La Quinolinate synthase (NadA) catalyse la condensation de l'iminoaspartate et de la dihydroxyacétone phosphate aboutissant à la formation d'acide quinolinique, un intermédiaire central dans la biosynthèse du nicotinamide adénine dinucléotide (NAD). Cette étude a permis de montrer que toutes les quinolinate synthases possèdent un centre [4Fe-4S] essentiel à l'activité et que seulement 3 résidus cystéines coordinent le centre métallique, les cystéines Cys113, Cys200 et Cys297 chez E. coli. Les propriétés spectroscopiques et biochimiques du centre [4Fe-4S] nous ont conduit à proposer que le centre fer-soufre joue un rôle de type aconitase/déshydratase dans la catalyse enzymatique. Deux autres cystéines impliquées dans la formation d'un pont disulfure, sont également essentielles à l'activité quinolinate synthase (Cys291 et Cys294 chez E. coli) en jouant probablement un rôle régulateur. Nous rapportons également une nouvelle hypothèse de mécanisme pour la formation de l'acide quinolinique, incluant l'isomérisation du glycéraldéhyde 3-phosphate en DHAP. Enfin, nous proposons NadA comme une cible potentielle d'agents antibactériens. Sur les différentes molécules testées in vitro, l'acide phosphoglycolohydroxamique (PGH) s'est avérée actif sur la quinolinate synthase d'E. coli et de M. tuberculosis, en agissant comme un inhibiteur compétitif du DHAP.

La chimie des nitrones est un outil performant en synthèse organique pour accéder à des composés aminés ou N-hydroxyaminés. Très électrophiles, les nitrones peuvent subir facilement des additions nucléophiles conduisant à des N-hydroxylamines. En particulier, la réaction des N-benzylnitrones α-aminées avec des noyaux indoliques permet d'obtenir des N hydroxylamines indoliques β-aminées avec de bons rendements. Celles-ci sont d'excellents intermédiaires-clefs dans la synthèse d'alcaloïdes indoliques bio-actifs d'origine marine comportant le motif 1-(3'-indolyl)-1,2-diaminoéthane tels que le discodermindole, les nortopsentines, les topsentines ou encore les hamacanthines. Nous avons donc développé des voies de synthèse permettant d'obtenir ces alcaloïdes indoliques à partir de N-hydroxylamines indoliques β-aminées. <br /><br />Cependant, la difficulté de déprotection du groupement protecteur benzyle en présence de fonctionnalités chimiques sensibles à l'hydrogénolyse nous a amené à concevoir une nouvelle famille de nitrones protégées par un carbamate de tert-butyle. Celles-ci, après addition nucléophile de réactifs organométalliques, conduisent à des N (Boc) N hydroxylamines dont le groupement protecteur Boc est aisément éliminé en milieu acide. Cette méthode a permis d'accéder à de nouveaux synthons pouvant être facilement valorisés en synthèse organique. Nous avons appliqué cette méthodologie de synthèse à la préparation du zileuton, un composé inhibiteur de la 5-lipoxygénase, ainsi qu'à la préparation de 1,2-diamines indoliques β-aminées, comportant le motif 1-(3'-indolyl)-1,2-diaminoéthane, intermédiaire-clefs dans la synthèse des alcaloïdes indoliques choisis pour cibles. <br /><br />Nous avons ensuite tenté de préparer des N-sulfinyl nitrones, dont le groupement protecteur électroattracteur chiral pourrait facilement être éliminé en milieu acide et induire de bonnes diastéréosélectivités lors d'additions nucléophiles. <br /><br />Enfin, nous présentons les activités biologiques de plusieurs composés issus de ce travail. Nous avons évalué leur cytotoxicité, l'activité inhibitrice de la protéine kinase CK2, l'activité antibactérienne sur Staphylococcus aureus et enfin l'activité inhibitrice de la pompe d'efflux NorA de Staphylococcus aureus.

