En raison de sa richesse en ressources génétiques, et des utilisations traditionnelles locales qui en sont faites, la biodiversité végétale issue du bassin amazonien constitue une véritable source de principes actifs à valoriser. L’espèce Euterpe oleracea Mart., vernaculairement appelée baie d’açai, qui connaît un intérêt scientifique important, est le parfait exemple de ressources naturelles bioactives valorisées issues de cette zone géographique. Les études scientifiques lui confèrent de très nombreuses propriétés biologiques, mais, la plus connue et la plus médiatisée est sa capacité antioxydante liée majoritairement à sa composition polyphénolique. En Guyane française, on peut parler de « diversité » au sein de la famille des Palmiers puisque plus de 75 espèces y ont été recensées. Parmi lesquelles, on peut citer une espèce très commune ayant des propriétés surtout alimentaires, et dont la connaissance phytochimique reste, à l’heure actuelle, très limitée : l’Oenocarpus bataua Mart dit patawa. Ce sujet de thèse de doctorat s’articule autour de la mesure de l’activité antioxydante du fruit mûr de ce palmier, et de la détermination des polyphénols responsables de cette dernière. La singularité de ce travail réside dans l’étude des différentes composantes tissulaires du fruit : mésocarpe, épicarpe et mélange épicarpe/mésocarpe (MEM). Dans un premier temps, les conditions les plus favorables d’extraction de biomolécules (notamment de l’épicarpe et du mésocarpe) ont été définies à l’aide du test DPPH. Les tests préliminaires effectués sur les tissus pris séparément, ont conduit à sélectionner un mélange acétone/eau (70/30, v/v) pour révéler, au mieux, la capacité antioxydante de chaque partie du fruit. Une étape de délipidation initiale s’est avérée nécessaire dans le cas de l’étude du mésocarpe. La confirmation de l’activité antioxydante a été réalisée au moyen d’autres tests d’activité chimique (TEAC, FRAP, ORAC), et a été complétée par l’utilisation d’un test d’activité biologique (KRL) en raison de ses mécanismes réactionnels plus complets. Il en ressort que le tissu végétal le plus antioxydant est le mésocarpe qui contient des proanthocyanidines, famille de composés phénoliques connue pour ses nombreuses activités biologiques.Le même travail a été effectué sur les tissus regroupés (fruit global ou MEM). Ainsi, a été retenue l’utilisation du solvant mixte acétone/eau sans étape de délipidation initiale. La capacité antioxydante du fruit étudié a été comparée à celle de l’açai, espèce choisie comme référence. Il s’avère que les extraits d’açai ont une activité antioxydante très supérieure à celle du patawa lorsqu’ils sont testés vis-à-vis de l’ORAC et du KRL. Le tissu mésocarpe a, lui, démontré une capacité antioxydante supérieure à celle de l’açai. Ces résultats sont à associer avec la composition phytochimique propre à chaque fruit. La composition polyphénolique du fruit de patawa, déterminée par UPLC/MSn, supposerait la présence d’anthocyanes, de tanins condensés, de stilbènes et d’acides phénoliques. Ces travaux, qui méritent d’être approfondis, en particulier pour le mésocarpe, ouvrent de nouvelles perspectives d’utilisation du fruit patawa, en particulier l’incorporation de composés phénoliques issus du mésocarpe dans des formulations galéniques ayant attrait aux domaines de la Nutrition, de la Cosmétique et de la Pharmaceutique. / Due to its wealth in genetic resources, and to traditional uses, plant biodiversity issued from the Amazonian Basin is a real source of active process to valorize. The specie Euterpeoleracea Mart., usually called acai berry, which is experiencing a huge scientific interest, is the perfect example of valued natural bioactive resources from the geographic area. Scientific studies give it many biological properties, but the most known is its antioxidant property mainly due to its polyphenolic composition. In French Guiana, we can use the term “diversity” within the palm family with more than 75 species identified. Among them is a common species, Oenocarpus bataua Mart., called “Patawa”, mainly with alimentary properties but for which knowledge of phytochemical properties is until now very poor. The present research deals with determining the antioxidant activity of this palm fruit and with the identification of the polyphenols responsible for it.The uniqueness of this work lays in the study of the different tissue components of this fruit namely the mesocarp, the epicarp and mixing epicarp / mesocarp (MEM). In a first time, the most favorable extraction conditions of biomolecules (particularly of the epicarp and mesocarp) were defined using the DPPH test. The preliminary tests performed on those tissues taken separately, have led to select an acetone / water (70/30, v / v) to reveal, at best, the antioxidant capacity of each part of the fruit. An initial defatting step was necessary in the case of the study of the mesocarp. The confirmation of the antioxidant activity was carried out by other tests of chemical activity (TEAC, FRAP, ORAC), and was supplemented by the use of a bioassay (KRL) due to its more complete reaction mechanisms. Results point out that the most antioxidant tissue is the mesocarp that contains proanthocyanidins, phenolics of a chemical family known for its numerous biological activities.The same work was performed on tissues combined (overall result). The mixed solvent acetone / water, without initial defatting step, has been selected. The antioxidant capacity of fruit was compared to that of the Acai specie chosen as a reference. It turns out that acai extracts have antioxidant activity much greater than that of Patawa when tested vis-à-vis of ORAC and KRL. In contrary, mesocarp tissue has a greater antioxidant capacity than that of Acai. These results can be associated with the phytochemical composition of each fruit. The polyphenolic composition of the fruit of Patawa determined by UPLC / MSn, reflects the presence of anthocyanins, condensed tannins, stilbene and phenolic acids. This work, which deserves to be deepened, especially for the mesocarp tissue, opens new prospects for the use of Patawa fruit, especially the incorporation of phenolic compounds from the mesocarp in pharmaceutical formulations linked to the fields of Nutrition, of Cosmetics and Pharmaceuticals.

Les polyphénols naturels forment des complexes non-covalents dans lesquels le π-stacking et les liaisons hydrogène jouent un rôle clé dans la stabilisation. Les calculs DFT incluant la dispersion (DFT-D), la description des processus d'agrégation non-covalente de produits naturels devient fiable. Dans ce travail, les méthodes DFT-D sont appliquées à i) la compréhension de la biosynthèse stéréo- et régio-sélective des oligostilbenoïdes, ii) la prédiction de l'agrégation des antioxydants naturels au sein de la membrane bicouche lipidique, qui pourrait rationaliser la synergie de la vitamine E, la vitamine C et polyphénols dans leur action antioxydante, et iii) la modulation des propriétés optiques de dérivés de chalcones. / Natural polyphenols form non-covalent complexes in which π-stacking and H-bonding play a key stabilizing role. The dispersion-corrected DFT calculations have paved the way towards reliable description of aggregation processes of natural products. In this work, these methods are applied at i) understanding of stereo- and regio-selective oligostilbenoids biosynthesis; ii) predicting natural antioxidant aggregation within lipid bilayer membrane, which may allow rationalizing the synergism of vitamin E, vitamin C and polyphenols in their antioxidant action; and iii) modulating optical properties of chalcone derivatives.

Les polyphénols sont abondamment trouvés dans de nombreux fruits, légumes, boissons etc. et ils possèdent de nombreux effets bénéfiques pour la santé. Les méthodes de calcul ont été utilisées dans le cadre de cette thèse pour rationaliser, décrire et prédire les propriétés physiques et chimiques des flavonolignanes et des pyranoanthocyanines pour la compréhension de leurs actions biologiques au niveau moléculaire. Tous les résultats des calculs théoriques ont été discutés par rapport aux données expérimentales. Les propriétés liées à l'activité antioxydante des flavonolignanes ont été étudiées par les méthodes de la théorie de la densité fonctionnelle (DFT). La dépendance au pH des propriétés d'absorption UV/Vis des flavonolignanes et des pyranoanthocyanines ont été évaluée par des méthodes DFT dépendante du temps (TD-), et les interactions non-covalentes ont été étudiées avec les méthodes de DFT incluant la correction de dispersion. Un bref aperçu est également donné sur l'interaction de ces composés avec des biomolécules. Le chapitre 6 présente des résultats non encore publiés de plusieurs systèmes non-covalents pigment: copigment. Cette partie des résultats constitue un bon point de départ pour la recherche du ‘meilleur copigment’. / Polyphenols are abundantly found in many fruit, vegetables, beverages, etc. and they possess many potential health benefits. Computational methods were thoroughly used through this thesis to rationalize, describe and predict physical chemical properties of flavonolignans and pyranoanthocyanins. Here, we aim at an understanding of polyphenol biological actions at a molecular level. All outcomes from the theoretical computations were discussed with respect to experimental data. The properties related to antioxidant activity of flavonolignans were investigated by density functional theory (DFT) methods. The pH dependence of ultraviolet/visible (UV/Vis) absorption properties of flavonolignans and pyranoanthocyanins were evaluated by time dependent (TD-) DFT methods, and noncovalent interactions were investigated within dispersion-corrected DFT methods. A short overview is also given on interaction of such compounds with biomolecules. Chapter 6 presents yet not published results of several noncovalent pigment: copigment systems. This part of the results serves as a good starting point to search for ‘the best copigment’.

