Complexation de triterpènes pentacycliques par des cyclodextrines : caractérisations physicochimiques et activités biologiques

Complexation of pentacyclic triterpenes by cyclodextrines : physicochemical characterization and biological activities

• Auteur / Autrice : Stéphane Fontanay
• Direction : Francine Kedzierewicz, Raphaël Duval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 20/12/2012
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Structures et réactivité des systèmes moléculaires complexes (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Goosens
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-François Goosens, Alain Simon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticancéreux

Agents anti-infectieux

Solubilité

Composés complexes

Cyclodextrines

Complexation

Triterpènes

Mots clés libres

AHPTS

Complexation

Gamma-cyclodextrine

CLHP

ACD

H1-RMN

Activités anti-infectieuses

Activités anticancéreuses

Hydroxy pentacyclic triterpene acids (HPTAs)

Complexation

Gamma-cyclodextrine

Biological activities (anti-infectious, anticancerous)

Analytical techniques (HPLC, DSC, H1-MNR)

Résumé

Le manque de thérapies innovantes en chimiothérapie humaine incite la communauté scientifique à s'intéresser à de nouvelles sources de composés bioactifs. Nous pouvons citer les métabolites secondaires de plantes, auxquels appartiennent les acides hydroxy pentacycliques triterpénoiques (AHPTs) et plus particulièrement les Acides Ursolique (AU), Oléanolique (AO) et Bétulinique (AB). Ces molécules font l'objet de nombreuses études qui tendent à démontrer leurs propriétés : anti-infectieuses, anticancéreuses, antiprolifératives, anti-inflammatoires, hépatoprotectrices. Le principal obstacle à leur utilisation à des fins thérapeutiques, reste l'insolubilité de ces AHPTs dans l'eau. L'objectif de ce travail a donc été d'augmenter leur hydrosolubilité. Dans un premier temps, en accord avec les recommandations et/ou normes existantes, nous avons démontré que le spectre d'activité antibactérienne de l'AU et de l'AO se limitait aux bactéries à Gram positif. Aucun AHPT n'a montré d'activité antifongique. Seul l'AB a montré une activité intéressante sur le Cytomégalovirus humain (hCMV) ; aucune activité antivirale n'ayant été retrouvée sur le Poliovirus. Enfin, l'AB, mais encore plus l'AU ont montré une activité anticancéreuse à l'encontre de cellules modèles de leucémie myéloïde chronique (LMC). Dans un deuxième temps, nous avons procédé à la fabrication et à l'étude de complexes entre les AHPTs et des cyclodextrines. Nous avons retenu la gamma-cyclodextrine (gamma-CD), qui présentait l'avantage de complexer les 3 AHPTs avec une constante de formation « moyenne » à « élevée ». Ces complexes AHPTs :gamma-CD ont été caractérisés en utilisant diverses techniques : chromatographiques, thermiques et spectrométriques. Nous avons conclu à l'obtention de complexes d'inclusion qui ont permis d'augmenter la solubilité des AHPTs. Dans une dernière partie, nous avons évalué les activités biologiques des complexes AHPTs : gamma-CD. Les résultats montrent que les complexes AU : gamma-CD et AO : gamma-CD restent actifs à l'encontre des bactéries à Gram positif (mais avec une efficacité plus faible) ; tandis que le complexe AB : gamma-CD se révèle être actif sur certaines bactéries. Le complexe AB : gamma-CD, et de façon surprenante le complexe AU : gamma-CD présentent une activité antivirale à l'encontre du hCMV. Enfin, la diminution de la cytotoxicité liée à la complexation des AHPTs accroit l'intérêt des molécules d'AU et d'AB sur les cellules de LMC

The lack of innovative therapies in human chemotherapy incites the scientific community to be interested in new sources of bioactive compounds. We can quote the secondary metabolites of plants, to which belong hydroxy pentacyclic triterpene acids (HPTAs) and more particularly Ursolic (UA), Oleanolic (OA) and Betulinic Acids(BA). These molecules are the subjetc of numerous studies which tend to demonstrate their properties: anti-infective, anticancer, antiproliferatives, anti-inflammatory and hepatoprotectrive. The main obstacle to their use in therapeutic purposes stays the insolubility of these AHPTs in the water. Thus the objective of this work was to increase their hydrosolubility. At first, in agreement with the recommendations and/or the existing standards, we demonstrated that the antibacterial spectra of UA and OA are limited to Gram-positive bacteria. No HPTA showed antifungal activity. Only the BA showed an interesting antiviral activity on human Cytomegalovirus (hCMV); no antiviral activity was on Poliovirus. Finally, the BA, but even more UA showed an anticancer activity against cellular model of chronic myeloid leukemia (CML). Secondly, we proceeded to the manufacturing and to the study of complexes between HPTAs and cyclodextrines. We retained gamma-cyclodextrine (gamma-CD), which presented the advantage to complex the 3 AHPTs with a constant of ''average'' to ''raised''. These HPTAs:gamma-CD complexes were characterized by using diverse techniques: chromatographic, thermal and spectrometric. We concluded in the obtaining of inclusion complexes which allowed increasing the solubility of the HPTAs. In a last part, we estimated the biological activities of the HPTAs:gamma-CD complexes. The results show that the UA:gamma-CD and OA:gamma-CD complexes remain active against Gram-positive bacteria (but with a weaker efficiency); whereas the BA:gamma-CD complex shows to be active on certain bacteria. The BA:gamma-CD complex, and in a surprising way the UA:gamma-CD complex presents an antiviral activity against the hCMV. Finally, the decrease of the cytotoxicity linked to the complexation of the HPTAs believes the interest of UA and of BA on CML cells