La résistance bactérienne aux antibiotiques est un problème majeur de santé publique. L'émergence et la propagation de bactéries multi-résistantes, associées au nombre limité d'antibiotiques en cours de développement, ont conduit à une impasse thérapeutique. La découverte de molécules antibactériennes innovantes, capables d'agir par de nouveaux modes d'action, est donc devenue indispensable. Dans cette étude, nous avons recherché dans les plantes et, plus précisément, dans leurs huiles essentielles des molécules susceptibles d'inhiber la croissance de bactéries pathogènes. Pour cela, nous avons criblé 11 huiles essentielles par la méthode de diffusion par disque, en vue d'évaluer leur activité contre Staphylococcus aureus. Les huiles essentielles d'Inula graveolens et de Santolina corsica, qui se sont révélées particulièrement efficaces contre cette bactérie Gram positive, ont été sélectionnées afin de caractériser leur mode d'action. Leurs effets sur la croissance et l'ultrastructure bactériennes ont été déterminés par mesure de la concentration minimale inhibitrice, expérience de mort cellulaire, bactériolyse et microscopie électronique à transmission. Ces deux huiles bactéricides n'entraînent pas de lyse bactérienne et semblent agir simultanément sur la paroi cellulaire et la membrane plasmique. L'huile essentielle de Cistus ladaniferus inhibe également la croissance de S. aureus mais son spectre d'action est plus large car il s'étend à plusieurs pathogènes, incluant des bactéries Gram positives (Bacillus cereus, Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes) et des bactéries Gram négatives (Enterobacter aerogenes, Campylobacter jejuni), ainsi qu'à une bactérie Gram négative multi-résistante (Enterobacter aerogenes EA289). Dans le but d'identifier les molécules responsables de cette activité, l'huile de C. ladaniferus a été séparée chimiquement en une fraction hydrocarbonée et trois fractions oxygénées. La fraction oxygénée qui concentre les alcools terpéniques, démontre la plus haute activité contre toutes les bactéries testées. La souche multi-résistante est particulièrement sensible à l'action de cette classe de molécules, qui semble s'exercer sur la paroi bactérienne

La situation épidémiologique des maladies infectieuses et parasitaires a eu un impact considérable sur de nombreux changements globaux importants. Ce type de maladies offre continuellement, encore aujourd’hui, de nouveaux défis à la recherche scientifique ; on peut notamment citer l’épidémie du virus ebola, responsable de plus de 11 000 morts en 2015, l'émergence du virus zika au Brésil, les cas de schistosomiase en Corse en 2014, en plus des différents cas d'exposition des patients dans les zones endémiques des pays tropicaux. L’émergence rapide de nombreuses épidémies est notamment due à certains changements sociaux observés au niveau global depuis quelques décennies, caractérisés entre autre par une urbanisation rapide et une communication facilitée entre les continents. Ces différents facteurs ont par conséquent contribué à la conception du profil épidémiologique des maladies infectieuses et parasitaires dans le monde entier. Parmi ces maladies, la schistosomiase est une maladie parasitaire grave causée par trématode Schistosoma mansoni. Actuellement, le praziquantel (PZQ) est le seul médicament capable de traiter toutes les différentes formes de la schistosomiase. Néanmoins, une nouvelle classe de molécule, les imidazolidines, hétérocycles pentagonaux possédants diverses activités biologiques, se sont également révélés actifs contre les Schistosoma. Le premier objectif de cette étude sera donc de déterminer l'activité schistosomicide de nouveaux dérivés thioxo-imidazolidínicos. Dans ce contexte, 24 nouveaux composés 5-arylidène-3-(2-chloro,6-fluoro)-benzyl-2-thioxo-imidazolidin-4-one (PTS) ont été obtenus. Après analyse en composantes principales (ACP), les 11 dérivé les plus (dis)-similaires ont été évalués biologiquement. L’un d’eux, le dérivé indole-imidazolidine LPSF-PTS-14, a montré des résultats supérieurs à la PZQ. En effet, la mort de 100% des vers a été observée après 24 heures à une concentration de 5 g/ml de ce composé, ainsi qu’une cytotoxicité inférieure à 5 ug/ml pour des cellules humaines. Ces résultats ont stimulé le développement d'un modèle de pharmacophore en utilisant le logiciel FLAP. Une évaluation sur le mode d’action de la molécule, ainsi que le développement d’un modèle de prédiction sur la cytotoxicité de ces composés, ont également été développés. Le deuxième objectif portait sur la réalisation d'une étude bibliographique sur le PZQ, permettant d’amener une proposition de