De nombreuses études ont indiqué que la consommation régulière d’aliments riches en polyphénols comme le vin rouge, le thé, ou les fruits est associée à une réduction du risque de pathologies cardiovasculaires chez l’homme et les animaux. L’effet bénéfique des polyphénols sur le système cardiovasculaire est dû, au moins en partie, à leur action directe sur les vaisseaux sanguins en améliorant la fonction endothéliale. En effet, de nombreuses études indiquent que les polyphénols induisent des relaxations dépendantes de l’endothélium dans les artères isolées en stimulant la formation endothéliale de monoxyde d’azote (NO). La comparaison des relaxations induites par 13 jus et purées de fruits différents dans les artères coronaires de porc a permis de sélectionner l’Aronia melanocarpa en raison de sa grande activité et de sa forte teneur en polyphénols. L’Aronia melanocarpa est un puissant inducteur de relaxations dépendantes de l’endothélium en stimulant la formation endothéliale de NO. Cette formation accrue de NO implique l’activation rédox-sensible de la voie Src/PI3-kinase/Akt qui va phosphoryler la NO synthase sur son site activateur entraînant une formation rapide de NO. A plus long terme, l’Aronia melanocarpa stimule l’expression de la NO synthase via un mécanisme rédox-sensible impliquant les voies PI3-kinase/Akt, JNK, et p38 MAPK, et entraînant la phosphorylation inactivatrice des facteurs de transcription FoxO1 et Fox3a; cet effet prévient la régulation négative de l’expression de la NO synthase endothéliale. En conclusion,nos études révèlent le potentiel d’Aronia melanocarpa à améliorer la protection vasculaire par la stimulation soutenue de la formation de NO. / Many studies indicated that the regular consumption of drink or food rich in polyphenols like red wine, green tea, fruits, vegetables and chocolate is associated with a reduction of the risk of cardiovascular pathologies in human and animals. The beneficial effect of polyphenols, well known as antioxidants, on the cardiovascular system is due at least partly to their direct action on the blood-vessels by improving the endothelial function. Indeed, many studies indicate that the polyphenols induce the endothelium-dependent vasorelaxation in the isolated arteries by stimulating the formation of endothelial nitric oxide (NO). Comparing the endothelium-dependent relaxations induced by 13 different fruit juices and purees in the isolated porcine coronary arteries, Aronia melanocarpa was selected due to its high activity and the highest polyphenol content. Aronia melanocarpa is a potent inducer of endothelium-dependent relaxation in coronary artery by stimulating the formation of endothelial NO. This increased formation of NO involves the redox-sensitive activation of the Src/PI3-kinase/Akt pathway leading to the phosphorylation of eNOS at the activation site, Ser1177, during the rapid formation. Further for the long-term, Aronia melanocarpa stimulates the expression of eNOS via a redox-sensitive mechanism involving PI3-kinase/Akt, JNK, p38 MAPK pathways and the subsequent inactivation of transcription factors FoxO1 and FoxO3a by phosphorylation; this effect prevents their negative regulation of eNOS expression. In conclusion, our studies reveal the potential of Aronia melanocarpa to improve vascular protection by stimulating in a constant way the formation of endothelial NO.

