation power. Due to these properties, ionic liquids have been investigated to develop a range of recyclable solvents. Recently, the concept of task-specific ionic liquids has emerged in which the properties of the ionic liquids are tuned by selecting different cations and anions, to accomplish specific applications. Following this approach, several ionic ligands have been made by coupling known ligands to an ionic liquid cation. Rarely, Binol has been used for this purpose. In this thesis, we study a family of Binol-imidazolium type compounds, in which Binol and imidazolium units are linked by a methylene spacer. Several analogs were synthesized by varying the number of imidazolium units and their position on the Binol moiety, the alkyl chain length on the imidazolium units and the counter-anion. After a study of the thermal properties, the use of Binol-imidazoliums as ligands was described in the asymmetric ethylation of aromatic aldehydes. The reaction was conducted in ionic liquid solvent and both Binol-imidazolium ligand and the solvent were recycled at the end of the reaction. This study demonstrates that the selectivity of these ligands greatly depends on their structure. Indeed, only Binol analogs functionalized at the 6 and 6’ positions were selectivite. Although Binol derivatives functionalized at the 3 and 3' positions did not serve as enantioselective catalysts, they were able to complex anions. Furthermore, it has already been reported by our group, that imidazolium compounds can transport anions across lipid bilayers depending on their amphiphilicity. In the second part of this thesis, we cover the ionophoric properties of Binol derivatives functionalized at the 3 and 3' positions by imidazolium moieties. First, a study will be presented of their structure-property relationships in the transport through liposomes. Thereafter, the transport mechanism will be discussed. Finally, the biological activity of our compounds with ionophore activity was studied, because the anion transport is a key process in cell biology. Their antibacterial activity was tested on four strains of bacteria. Binol-imidazolium compounds exhibited activity on Gram positive bacteria. Their cytotoxicity was also studied on human cells.

Différents extraits ont été préparés à partir de racines de H. johannis et différents tests biologiques ont été appliqués en vue de rechercher différentes activités. L'extrait aqueux s'est montré particulièrement actif sur Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus et Bacillus. Les extraits aqueux dépourvus de tanins et les tanins isolés ne présentent pas d'activité antibactérienne. L'effet synergétique des composés serait donc responsable de l'activité antibactérienne de la plante. Une activité antifongique sur Microsporum canis, une propriété antiradicalaire et une activité antiglycation ont été constatées avec les deux extraits. Une étude toxicologique de la poudre de plante et de l'extrait éthanolique sur des rats révèle une toxicité au niveau du foie et de la rate. Cinq composés ont été isolés puis identifiés. Il s'agit de 3',4',5-Trihydroxy-6,7-diméthoxyflavone ; 3,5-Dihydroxy-4,7-diméthoxy dihydroflavonol, Catéchine, Vanilline et l'acide Protocatechuic. Du stigmastérol, de l'acide oléique, de l'acide myristique et de l'acide palmitique ont été également identifiés. Le travail sur C. lanatus var. citroides a montré que l'extrait méthanolique (70%) des pulpes de fruits possède une activité contre B. subtilis, S. aureus et E. coli. Les extraits butanolique et à l'acétate d'éthyle ne sont pas toxiques contre les larves de crevettes. L'extrait butanolique possède une propriété significative antiradicalaire. Deux composés ont été isolés et identifiés. Ce sont la Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside et la Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside. Ces composés montrent une activité antibacterienne contre E. coli. La Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside possède une activité antibactérienne contre P. aeruginosa et une propriété modérée anti-radicaux libres / Different extracts were prepared from the roots of H. johannis and different biological tests were performed. Water extract exhibited significant activity against Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus and Bacillus. Water extract devoid from tannin or the tannin fraction did not show any antibacterial activity reflecting the synergistic property of active compounds. Both extracts showed antifungal, antiradical capacity as well as antiglycation activity. Toxicological study of the powder and ethanol extract on rats showed toxicity to the liver and kidney tissues. Five compounds were isolated namely; 3,4,5- Trihydroxy- 6,7-dimethoxy flavone ; 3,5-Dihydroxy- 4,7- dimethoxy dihydroflavonol, Catechin, Vanillin and Protocatechuic acid. Stigmasterol, Oleic acid, Myristic acid and Palmitic acid were also identified. A study on the fruit pulps of C. lanatus var. citroides revealed that the methanolic extract displayed an antibacterial activity against B. subtilis, S. aureus and E. coli. The butanolic extract showed antiradical capacity and was not toxic to brine shrimps larvae. Two compounds were isolated namely; Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside and Cucurbitacine L 2-O- [bêta] -glucopyranoside. Both compounds showed antibacterial activity against E.coli whereas, Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside showed antibacterial activity against P. aeruginosa as well as antiradical activity