modèle sur la relation structure-activité entre les composés chimiques actifs et leur activité biologique. Ensuite, dans une partie qui présente des travaux encore en cours, a été abordé un modèle de pharmacophore et de prédiction d'activité par les méthodes chimiométriques. En ce qui concerne l'infection bactérienne, l'apparition de super bactéries comme par exemple une souche d’Escherichia coli résistante à tous les antibiotiques disponibles, a recentré l'attention sur le développement de nouveaux antibiotiques. Les aminoglycosides, comme la neamine, sont une famille de molécules d’origine naturelle ou semi-synthétique, efficaces contre les bactéries Gram (+) et Gram (-). Le dernier objectif de cette thèse était donc de réaliser la synthèse d'analogues de Neamina, un aminoglycosides, à partir de la N-acétyl-D-glucosamine par l'utilisation de réactions de métathèse. Bien que la synthèse de ces composés n’ai pas pu être menée jusqu’au bout, des progrès importants ont été réalisés sur les voies de synthèse proposées et certains intermédiaires clés ont été obtenus. Une évaluation de la compatibilité de certains groupes protecteurs avec les conditions de métathèse utilisées a également été réalisée, permettant ainsi de proposer une nouvelle voie de synthèse, entamée dans ce travail, mais qui devra être achevée par la suite. / The epidemiological situation of infectious and parasitic diseases has presented significant changes worldwide. This group of diseases continues to pose challenges to prevention programs, such as the ebola virus epidemic, which is responsible for more than 11,000 deaths in 2015, the emergence of the zika virus in Brazil, the cases of schistosomiasis in the region of Corsica, France, in 2014, not including the exposure of patients to endemic areas in tropical countries. This scenario reflects the social transformations that have occurred in the last decades, characterized by accelerated urbanization, communication between continents, among other factors that contributed to the delineation of the current epidemiological profile of infectious and parasitic diseases worldwide. Schistosomiasis mansoni is a severe parasitosis caused by the Schistosoma mansoni trematode. Currently, praziquantel (PZQ) is the only drug capable of treating all the different forms of schistosomiasis. The imidazolidines are represented by a group of pentagonal heterocyclic substances possessing diverse biological activities, among them the schistosomicidal activity. The first objective of this work is the investigation of the schistosomicidal activity of new thioxoimidazolidine derivatives. In this context, 24 new arylidene-3-(2-chloro, 6-fluoro)-benzyl-imidazolidin-2-thioxo-4-one derivatives of (PTS) were obtained. After principal component analysis (PCA), the most dissimilar derivatives were evaluated biologically. The indolyl-imidazolidinic derivative, LPSF / PTS-14, presented greater results than PZQ, 100% death of worms in 24 h at 5 μg / mL, and a toxicity below 5 μg / mL against BALB splenocytes / C mice. These results, combined with low cytotoxicity, stimulated the development of a pharmacophor model using FLAP software, as well as the evaluation of the mode of action by the Michael Addition reaction, and the development of a prediction model for cytotoxicity. The second objective of this work was the accomplishment of a bibliographic study about the PZQ, making it possible to propose a model relating chemical structure and biological activity. Then, in works still under development, a model of pharmacophores will be proposed, and prediction of activity through chemometric methods made. In relation to bacterial infections, the appearance of superbugs, such as the Escherichia coli strain resistant to all antibiotics available in the clinic in 2016, again calls attention to the development of new antibiotics. Aminoglycosides, such as Neamine, are a family of substances of natural or semi-synthetic origin that are effective against Gram (+) and Gram (-) bacteria. The third objective of this work was the synthesis of analogues of Neamine from N- Acetyl-D-glucosamine and the use of metathesis reactions. Although none of the proposed derivatives were synthesized in the allotted time, important advances were made in the proposed routes, and key intermediaries were obtained. It was also possible to develop an evaluation study between the compatibility of protective groups used in derivatives and the occurrence of metathesis reactions. These studies led to the proposition of a synthetic route compatible with the protective groups, initiated at the end of this work, and to be concluded in the future.