Ce travail de recherche montre que les différentes sources de polyphénols (polyphénols de vin rouge, jus d'aronia melanocarpa, jus de cassis) ont de puissants effets chemothérapeutiques et chemopréventifs sur différentes lignées de culture cellulaires, mais également in vivo sur un modèle de tumorigenèse. Ces polyphénols inhibent la prolifération des cellules cancéreuses (leucémie lymphoblastique aigüe, cellules souches) en induisant un arrêt du cycle cellulaire et l'apoptose. Les effets anti-cancéreux sont dépendants de l' induction du stress oxydatif mettant en jeu les anions superoxydes et le peroxyde d·hydrogène qui à son tour, activent les voies de signalisation conduisant à une surexpression des gènes suppresseurs de tumeurs comme p73 et p53 et ainsi que caspase 3. Celle étude montre également que les polyphénols contrôlent la prolifération des cellules cancéreuses au niveau épigénétique en diminuant l'expression d'UHRF1 (un intégrateur épigénétique de prolifération). Cependant l'effet anticancéreux de ces polyphénols est sélectif et agit sur les cellules cancéreuses et non sur les cellules normales. Le fractionnement de ces sources riches en polyphénols et les études menées en utilisant des composés purs montrent que les effets anticancéreux sont attribués à plusieurs composés différents. Cette étude montre l' identification de cyanidine-3-glucoside et de cyanidine-3-rutinoside comme source de composés anticancéreux actifs. / This research work shows that different sources of polyphenols (RWPs, AMJ and blackcurrant) have strong chemotherapeutic and chemopreventive effects on several cancer cells lines (acute lymphoblastic leukemia and cancer stem cells) and also in vivo in a model of tumorigenesis in mouse. These polyphenols inhibit the proliferation of various cancer cells by inducing cell cycle arrest and apoptosis. The anti-cancer effect is dependent on the induction of oxidative stress involving superoxide anions and hydrogen peroxide which, in turn, activate the signaling pathways leading to the re-expression of tumor suppressor genes such as p73 and p53 and executor of apoptosis such as caspase 3. This study also shows that polyphenols control the proliferation of cancer cells at epigenetic level by decreasing the expression of UHRF1 (an epigenetic integrator of proliferation). Moreover, the anticancer effect of these polyphenols is selective towards cancer cells and not in normal cells. Fractionation of these rich sources of polyphenols and studies on the commercially available pure products shows that anti-cancer effects of these polyphenols involve several different compounds. This study leads to the identification of cyaniding-3-O-glucoside and cyaniding-3-O-rutinoside as active anticancer compounds.

L'huile d'argane est traditionnellement utilisée au Maroc en usage externe pour le traitement des affections cutanées et en usage interne pour prévenir les troubles cardiovasculaires. Particulièrement riche en acides gras insaturés, l'huile d'argane est caractérisée également par ses composés mineurs : polyphénols, tocophérols, stérols, du squalène, et alcools triterpéniques.L'objectif de ce travail est de contribuer à la valorisation de l'huile d'argane et de ses co-produits. C'est un travail pluridisciplinaire car il est composé de deux parties : phytochimie et activité pharmacologique.Pour la partie phytochimique, onze polyphénols des co-produits d'argane ont été identifiés et quantifiés par LC-ESI-MS. Leur activité antioxydante a été évaluée par plusieurs techniques. La composition chimique des composés volatiles de l'huile d'argane a été étudiée en fonction du temps de torréfaction des amandons. Ces arômes, obtenus par microextraction en phase solide (SPME), ont été élucidés et quantifiés par CPG-MS. La deuxième partie de ce travail, a mis en exergue pour la première fois des propriétés photoprotoctrices et antioxydantes de l'huile d'argane. En effet, l'effet antioxydant de l'huile d'argane a été confirmé, lors d'une étude clinique, par la mesure sérique de la vitamine E chez des femmes ménopausées après 8 semaines de consommation de 25 ml d'huile d'argane vs huile d'olive. Les résultats sont significatifs chez le groupe consommant de l'huile d'argane. Le dosage de la vitamine E dans le sérum, a été réalisé par HPLC. Les propriétés photoprotectrices de l'huile d'argane ont été mises en évidence in-vitro par l'action des UVC sur un model moléculaire de l'ADN : la thymidylyl-(3',5')-thymidine. Les résultats préliminaires sont encourageants. L'huile d'argane, même diluée 9 fois par la paraffine, reste toujours active. / Argan oil is traditionally used in Morocco as an ointment to cure some skin pathlogies or is ingested to prevent cardiovascular diseases. Its content in unsaturated fatty acids is high as is its content in polyphenols, tocopherols, sterols, squalene and triterpenic alcohols.The aim of this thesis was to increase the value of argan oil and derivatives. Our work focuses on phytochemistry and pharmacology.Concerning the phytochemical aspect, 11 polyphenols were identified and quantified by LC-ESI-SM. Their anti-oxidant activity has been evaluated as a function of kernel roasting time. Volatils obtained by microextraction were also quantified using CPG-SM.In a second section, photoprotective and anti-oxidant properties of argan oil were studied. Blood vitamine E level was determined in post menopausal women after 8 weeks of daily consumption of 25 ml of argan. Olive oil was given as a blank. Photoproptective properties of argan oil were evidenced in vitro using UV-C and Thymidylyl-(3',5') thymidine as DNA model. Preliminary results indicate a good photoproective activity even when argan oil is diluted (1/10) in parafin oil.

La pathologie de l'obésité est définie comme un excès de masse grasse corporelle pouvant nuire à la santé. Elle constitue un véritable problème de santé publique dans de nombreux pays et à La Réunion. Dans l'organisme, c'est au niveau du tissu adipeux que le stockage de gras se localise, plus précisément dans les cellules adipeuses (adipocytes) provenant elles-mêmes de la maturation de cellules précurseurs appelées préadipocytes. Chez le sujet obèse, le tissu adipeux stockant un excès de gras est le siège d'un stress oxydatif et d'une inflammation chronique qui concourent à la résistance à l'insuline et au développement du diabète et de ses complications vasculaires. De nombreuses études montrent les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des produits végétaux riches en polyphénols et soulignent leur intérêt dans le cadre de stratégies innovantes vis-à-vis de l'obésité et de ses complications. La Réunion présente une multitude de ressources végétales comme les fruits tropicaux et de nombreuses plantes à parfums, aromatiques et médicinales qui exerceraient des effets bénéfiques pour la santé. Toutefois, il manque encore des données scientifiques pour les valider. L'objectif du travail de thèse était d'évaluer l'impact d'extraits riches en polyphénols antioxydants issus du curcuma et de fruits tropicaux de La Réunion sur la réponse métabolique et inflammatoire de la cellule adipeuse, en situation de stress oxydatif dans le contexte de la pathologie de l'obésité. Pour ce faire, le curcuma et neuf fruits tropicaux de La Réunion, à savoir l'ananas Victoria, la banane (grosse et petite variétés), le fruit de la passion, le letchi, la mangue (Américaine et José) et la papaye (Solo et Colombo) ont été sélectionnés. Nos résultats ont mis en évidence une variabilité du profil glucidique et des teneurs en micronutriments de type vitamine C, caroténoïdes et polyphénols. Pour la plupart des extraits végétaux étudiés, les polyphénols représentaient les antioxydants les plus abondants et leur présence a conféré aux extraits végétaux diverses propriétés biologiques. Celles-ci ont été explorées sur le modèle in vitro de cellules adipeuses 3T3-L1 exposées aux extraits végétaux riches en polyphénols, en situation de stress oxydatif induit par l'agent H2O2 ou des acides gras de type acides linoléique et arachidonique. Nos résultats ont mis en évidence les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des extraits végétaux, ainsi que leur capacité à améliorer la réponse à l'insuline des cellules en terme d'accumulation de gras. De plus, tous les extraits végétaux ont exercé un effet protecteur contre la sur-production de molécules pro-inflammatoires induites en situation de stress oxydatif. Plusieurs cibles moléculaires ont été identifiées, dont les enzymes antioxydantes superoxyde dismutase et catalase, les facteurs de transcription PPAR-γ et NF-κB, ainsi que les adipokines de type adiponectine, IL-6, TNF-α et MCP-1. En conclusion, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence le potentiel bioactif d'extraits riches en polyphénols issus du curcuma et des fruits tropicaux sur la réponse métabolique et inflammatoire de la cellule adipeuse, en situation de stress oxydatif dans le contexte de la pathologie de l'obésité. L'utilisation des modèles expérimentaux développés au cours de ce travail de thèse permettra de poursuivre l'exploration des voies moléculaires impliquées et d'identifier de possibles cibles thérapeutiques. / Obesity is defined as an excessive fat accumulation and has been related to several major complications such as type 2 diabetes and vascular disorders. In obese patients, adipose cells responsible for fat storage are the targets of oxidative stress and chronic inflammation which contribute to insulin resistance and the onset of diabetes. Here, our objective was to evaluate the impact of polyphenol-rich extracts from Curcuma longa spice and tropical fruits from Reunion Island in France on the metabolic and inflammatory response of adipose cells exposed to oxidative stress mediated by H2O2 or free fatty acids comprising both linoleic and arachidonic acids. Our data led to demonstrate the abundance of polyphenols from Curcuma longa spice and the tropical fruits selected, and their free radical-scavenging capacities. Polyphenol-rich plant extracts were also able to protect 3T3-L1 preadipocytes and adipocytes against oxidative stress, by regulating the production of reactive oxygen species and major adipocytokines, antioxidant enzymes and transcriptional factors involved in the metabolic and inflammatory response of the adipose tissue. Further work needs to be developed on animal models and then in obese subjects to identify and validate new therapeutic targets.

