Recherche d'inhibiteurs de la superoxyde dismutase à partir de substances naturelles

Research of superoxide dismutase inhibitors from natural extracts

• Auteur / Autrice : Alix Poinso
• Direction : Patricia Vicendo, François Couderc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du vivant
• Date : Soutenance le 23/11/2016
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : Chimie, biologie, santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions moléculaires et réactivités chimique et photochimique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Superoxyde dismutase

Psoralènes

Champignons endophytes

Mots clés libres

Endophytes

Superoxyde dismutase

QTOF

OrbiTrap

Pyrogallol

Endophytic fungi

Superoxide dismutase

QTOF

OrbiTrap

Pyrogallol

Résumé

Le but de ce travail de thèse était de rechercher de nouvelles molécules inhibitrices de la SOD dans des extraits de substances naturelles. Cette enzyme majeure du stress oxydant étant impliquée dans de nombreux mécanismes de défense des cellules cancéreuses contre l'apoptose représente une voie thérapeutique d'avenir. Nous en avons recherché dans les champignons endophytes de plantes péruviennes, ces micro-organismes produisant de nombreux métabolites de défense des plantes hôtes. Ce travail de thèse a d'abord porté sur l'isolement, la culture, l'identification, l'extraction et la caractérisation des souches de champignons endophytes. Les analyses statistiques effectuées sur ces extraits avec les résultats obtenus en HPLC ont confirmé les problèmes de variabilités qualitative et quantitative pouvant être rencontrés au cours de la culture des endophytes et décrites dans la littérature. La seconde partie expérimentale a porté sur la recherche de furocoumarines dans les extraits obtenus, en raison de leur potentiel effet inhibiteur sur la SOD. Nous avons dérépliqué ces composés dans les extraits d'endophytes au cours de deux stratégies de spectrométrie de masse réalisées en mode d'ionisation négatif. La première approche, à l'aide d'un QTOF, a abouti à l'identification de deux furocoumarines, la 5-Methyl-4H-furo[2,3-b][1]benzopyran-4-one et la déhydropachyrrhizone. La seconde, à l'aide d'un OrbiTrap, a vu l'identification de quatre autres furocoumarines : l'Ochrocarpine A, la Moellendorffiline, l'Anisolactone et l'Anhydrorutarétine .Afin de compléter cette approche métabolomique et identifier les molécules inhibitrices de la SOD, nous avons tenté de mettre au point un test d'activité de cette enzyme, rapide, peu coûteux et réalisable en routine. Nous avons sélectionné le test au pyrogallol, mais celui-ci n'a pas démontré les qualités recherchées tant au niveau de la sensibilité que de la reproductibilité. Nous orientons à présent les recherches vers des approches différentes, la recherche directe d'adduits sur la SOD par LC-MS.

Superoxide dismutase is one of the major proteins controlling the oxidizing stress and cellular homeostasis. It is involved in numerous cancer cells proliferation processes. This protein is considered as major anti-cancer target for the development of new anti-cancer drugs. The goal of this work, was to research and identify an inhibitor of the SOD in endophytic fungi from Peruvian plants. These micro-organisms are known to produce numerous metabolites for host plants protection. During the preparation of endophytic extracts and their characterization by HPLC and statistical analyzes, we have pointed out a high quantitative and qualitative variability of the chemical content of endophytic extracts inside a same strain. Considering the literature we have focused our work on the identification of furocoumarins because of their potential inhibitory effect on the SOD. For this purpose two mass spectrometry strategies using negative ionization mode were carried out. With the QTOF mass spectrometer we have identified Methyl-4H-furo [2,3-b] [1] benzopyran-4-one and the déhydropachyrrhizone. With the OrbiTrap, the Ochrocarpine A, Moellendorffiline the Anisolactone and the Anhydrorutarétine were identified. Biological evaluation of the different extracts was performed using pyrogallol test. This investigation did not allow us to identify an inhibitor of the SOD. In the future we may consider seeking SOD inhibitors by looking at the formation SOD-chemical compound adducts using an LC-MS investigation.