La production de la majorité des vins rouges et de certains types de vins blancs et de vins pétillants requiert deux étapes fermentaires successives. La première est la fermentation alcoolique (FA) réalisée principalement par Saccharomyces cerevisiae. A la fin de la FA, les vins sont soumis à la fermentation malolactique (FML) réalisée principalement par Oenococcus oeni. Cependant, la FML est souvent difficile à déclencher et accomplir à cause de l’activité antibactérienne individuelle ou synergique de différents paramètres physicochimiques du vin et de métabolites levuriens inhibiteurs. Dans ce contexte, l’étude des interactions qui peuvent avoir lieu entre les souches de levures et de bactéries est importante pour le choix adéquat des souches et de la stratégie d’inoculation. Dans le présent travail, S. cerevisiae souche D a fortement inhibé O. oeni souche X pendant les fermentations séquentielles réalisées dans des milieux synthétiques jus de raisin (MSJ) alors que la souche levurienne A s’est révélée stimulatrice. Des traitements protéasiques et thermiques des MSJ fermentés par la souche D ont démontré la nature protéique des métabolites levuriens inhibiteurs. Le fractionnement par ultrafiltration de ces mêmes milieux a montré qu’une fraction peptidique extracellulaire de 5-10 kDa était responsable de l’inhibition de la FML. Elle a été graduellement relarguée au cours de la FA et a atteint sa concentration maximale à un stade avancé de la phase stationnaire. L’inhibition de la FML a été maintenue dans les jus de raisin commerciaux et les moûts naturels (CabernetSauvignon et Syrah) présentant des teneurs faibles et élevées en composés phénoliques. Ces derniers n’ont pas pu donc modifier l’activité biologique des peptides inhibiteurs. La fraction 5-10 kDa a été testée in vitro sur un extrait cellulaire contenant l’enzyme malolactique dans une gamme de pH comprise entre 3,5 et 6,7. Les résultats ont montré qu’elle a pu directement inhiber l’activité de l’enzyme malolactique avec une cinétique d’inhibition croissante corrélée à l’avancement de la fermentation alcoolique. La fraction 5-10 kDa du précipité au sulfate d’ammonium (60-80 %) a ensuite été analysée par chromatographie échangeuse d’ions. Les éluats récupérés avec 0,5 M NaCl par chromatographie anionique et cationique ont renfermé des peptides inhibiteurs et ont été migrés sur SDSPAGE. Les bandes d’intérêt ont ensuite été coupées et séquencées par LC1D-nanoESI-LTQ-Orbitrap. Les résultats ont montré 12 peptides qui ont probablement travaillé en synergie. 2 fragments de GAPDH de 0,9 et 1,373 kDa ayant un pI de 9,074 et un fragment de Wtm2p de 2,42 kDa ayant un pI de 3,35 sont impliqués dans l’inhibition de la FML. / The production of most red wines and certain white and sparkling wine styles requires two consecutive fermentation steps. The first one is the alcoholic fermentation (AF) and is carried out mainly by Saccharomyces cerevisiae. At the end of the AF, the wines undergo malolactic fermentation (MLF) carried out mainly by Oenococcus oeni. However, the MLF is often difficult to trigger and accomplish because of the individual or synergistic antibacterial activity of several physical chemical wine parameters and yeast inhibitory metabolites. In this context, the study of the interactions that may occur between specific strains of yeasts and bacteria is important for choosing the adequate strain combination and inoculation strategy. In the present work, S. cerevisiae strain D strongly inhibited O. oeni strain X during sequential fermentations performed in synthetic grape juice (SGJ) media whereas S. cerevisiae strain A stimulated it. Protease and heat treatments of the SGJ media fermented by strain D showed the protein nature of the yeast inhibitory metabolites. Fractionation by ultrafiltration of the same media revealed that an extracellular peptidic fraction of 5-10 kDa was responsible for the inhibition. It was gradually released during AF and reached its highest concentration at late stages of the stationary phase. The MLF inhibition was maintained in natural grape juices and grape musts (Cabernet-Sauvignon and Syrah) presenting low and high phenolic contents. Therefore, the activity of the inhibitory peptides was not affected by grape phenolic compounds. The 5-10 kDa fraction was tested in vitro on cell-free bacterial cytosolic extracts containing the malolactic enzyme in a pH range between 3.5 and 6.7. Results showed that it was able to directly inhibit the malolactic enzyme activity with an increasing inhibitory kinetic correlated to the AF time at which it was collected. The 5-10 kDa peptidic fraction of the 60-80 % ammonium sulfate precipitate was submitted to analyses by both anionic and cationic exchange chromatography (AEXC and CEXC). Eluates recuperated with 0.5 M NaCl from both AEXC and CEXC contained inhibitory peptides and were further migrated by SDS-PAGE. The bands of interest were excised and sequenced by LC1D-nanoESI-LTQ-Orbitrap. Results gave 12 different peptidic fractions that may have worked synergistically. 2 GAPDH fragments of 0.9 and 1.373 kDa having a pI of 9.074 and a Wtm2p fragment of 2.42 kDa having a pI of 3.35 were involved in the MLF inhibition.