Le 1,1'-bi-2-naphtol ou Binol, présentant une chiralité axiale, est un ligand très utilisé en catalyse asymétrique. Au cours des vingt dernières années, le Binol a servi de synthon à l’élaboration de très nombreux ligands permettant la catalyse asymétrique de tous types de réactions, allant de l’hydrogénation, à l’alkylation, en passant par diverses réactions péricycliques. Le grand intérêt pour ce ligand vient de sa versatilité et des nombreuses possibilités de fonctionnalisation qu’il offre, permettant d’altérer ses propriétés catalytiques à volonté, aussi bien en modifiant son caractère électronique, qu’en introduisant des facteurs stériques autour du site catalytique. Parallèlement aux développements de la catalyse par des dérivés de Binol, le domaine des liquides ioniques a connu un intérêt croissant ces dernières années. Les liquides ioniques, sels dont le point de fusion est inférieur à 100°C, cumulent de nombreuses qualités convoitées : faible pression de vapeur, stabilité thermique et chimique et fort pouvoir de solvatation. Dû à ces propriétés, les liquides ioniques ont principalement été étudiés dans l’optique de développer une gamme de solvants recyclables. Alors que les propriétés des liquides ioniques sont facilement modulables en fonction de l’anion et du cation choisi, le concept de liquide ionique à tâche spécifique va plus loin et propose d’introduire directement, sur le cation ou l’anion, un groupement conférant une propriété particulière. En suivant cette approche, plusieurs ligands ioniques ont été rapportés, par simple couplage d’un cation organique à un ligand déjà connu. Étonnamment, le Binol a fait l’objet de très peu de travaux pour l’élaboration de ligands ioniques. Dans cette thèse, nous proposons l’étude d’une famille de composés de type Binol-imidazolium dont les unités Binol et imidazolium sont séparées par un espaceur méthylène. Différents homologues ont été synthétisés en variant le nombre d’unités imidazolium et leur position sur le noyau Binol, la longueur de la chaîne alkyle portée par les unités imidazolium et la nature du contre-anion. Après une étude des propriétés thermiques de ces composés, l’utilisation des Binol-imidazoliums en tant que ligands dans une réaction asymétrique d’éthylation d’aldéhydes aromatique a été étudiée en milieu liquide ionique. La réaction a été conduite en solvant liquide ionique dans le but de recycler aussi bien le ligand Binol-imidazolium que le solvant, en fin de réaction. Cette étude nous a permis de démontrer que la sélectivité de ces ligands ioniques dépend grandement de leur structure. En effet, seuls les Binols fonctionnalisés en positions 6 et 6’ permettent une sélectivité de la réaction d’éthylation. Alors que les dérivés de Binol fonctionnalisés en positions 3 et 3’ ne permettent pas une catalyse énantiosélective, il a déjà été rapporté que ces composés avaient la capacité de complexer des anions. D’autre part, il a déjà été rapporté par notre groupe, que les composés comportant des unités imidazolium pouvaient permettre le transport d’anions à travers des bicouches lipidiques en fonction de leur amphiphilie. Ceci nous a amenés à la deuxième partie de cette thèse qui porte sur les propriétés ionophores des Binols fonctionnalisés en positions 3 et 3’ par des unités imidazoliums. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’étude de la relation structure-activité et au mécanisme de transport de ces composés. Le transport d’anions étant un processus clé dans la biologie cellulaire, l’activité biologique des composés présentant une activité ionophore dans des systèmes modèles (liposomes) a été étudiée par la suite. L’activité antibactérienne des nos composés a été testée sur quatre souches de bactéries. Il s’est avéré que les composés Binol-imidazolium sont actifs uniquement sur les bactéries Gram positives. Finalement, la cytotoxicité des composés présentant une activité antibactérienne a été étudiée sur des cellules humaines. / 1,1'-Bi-2-naphthol or Binol, having an axial chirality, is a widely used ligand in asymmetric catalysis. Over the last twenty years, Binol was used as a synthon for the synthesis of numerous ligands for the asymmetric catalysis of various reactions including hydrogenation, alkylation and various pericyclic reactions. The interest in this ligand comes from its versatility and possibilities to