Dans les pays industrialisés, une alimentation riche en lipides et en sucres et le manque d'exercice sont responsables d'une épidémie d'obésité, d'insulino-résistance (IR) et de stéatose hépatique non-alcoolique (NAFLD). L'alimentation apporte différents types de lipides, et non seulement la quantité mais également la qualité des lipides alimentaires module le métabolisme lipidique et joue un rôle important dans le développement de ces pathologies. La nature des acides gras (AG) ingérés peut également influencer la composition des membranes biologiques, et ainsi leurs fonctions comme la fluidité membranaire, la signalisation cellulaire, la translocation des protéines vers la membrane ou à travers la membrane, et des activités enzymatiques variées. Le fonctionnement de la cellule toute entière dépend donc de la composition membranaire en lipides. Par ailleurs, certains microconstituants alimentaires, tels les polyphénols, pourraient moduler le métabolisme lipidique, prévenant ainsi la NAFLD et l'IR.L'objectif de ce travail de thèse est d'explorer, en même temps, l'impact potentiellement protecteur des polyphénols lors d'une surcharge en graisses et en saccharose d'un côté et l'effet de différents profils lipidiques nutritionnels d'un autre sur la composition en acides gras et les taux des différents lipides complexes (triglycérides (TG) tissulaires et phospholipides (PL) membranaires) et sur le métabolisme lipidique en s'intéressant au tissu tout entier et à la mitochondrie en particulier ; puisque de plus en plus d'arguments expérimentaux et cliniques suggèrent qu'un déficit de la chaîne respiratoire mitochondriale joue un rôle physiopathologique important dans la NAFLD et l'IR. Ainsi, ce travail de thèse nous a permis de montrer qu'une supplémentation en polyphénols à dose nutritionnelle modulerait différemment le métabolisme lipidique au niveau des tissus, (1) en activant l'oxydation des AG et prévenant l'accumulation des TG intra-hépatiques et la stéatose au niveau du foie ; et (2) en modulant la composition membranaire en AG des cellules musculaires ainsi que l'expression de certains transporteurs prévenant ainsi l'accumulation cytosolique des lipides et améliorant le transport du glucose ce qui préviendrait une IR au niveau du muscle. De plus, nous avons pu montrer que la qualité et la quantité des AG apportés par l'alimentation affecteraient de façon significative la composition en acide gras de l'ensemble des PL membranaires de la mitochondrie du foie, particulièrement le cardiolipide; altérant ainsi la fonction de la mitochondrie et le métabolisme lipidique au niveau du foie, ce qui pourrait jouer un rôle dans le développement de la NAFLD. / High fat and high sugar diets and lack of physical activity are believed to contribute to the increasing rates of obesity in wealthy societies. This trend is associated with a parallel increase in the prevalence of insulin resistance (IR) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Diets contains different types of lipids, and not only the quantity but also the quality of dietary lipids modulates lipid metabolism and are involved in these nutritional associated pathologies. Moreover, the quality of dietary lipids influences the biological membrane composition and thus their functions. So, membrane fluidity, cellular signalisation pathways, protein translocation into and across the membrane and many enzymatic activities, which are crucial for cell functions, are influenced by membrane lipid composition. However, some dietary nutrients as polyphenols may also modulate lipid metabolism and thus prevent against hepatic steatosis and/or IR. In that aim, this work was designed to determine, firstly, the preventive effect of polyphenols in rats fed a high fat high sucrose diet and, secondly, the impact of the quantity and the quality of dietary lipids, on triglycerides (TG) and membranes phospholipids (PL) content and/or fatty acid composition and on lipid metabolism in the whole tissue and particularly in mitochondria. Indeed, mitochondria are both a major site for fat metabolism and the main source of reactive oxygen species in hepatocytes and they are postulated to play a central role in the pathogenesis of NAFLD and IR. Our results showed clearly that polyphenols modulate differently lipid metabolism in tissues. In liver, polyphenols prevent lipid accumulation and hepatic steatosis by activating fatty acid oxidation. In skeletal muscle, polyphenols regulate membrane fatty acids composition and fatty acid and glucose transporters expression, thus preventing lipid accumulation and enhancing glucose transport. These modifications may prevent IR in skeletal muscle. In addition, dietary fatty acids quantity and quality influenced significantly fatty acids composition of membrane phospholipids from liver mitochondria, particularly cardiolipin; and thus altered mitochondria functions and liver lipid metabolism which could play a role in the NAFLD pathogenesis.