Pour combiner les bonnes propriétés mécaniques des matériaux métalliques et obtenir des surfaces bioactives, des revêtements de phosphate de calcium (Ca-P) ont été développés. Le but est d’améliorer la biocompatibilité et la bioactivité du système et créer une barrière contre l’éventuelle libération d’ions toxiques du substrat métallique. Notre démarche a été de développer une nouvelle voie de synthèse. Après un polissage mécanique et décapage chimique du substrat de Titane ou Ti–6Al–4V une couche intermédiaire en titanate de sodium a été obtenue par un prétraitement alcalin sur les substrats. Elle a été ensuite soumise à un traitement thermique afin de créer une couche alvéolaire nanométrique. Celle-ci facilite la croissance une couche de phosphate de calcium par voie autocatalytique d'une manière similaire au procédé de formation de l'os naturel. La caractérisation et l’étude des revêtements des Ca-P obtenus par les trois bains (acides, alcalins et oxydant) sur les substrats métalliques ont été réalisés. Les dépôts ont été étudiés d’un point de vue structural et morphologique. La stabilité des couches de Ca-P a été mesurée dans le fluide corporel (SBF) pour des périodes différentes utilisant des analyses biochimiques. En conclusion, cette méthode est une solution peu coûteuse, fiable, et utilisable à l'échelle industrielle. La couche de Ca-P aussi bien que le titanate de sodium obtenus peuvent permettre d’être imprégnés par des agents actifs comme un ou plusieurs agents antibactériens. / To combine the good mechanical properties of metallic substrate with the bioactivity of some ceramics, to obtain bioactive surface, a calcium phosphate (Ca-P) coating has been developed. The goal is to improve the biocompatibility and bioactivity of metallic implant and create a barrier against the possible release of toxic ions from the metallic substrate. Our approach has been to develop a new synthetic route. After mechanical polishing and chemical etching of the titanium or Ti-6Al-4V substrates, an interlayer of sodium titanate was obtained by an alkaline pretreatment of the substrates. Then, it was subjected to a heat treatment to create a nanometeric layer. The latter facilitates the growth of a layer of Ca-P by means of an electroless manner similar to the forming process of the natural bone. Characterization and study of Ca-P coatings obtained by the three baths (acids, alkalis and oxidizing) on metallic substrates have been made. The deposits were studied from a structural and morphological point of view. The stability of Ca-P layers was measured in simulated body fluid (SBF) for different periods using biochemical analyzes. In conclusion, this method is a cheap and reliable solution that can be used on an industrial scale. The Ca-P as well as the sodium titanate layers can afford to be impregnated with active agents such as one or more antibacterial agents.

Un récent rapport de l’OMS met en garde les autorités de santé sur l’émergence de résistances chez les bactéries et le développement de souches bactériennes multi-résistantes aux traitements antibiotiques actuels. La progression de ces phénomènes est dû à différents facteurs. L’environnement hospitalier concentre un usage important de traitements antibiotiques et représente ainsi un terreau favorable au développement de résistances chez les bactéries. Le staphylocoque doré, ainsi que sa souche résistante (SARM), s’avèrent problématiques et entraînent un grand nombre de maladies nosocomiales. Dans ce contexte, il est primordial de mettre au point de nouveaux agents antibactériens permettant de lutter contre ces bactéries. Les liquides ioniques (sels à point de fusion bas) démontrent d’importantes propriétés antibactériennes. Néanmoins les mécanismes de cet effet bactéricide n’ont pas encore été établis. Ainsi nous nous proposons, dans un premier temps, de synthétiser des liquides ioniques di-cationiques afin d’étudier les différents facteurs structuraux qui régissent leur activité antibactérienne. Dans un second temps, nous concevrons des liquides ioniques à base de phosphoniums fonctionnalisés avec une sonde fluorescente. En exploitant les propriétés spectroscopiques, nous tenterons d’observer leurs interactions avec les cellules bactériennes. Enfin, nous nous proposons d'utiliser les phosphoniums comme agents de fonctionnalisation de surface dans le but de mettre au point des surfaces aux qualités bactéricides intrinsèques. Pour ce faire nous utiliserons différentes méthodes comme la conception de monocouches auto-assemblées ou l’électropolymérisation. / A recent WHO report warns the health authorities about the emergence of new bacterial resistances and the development of multi-resistant strains against current antibiotics treatments. The growth of those resistances is due to several factors. The hospital environment concentrates a significant use of antibiotics and disinfectant representing a favorable ground for bacterial resistance development. Among them the Staphylococcus aureus and its methicillin resistant strain (MRSA) represent a crucial issue in care environments and is a major cause of hospital acquired infections. In this context, it is essential to develop new antibacterial agents to fight against these bacteria. Ionic liquid are low melting point salts, they show significant antibacterial properties. However, the fact that the mechanisms of action of their bactericidal effect have not been established yet constitutes a major obstacle to their development as bactericidal agents. Thus, we propose to synthetize ammonium- and phosphonium-based di-cationic ionic liquids in order to study the different structural factors that govern their antibacterial activity. Then we will develop phosphonium based ionic liquids functionalized with a fluorescent probe. By taking advantage of their spectroscopic properties we will try to observe their interactions with bacterial cells. Finally, we propose to use the phosphonium salts as surface functionalization agents in order to design surfaces with intrinsic antibacterial properties. To do so, we will use innovative methods such as conception of self-assembled monolayers or electropolymerization technics.

Les carbènes N-hétérocycliques (NHC) sont utilisés comme ligands pour les métaux de transition. Les complexes résultants présentent principalement des applications en catalyse, ainsi que dans la conception de nouveaux candidats médicaments. Dans ce travail, nous discuterons une simplification des méthodes de synthèse des sels d’imidazoliniums, ainsi que des complexes Cu- et Ag-NHC. L’ammoniaque est utilisé ici à la fois comme milieu solubilisant des espèces métalliques et comme base pour la déprotonation des sels d’imidazoli(ni)ums fournissant une métallation douce, rapide et simple. La fonctionnalisation des NHC, dans des positions définies, permet une modulation de certaines de leurs caractéristiques sans impacter les propriétés remarquables de leurs complexes. De nouvelles méthodes de fonctionnalisation, par cycloaddition azoture-alcyne en périphérie des noyaux aromatiques, ont été mises au point. Ceci mène à l’introduction de trois stratégies synthétique : pré-, post- et auto-fonctionnalisation. La stratégie de pré-fonctionnalisation de précurseurs permet l’accès à des métallo-NHC du groupe 11, dont les propriétés de solubilité peuvent être facilement modifiées. Des réactions thermiques d’Huisgen et de SPAAC sont réalisables directement sur les complexes Au-NHC modifiés par des azotures, et sont désignés comme post-fonctionnalisation. Des réactions dites d’auto-fonctionnalisations entre un complexe Cu-NHC possédant un azoture et des alcynes divers, permettent l’introduction, par exemple, de biomolécules sensibles sans étapes de protection/déprotection. Enfin, les complexes Cu-NHC fonctionnalisés avec des groupements hydrosolubilisants ont été étudiés en tant que catalyseurs de cycloaddition de CuAAC dans des milieux biocompatibles, tandis que les Ag-NHC fonctionnalisés avec des groupements lipophiles présentent une activité antibactérienne. / N-heterocyclic carbenes (NHCs) have been used very frequently as ligands for the preparation of transition metal-based catalysts as well as drug candidates. This work will present a simplification of imidazoliniums synthesis and a new preparation of Ag-, Cu-NHC complexes. Aqueous ammonia will be used for the solubilisation of metallic species and as a base for the deprotonation of imidazoli(ni)um salts providing a mild, quick and easy metallation procedure. The functionalisation of NHC ligands, in definite positions, allows the modulation of some of their characteristics without interfering with the remarkable properties of their complexes. New functionalisation strategies by azide-alkyne cycloaddition reaction at the periphery of aromatics cores, were developped. This can be described by the following three synthetics strategies: pre-, post- and auto-functionalisation. Pre-functionnalisations strategy of precursors allows the synthesis of coinage metal-NHC complexes, for which variation of solubility is easily obtained. Thermal Huisgen reactions and SPAAC are achievable on the Au-NHC azide modified complexes directly, in a post-functionalisation pathway. Furthermore, the post-functionnalisation strategy was extended to Cu-NHC complexes resulting in an auto-functionalisation process. This allowed subsequently the introduction of sensitive biomolecules without protection/deprotection steps. Finally, water soluble Cu-NHCs complexes were used as CuAAC catalyst in bio-compatible media. Lipophilic Ag-NHCs complexes were tested as antibacterials (antibiofilm and growth inhibition activities).