modify its electronic character and to introduce steric bulk around the catalytic site. Paralleling interest in the study of Binol derivatives as ligands for asymmetric catalysis has been a growth in research on ionic liquids. Ionic liquids are salts with melting points below 100°C. They combine many interesting properties, such as low vapor pressure, thermal and chemical stability and high solvation power. Due to these properties, ionic liquids have been investigated to develop a range of recyclable solvents. Recently, the concept of task-specific ionic liquids has emerged in which the properties of the ionic liquids are tuned by selecting different cations and anions, to accomplish specific applications. Following this approach, several ionic ligands have been made by coupling known ligands to an ionic liquid cation. Rarely, Binol has been used for this purpose. In this thesis, we study a family of Binol-imidazolium type compounds, in which Binol and imidazolium units are linked by a methylene spacer. Several analogs were synthesized by varying the number of imidazolium units and their position on the Binol moiety, the alkyl chain length on the imidazolium units and the counter-anion. After a study of the thermal properties, the use of Binol-imidazoliums as ligands was described in the asymmetric ethylation of aromatic aldehydes. The reaction was conducted in ionic liquid solvent and both Binol-imidazolium ligand and the solvent were recycled at the end of the reaction. This study demonstrates that the selectivity of these ligands greatly depends on their structure. Indeed, only Binol analogs functionalized at the 6 and 6’ positions were selectivite. Although Binol derivatives functionalized at the 3 and 3' positions did not serve as enantioselective catalysts, they were able to complex anions. Furthermore, it has already been reported by our group, that imidazolium compounds can transport anions across lipid bilayers depending on their amphiphilicity. In the second part of this thesis, we cover the ionophoric properties of Binol derivatives functionalized at the 3 and 3' positions by imidazolium moieties. First, a study will be presented of their structure-property relationships in the transport through liposomes. Thereafter, the transport mechanism will be discussed. Finally, the biological activity of our compounds with ionophore activity was studied, because the anion transport is a key process in cell biology. Their antibacterial activity was tested on four strains of bacteria. Binol-imidazolium compounds exhibited activity on Gram positive bacteria. Their cytotoxicity was also studied on human cells.

Les pathologies infectieuses, maladies causées par certains micro-organismes pathogènes parmi les bactéries, les virus, les champignons et les protozoaires, sont à l’origine des taux de mortalité et de morbidité élevés enregistrés surtout dans les pays en voie de développement où la majorité de la population n’a pas les moyens d'accéder aux soins de santé. Les résistances des micro-organismes aux antimicrobiens, observées actuellement dans la pratique médicale moderne, constituent un autre grand problème lié au traitement de ces maladies. Elles constituent l’une des menaces de santé les plus sérieuses et peuvent frapper n’importe qui dans le monde. Face à ces fléaux, il est urgent de découvrir de nouveaux agents antimicrobiens qui pourraient, éventuellement, présenter de nouveaux mécanismes d'action. Une bonne part des plantes utilisées en médecines traditionnelles contiennent des composants antimicrobiens utiles contre les infections et qui peuvent aider dans la lutte contre les maladies infectieuses liées à l’antibiorésistance. C’est dans cette optique que nous avons mené une enquête ethnobotanique sur les plantes médicinales utilisées contre les infections microbiennes en médecine traditionnelle Burundaise. Nous en avons inventorié 155 et sélectionné 5 d'entre elles (Justicia subsessilis Oliv. (Acanthaceae); Platostoma rotundifolium (Briq.) A. J. Paton (Lamiaceae), Virectaria major (Schum.) Verdc. (Rubiaceae), Pavetta ternifolia (Oliv.) Hiern (Rubiaceae), et Stomatanthes africanus (Oliv. & Hiern) R. M. King & H. Rob. (Asteraceae)) pour en étudier la composition phytochimique et les propriétés biologiques. Les extraits de ces plantes ont été évalués notamment pour leurs effets antibactériens direct (bactéricide ou bactériostatique) et indirect (modulation des mécanismes de résistance qui augmente ou restaure l’activité des antibiotiques sur des souches résistantes). Les cinq plantes retenues ont montré une activité antibactérienne, justifiant ainsi leur usage contre les infections microbiennes en médecine traditionnelle Burundaise et, plus particulièrement, l’espèce Platostoma rotundifolium, dont les extraits ont montré des effets antibactériens directs et indirects sur des souches sensibles et résistantes. Les extraits de Platostoma rotundifolium ont également présenté des effets