Il est maintenant bien établi que le vieillissement est lié à l’apparition de troubles cognitifs. Ces altérations mnésiques liées à l’âge peuvent être mises en évidence à la fois chez l’Homme et l’animal. Plusieurs études ont pu mettre en évidence le rôle bénéfique des polyphénols sur les fonctions mnésiques et en particulier sur le déclin mnésique lié au vieillissement. Ainsi, le projet Neurophénols a pour objectif de mettre au point des actifs nutritionnels riches en polyphénols provenant de raisin et de bleuet, et d’objectiver leur rôle bénéfique sur le déclin cognitif lié à l’âge chez l’Homme et les animaux de compagnie. L’objectif de cette thèse était de mettre en évidence des effets bénéfiques d’un mélange de polyphénols de raisin et de bleuet, l’extrait Neurophenol®, sur les performances d’apprentissage et de mémoire chez la souris âgée et mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques sous-tendant ces performances. Nous avons plus spécifiquement ciblé l’hippocampe, structure cérébrale clé impliquée dans les processus d’apprentissage et de mémoire, et particulièrement altérée au cours du vieillissement. Ces travaux précliniques permettront par la suite d’objectiver les résultats obtenus chez l’Homme. Nos principaux résultats montrent une altération des capacités d’apprentissage et de mémoire dépendant de l’hippocampe au cours du vieillissement qui sont récupérées par une supplémentation en polyphénols. Nous montrons également que ces troubles mnésiques liés à l’âge sont associés à une diminution d’expression de marqueurs moléculaires impliqués dans les voies de signalisation sous-tendant les processus mnésiques ainsi qu’à une diminution de la neurogenèse hippocampique. La supplémentation en polyphénols permet de rétablir les niveaux d’expression de certains gènes et également de sur-réguler l’expression de neurotrophines au niveau hippocampique. De plus, cette supplémentation a un effet bénéfique sur la neurogenèse hippocampique chez les souris âgées. Enfin, nous montrons qu’une supplémentation en Neurophenol® permet de réduire la mortalité des souris âgées. Ces résultats mettent en évidence l’efficacité du mélange Neurophenol® sur le maintien des performances mnésiques au cours du vieillissement chez la souris, via leur action sur la plasticité synaptique et la neurogenèse. Le développement d’une étude clinique visant à supplémenter des personnes âgées avec l’extrait Neurophenol® et à évaluer leurs performances mnésiques a également fait partie de ce travail de thèse et les résultats encourageant obtenus chez les souris âgées apportent des arguments favorables quant au bienfait des polyphénols sur la mémoire au cours du vieillissement. / It is now well accepted that aging is linked to the onset of cognitive impairments. Among them, age-related memory alterations can be brought in evidence both in humans and animals. Several studies have highlighted the beneficial role of polyphenols on memory functions and particularly on age-related memory decline. Thus, the Neurophenols project aims at developing nutritional assets rich in polyphenols from grape and blueberry, and to objectify their beneficial role on the age-related cognitive decline in humans and pets. The aim of this thesis was to highlight beneficial effects of a polyphenol mix from grape and blueberry, the Neurophenol TM extract, on learning and memory performances in aged mice and to better understand the neurobiological mechanisms underlying these performances. More specifically, we have focused on the hippocampus, a key brain structure involved in learning and memory processes that is particularly altered during aging. This preclinical work will subsequently objectify the results in humans. Our main results show that hippocampal-dependent learning and memory alterations during aging are recovered by a polyphenol supplementation. We also show that these age-related memory deficits are linked to a decrease of gene expression of proteins involved in signaling pathways underlying memory processes and to a decrease of hippocampal neurogenesis. The polyphenol supplementation can restore the expression level of some genes and up-regulate neurotrophin expression in the hippocampus. Moreover, this supplementation has a beneficial impact on hippocampal neurogenesis in aged mice. Finally, we show that a Neurophenol TM supplementation can reduce mortality in aged mice. These results demonstrate the efficiency of the mix Neurophenol TM on the maintenance of memory performances in mice during aging, through their action on synaptic plasticity and neurogenesis. These promising results in aged mice provide positive arguments on the benefits of polyphenols on memory during aging. Thus, it was also developed a clinical study aiming at supplementing elderly subjects with the Neurophenol TM extract in order to evaluate their memory performances.

Utilisé dans l’entretien et le soin des gencives et des dents, le produit Gencix® (SAS Esprit d’éthique) a montré, d’après les observations cliniques des dentistes, une action anti-inflammatoire et nettoyante des dents. Ce dentifrice incorpore un extrait aqueux de feuilles de papayer. Afin d’en comprendre le mécanisme d’action en termes de métabolites actifs, un fractionnement bioguidé et une étude déréplicative associant LCUV- MSn et RMN du 13C ont été menés. L’activité relevée en clinique ne semble pas liée à un effet antibiofilm. Une activité anti-inflammatoire (anti-TNF-alpha) serait liée aux flavonoïdes plus ou moins glycosylés présents dans l’extraits. Nous avons en effet pu identifier quelques-uns des actifs comme la quercétine et le kaempferol, déjà décrits comme inhibiteurs de la libération du TNF- alpha. D'autres flavonols libres ou conjugués tels que la rutine, identifiés dans les fractions actives, peuvent également contribuer à l'activité anti-inflammatoire globale. Plus notablement, au cours de ce travail, des esters des acide malique et hydroxycinnamique ont pour la première fois été associés à une activité anticalcaire, en particulier l’acide caféoylmalique. Ce dernier agit sans doute en synergie avec d’autres composés analogues. Les différents groupements acides carboxyliques et hydroxyles présents dans ces dérivés agissent vraisemblablement en complexant les ions Ca2+. Au-delà de ces résultats, ces anticalcaires nouvellement identifiés apparaissent comme des actifs « verts » (non toxiques, n’entraînant pas de bioaccumulation et biodégradables), respectueux de l'environnement. Cette activité anticalcaire remarquable a fait l’objet d’un dépôt de brevet. / Gencix® (SAS Esprit d’Ethique) is used for the maintenance and care of gums and teeth. Clinical observations reported from dentists showed that this product-integrating anaqueous Carica papaya leaf extract- showed teeth cleaning and anti-inflammatory properties. In order to understand the mechanism of action and the role of the metabolites of the plant extract, a bioguided fractionation and a dereplicative study associating LC-UV-MSn and 13C NMR were conducted. Clinical activity does not appear to be related to an antibiofilm effect. The anti-inflammatory (anti-TNF-alpha) activity is most probably associated with glycosylated flavonoids. We have been able to identify some of the active ingredients such as quercetin and kaempferol which are already known to inhibit the release of TNF-α. Other free or conjugated flavonols such as rutin, identified in the active fractions, may also contribute to the overall anti-inflammatory activity. Most notably, esters of malic and hydroxycinnamic acids were described for the first time as scaling inhibitors, particularly caffeoyl malate. This compounds probably acts in synergy with other analog compounds. The various hydroxyl and carboxylic groups present in these compounds are probably responsible for this activity by complexing Ca2+ ions. Beyond these results, these metabolites, which are newly identified as anti-scalant, appear as "green" (i. e. non-toxic, non-bioaccumulative and biodegradable) as well as environmentally friendly. Therefore, this outstanding scaling inhibition property was subjected to patent application.