L'approche écologique est une des stratégies de recherche de substances actives. Cette approche porte sur les plantes extrêmophiles, incluant les plantes halophytes et xérophytes, végétaux natifs des biotopes salins et arides. De par leur capacité à subsister dans un environnement contraignant, qui se traduit, entre autres, par l'acquisition d'un système antioxydant puissant, elles se révèlent être des réservoirs en biomolécules, notamment en composés phénoliques. Dans cette étude, nous nous sommes ainsi intéressés à huit plantes halophytes et xérophytes Tunisiennes pouvant avoir des activités biologiques en santé humaine et en santé du végétal. Limonium virgatum (Willd.) Fourr. (Plumbaginaceae), plante halophyte, a montré des activités antioxydantes et antibactériennes intéressantes qui se trouvent respectivement liées à un contenu en polyphénols élevé et à la présence de phénylpropanoïdes. Cirsium scabrum (Poir.) Bonnet & Barratte (Asteraceae), plante xérophyte, a montré une activité cytotoxique selective envers la lignée cancéreuse J774 mettant en avant l'efficacité de triterpènes de type cycloartane ; mais également un pouvoir antibactérien sur des souches de Dermabacter hominis, qui serait lié à la présence de flavones glycosylées. Juncus maritimus Lam. (Juncaceae), plante halophyte, s'est montrée être une source de dérivés phénanthréniques à activités originales. Le juncunol, a montré une activité prometteuse sur une souche de Streptococcus pyogenes résistante à l'amoxicilline. L'effusol actif sur le pathogène de la septoriose du blé (Zymoseptoria tritici), serait stimulé dans les rhizomes de la plante en conditions de salinité élevées. Enfin, le dehydrojuncusol s'est montré être un nouvel inhibiteur de la réplication du virus de l'hépatite C, capable d'agir sur des formes de résistance à certains traitement disponibles sur le marché. / Research strategies of active natural products include ecological approaches. Extremophile plants, and in particular, halophytes and xerophytes, salt and drought-resistant plants, are a case in point. As they develop an arsenal of adaptation responses, including a powerful antioxidant system, they prove to be a promising source of biomolecules, especially in phenolic compounds. In this study, an assessment of biological activities was carried out on eight Tunisian halophyte and xerophyte plants that would offer new applications in public health-care, as well as in agriculture. Limonium virgatum (Willd.) Fourr. (Plumbaginaceae), a halophyte plant, showed interesting antioxidant and antibacterial activities in accordance to a high polyphenol content and to the presence of phenylpropanoides, respectively. Cirsium scabrum (Poir.) Bonnet & Barratte (Asteraceae), a xerophyte plant, revealed a cytotoxic potential involving cycloartane-type triterpenes, and a promising activity against Dermabacter hominis strains which is linked to the presence of glycosylated flavones. Juncus maritimus Lam. (Juncaceae), a halophyte plant, should be referred to a source of phenanthrene derivativeswith original biological activities. Juncunol showed a high activity against an amoxicillin-resistant strain of Streptococcus pyogenes. Effusol was highly active against the wheat pathogen (Zymoseptoria tritici), for which high salinity conditions would stimulate its activity in the rhizomes of the plant. Most interestingly, dehydrojuncusol, has been introduced as a novel inhibitor of hepatitis C virus replication that is effective against resistant mutants for which some treatments available on the market became ineffective.