sur l’expression de gènes (lasB et rhlA) impliqués dans le quorum sensing, et sur la formation du biofilm de Pseudomonas aeruginosa PAO1. En vue d’isoler et identifier les molécules responsables de ces différentes activités, l’extrait acétate d’éthyle (le plus actif) de Platostoma rotundifolium a été soumis à un fractionnement bioguidé. Celui-ci a permis d’isoler neuf composés qui ont été identifiés comme étant les acides ursolique, corosolique, tormentique, hyptadiénique, et 2α, 3α, 19β-trihydroxyurs-12-èn-28-oïque (isolé pour la première fois lors de ce travail et auquel nous avons donné le nom d’acide jérémique), le squalène, le cassipourol, le β-sitostérol et l’α-amyrine. Toutes ces molécules sont isolées pour la première fois de Platostoma rotundifolium. Les trois premiers composés ont présenté un effet bactéricide sur les souches bactériennes sensibles et résistantes, tandis que les trois derniers ont montré une action inhibitrice significative de l’expression de gènes (lasB et rhlA) impliqués dans le quorum sensing et de la formation de biofilm de Pseudomonas aeruginosa PAO1. Toutes ces molécules actives peuvent constituer une voie dans la lutte contre les maladies infectieuses et l’antibiorésistance; nous pouvons conclure que les données issues d’une enquête ethnobotanique sur les savoirs et les savoir-faire des guérisseurs traditionnels sont très importantes, surtout lorsqu’elles sont exploitées jusqu’à la détermination des principes actifs responsables d'une activité pharmacologique donnée. / Infectious pathologies are diseases caused by the transmission of some pathogenic microorganisms among bacteria, viruses, fungi and protozoa. They drive the high mortality and morbidity rates recorded especially in developing countries, where the majority of the population cannot afford to access health care. The antimicrobial resistances currently observed in modern medical practice represent another major problem in the treatment of these diseases. These resistances are one of the most serious population health threats and can strike anyone in the world. It has thus become urgent to discover new antimicrobial agents that could possibly have novel mechanisms of action.Many plants used in traditional medicines against infections harbor useful antimicrobial components that can help in the fight against infectious diseases and antibiotic resistances. In this context, we conducted an ethnobotanical survey of medicinal plants used in Burundian traditional medicine to treat microbial infections. We inventoried 155 herbs from which 5 (Justicia subsessilis Oliv. (Acanthaceae); Platostoma rotundifolium (Briq.) A. J. Paton (Lamiaceae), Virectaria major (Schum.) Verdc. (Rubiaceae), Pavetta ternifolia (Oliv.) Hiern (Rubiaceae), and Stomatanthes africanus (Oliv. & Hiern) R. M. King & H. Rob. (Asteraceae) were selected for phytochemical screening and biological assays. The extracts of these plants were evaluated for their antibacterial effects, direct (bacteriostatic or bactericidal) and indirect (inhibition of resistance mechanisms by increasing or restoring the activity of antibiotics against resistant strains). All the selected plants species have shown antibacterial activity, justifying their use against microbial infections in Burundian traditional medicine, and more particularly Platostoma rotundifolium, whose extracts showed direct and indirect antibacterial effects on susceptible and resistant (MRSA) strains. The extracts from Platostoma rotundifolium also presented inhibitory effects on the expression of genes involved in quorum sensing, lasB and rhlA, as well as on biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa PAO1.In order to isolate and identify the molecules responsible for these activities, the ethyl acetate extract (most active) from Platostoma rotundifolium was submitted to bioguided fractionation. This led to the isolation of nine compounds that were identified as ursolic acid, corosolic acid, tormentic acid, hyptadienic acid and 2α, 3α, 19β-trihydroxyurs-12-en-28-oic acid (isolated for the first time during this work and that was named jeremic acid), squalene, cassipourol, β-sitosterol and α-amyrin. All these molecules were isolated for the first time from Platostoma rotundifolium. The first three compounds showed a bactericidal effect on sensitive and resistant strains of bacteria, while the last three showed significant inhibitory effects on the expression of two QS genes (lasB and rhlA), and on biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa PAO1. All these active molecules can be a lead in the fight against antibiotic resistance; and we can conclude that the data from an ethnobotanical survey of the knowledge and skills of traditional healers are very important, especially when they are exploited until the determination of the active ingredients responsible for a specific pharmacological activity. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished