Recherche d'accepteurs de Michael à visées antiparasitaires à partir d'une Asteraceae : pseudelephantopus spiralis (Less.) Cronquist

Search for Michael acceptors with antiparasitic potential from an asteraceae : pseudelephantopus spiralis (less.) Cronquist

• Auteur / Autrice : Cynthia Girardi
• Direction : Nicolas Fabre, Valérie Jullian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie, biologie, santé
• Date : Soutenance le 30/06/2015
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thérapeutique

Parasitoses

Réactions d'addition

Astéracées

Mots clés libres

Chimie des produits naturels

Lactones sesquiterpéniques

Macrophages

Accepteurs de Michael

Pseudelephantopus spiralis

Parasitoses

Résumé

Les maladies tropicales, notamment les parasitoses, constituent un problème de santé publique majeur dans les pays les moins avancés. Les rares traitements disponibles deviennent de moins en moins efficaces du fait de phénomènes de résistances, justifiant la recherche de nouveaux agents thérapeutiques possédant des mécanismes d'actions innovants. Les molécules électrophiles ayant dans leur structure un motif accepteur de Michael (AM) sont capables d'inhiber certains systèmes enzymatiques indispensables à la survie des parasites mais aussi de moduler la réponse immunitaire de l'hôte parasité, leur conférant ainsi des propriétés antiparasitaires. Dans ce contexte, ce travail de recherche a porté sur l'isolement de lactones sesquiterpéniques à partir de l'espèce Pseudelephantopus spiralis (Less.) Cronquist. Ces métabolites secondaires comportent dans leur structure des motifs AM et sont biologiquement très actifs. L'espèce P. spiralis a été choisie sur la base de critères chimiotaxonomiques, ethnopharmacologiques et suite au criblage de l'extrait éthanolique de ses feuilles sur Leishmania amazonensis (CI50=0,9 µg/mL). L'étude phytochimique de P. spiralis a conduit à l'isolement de 7 lactones sesquiterpéniques de type hirsutinolides à partir des extraits éther de pétrole, éthanolique et aqueux des parties aériennes de la plante. Ces molécules ont été identifiées par des techniques de spectroscopie (RMN, MS) puis testées in vitro sur deux modèles parasitaires : L. infantum et Plasmodium falciparum. Parallèlement, leur cytotoxicité a été évaluée sur deux lignées cellulaires saines afin de déterminer leurs indices de sélectivité. Deux de ces molécules, le diacetylpiptocarphol et la piptocarphine A, ont présenté une bonne activité sur les deux parasites mais ont manqué de sélectivité (IS<1). Ces deux composés ont également été testés pour leur effet sur la stimulation des monocytes/macrophages. Plus particulièrement, la promotion de l'expression de récepteur scavenger CD36 à la surface des macrophages et de l'enzyme cytoprotectrice Hème Oxygénase HO-1 a été évaluée. Le récepteur CD36 est impliqué dans la reconnaissance et la phagocytose non-opsonique des érythrocytes parasités par les Plasmodia et l'induction de HO-1 semble réduire la sévérité de trypanosomiases et paludismes chez modèles murins. Une étude par spectrométrie de masse haute résolution et fragmentations séquentielles réalisée au Louvain Drug Research Institute (Bruxelles) a permis d'étudier la fragmentation des hirsutinolides isolés afin de développer une méthode de détection par UHPLC-DAD-MS/MS de ces composés au sein d'un extrait. Cette méthode a été appliquée à la déréplication d'extraits de P. spiralis.

Tropical diseases, including parasitosis, are major public health problems in developing countries. The few existing treatments are becoming less effective due to the emergence of pharmacoresistances, justifying the search for new therapeutic agents with innovative mechanisms. Electrophilic compounds displaying in their structure a Michael acceptor moiety (MA) are able to inhibit some of the parasites enzymatic systems, essential for their survival, and are potent modulators of the parasited host immune response. This confers them antiparasitic properties. In this context, this work presents the isolation of sesquiterpene lactones from the species Pseudelephantopus spiralis (Less.) Cronquist. These secondary metabolites display MA moieties in their structure and are potent biological active compounds. The species Pseudelephantopus spiralis (Less.) Cronquist was chosen on the basis of chimiotaxonomical and ethnopharmacological criteria and due to the very good antileishmanial activity of the ethanolic extract of the aerial parts on Leishmania amazonensis (IC50=0.9 µg/mL). The phytochemical study of P. spiralis led to the isolation of 7 sesquiterpene lactones exhibiting a hirsutinolide-type core in their structure, isolated from petroleum ether, ethanolic and aqueous extracts of plant's aerial parts. The isolated compounds were identified by spectroscopic techniques (NMR, MS) and tested in vitro for their anti-parasitic potential against two models: L. infantum and Plasmodium falciparum. In parallel their cytotoxicity on two healthy cell lines was evaluated in order to determine their selectivity indexes. Two of the isolated compounds, diacetylpiptocarphol and piptocarphin A, displayed a good activity on both parasite models but lacked of selectivity (SI<1). These two compounds were also tested for their effects on the macrophages/monocytes stimulation. Especially the promotion of the expression of the scavenger receptor CD36 on macrophages surface and the cytoprotective Heme Oxygenase enzyme HO-1 was evaluated. CD36 receptor is involved in the recognition and the nonopsonic phagocytosis of Plasmodia-parasitized erythrocytes and HO-1 induction reduces the severity of trypanosomiasis and malaria in murine models. An analytical study using high resolution mass spectrometry and sequential fragmentation was led at the Louvain Drug Research Institute (Brussels) in order to study the fragmentation of isolated hirsutinolides and to develop a method for their detection by UHPLC-DAD-MS/MS in complex extracts. This was applied to the dereplication of P. spiralis extracts.