Les voies respiratoires des patients atteints de mucoviscidose sont colonisées par de nombreux pathogènes, parmi lesquels la bactérie P. aeruginosa est prédominante. Après des épisodes répétés d’infections du tractus respiratoire principalement liées à P. aeruginosa, les patients développent une insuffisance pulmonaire associée à un déclin du statut clinique et à une aggravation du pronostic puisqu’elle est souvent responsable du décès de ces patients. Les infections chroniques à P. aeruginosa affectent 80 à 90 % des patients atteints de mucoviscidose et, une fois ces infections installées, les associations actuelles d’antibiotiques sont incapables d’éradiquer la bactérie des voies aériennes de ces patients. La chronicité des infections est liée au développement de la bactérie sous un mode de vie particulier, le biofilm. Les bactéries s’assemblent en communautés complexes et organisées, entourées par la sécrétion d’une matrice extracellulaire polymérique. Ce mode de vie procure aux bactéries présentes dans le biofilm un environnement dense et protecteur, augmentant la résistance du pathogène au système immunitaire de l’hôte et aux antibiotiques conventionnels. <p><p>Dans la première partie de notre travail, nous avons caractérisé différentes souches de P. aeruginosa, comprenant des souches de référence et des souches cliniques isolées des expectorations de patients atteints de mucoviscidose. Les propriétés d’adhésion, de développement des biofilms, de mobilité, de production de rhamnolipides, l’activité protéolytique et la production d’acylhomosérine lactones se sont avérées très différentes au sein des souches. De plus, les caractéristiques phénotypiques des souches ne constituaient pas une valeur prédictive de la sensibilité des bactéries à un antibiotique, soulignant la nécessité d’étudier un panel large de souches pour caractériser l’effet d’un agent antimicrobien.<p><p>Dans la lutte pour combattre les infections et l’apparition de souches multirésistantes, de nouvelles stratégies thérapeutiques sont développées. Les céragenines sont une famille de molécules synthétisées dans le but de mimer la structure amphipatique des peptides antimicrobiens responsable de leur activité bactéricide importante. Contrairement à ces derniers, les céragenines maintiennent leur activité dans des conditions physiologiques. <p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p>Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié l’effet d’un composé antimicrobien appartenant à la famille des céragenines, le CSA-13, sur les différentes souches de P. aeruginosa. Nous avons confirmé le potentiel bactéricide du CSA-13 sur des cultures planctoniques de P. aeruginosa. Nous avons démontré qu’une concentration très faible et non cytotoxique de CSA-13 (10 fois inférieure à la CMI), inhibait la formation d’un biofilm de 3 souches de P. aeruginosa sur les 8 testées. L’étude du potentiel zêta des souches nous a permis de proposer un mécanisme basé sur des interactions électrostatiques pour expliquer l’action préventive du CSA-13 sur le développement du biofilm. Une concentration plus importante de CSA-13 a éradiqué l’entièreté d’un biofilm âgé de 24 h pour 7 des 8 souches étudiées. Six souches ont été évaluées dans un biofilm mature et toutes ont répondu au composé avec des concentrations croissantes ou un temps d’exposition du composé au biofilm plus important. Aucune résistance au CSA-13 n’est apparue durant le traitement. L’usage de la microscopie confocale à balayage laser a confirmé la rapidité et l’efficacité d’action du CSA-13 sur un biofilm robuste et complexe de P. aeruginosa par visualisation dans le temps et dans l’espace de l’effet du CSA-13 sur le biofilm. L’ensemble des observations de ce travail nous a permis de conclure que 7 sur les 8 souches de P. aeruginosa étaient sensibles au CSA-13, soit à un stade initial de la formation du biofilm, soit après maturation du biofilm. Ces résultats soulignent le potentiel thérapeutique important, envers tous les stades de formation et de développement du biofilm, de composés à structure amphiphile comme le CSA-13, avec une face cationique favorisant les interactions avec les membranes bactériennes chargées négativement et une face hydrophobe contribuant à la perturbation de ces membranes. <p><p>Le traitement de référence actuel envers les infections à P. aeruginosa, chez les patients souffrant de mucoviscidose, consiste en l’administration par inhalation de tobramycine commercialisée sous le médicament TOBI®. Nous avons investigué l’intérêt d’une administration combinée de l’aminoglycoside avec le CSA-13. Un bénéfice évident de la combinaison de CSA-13 et de tobramycine est apparu dans cette étude aussi bien sur biofilm jeune que mature. Dans certaines conditions, le CSA-13 semblait même prévenir la résistance à la tobramycine. Il sera cependant indispensable de concevoir des expériences in vivo pour confirmer l’intérêt du CSA-13 ou d’une co-administration de CSA-13 et de la tobramycine dans le traitement d’infections chroniques à P. aeruginosa chez des patients atteints de mucoviscidose.<p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p><p>Nos études in vitro sur cellules eucaryotes humaines ont mis en évidence une toxicité membranaire et mitochondriale provoquée par le CSA-13 lors de l’administration de concentrations importantes. L’association du CSA-13 avec l’acide pluronique F-127 a permis de réduire significativement la toxicité du composé sur les membranes. Cependant, l’association n’a pas diminué les effets délétères exercés par le CSA-13 sur l’activité mitochondriale. Les études devront donc se poursuivre afin d’affiner la compréhension du mécanisme d’action des céragenines et de pouvoir déceler des dérivés moins toxiques. L’évaluation de l’activité in vivo du composé devrait nous éclairer quant à la fenêtre thérapeutique utilisable en clinique.<p><p>\ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished