Biodiversité des invertébrés marins : de l'isolement à la modélisation moléculaire de métabolites secondaires pour la découverte de nouveaux candidats médicaments

Biodiversity of marine invertebrates : from isolation to molecular modeling of secondary metabolites for the discovery of new drug candidates.

• Auteur / Autrice : Pierre-Éric Campos
• Direction : Bertrand Illien, Anne Gauvin-Bialecki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 08/02/2017
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie et de Biotechnologie des Produits Naturels (Saint-Denis, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Michel Frédérich
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacqueline Marchetti-Smadja
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Grégory Genta-Jouve, Emerson Ferreira Queiroz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antipaludiques

Produits de la mer -- Métabolites

Produits de la mer en thérapeutique

Métabolites fongiques

Madagascar

Chimiotaxinomie

Éponges

Mots clés libres

Océan Indien

Éponges marines

Monanchora unguiculata

Amphimedon sp

Aulospongus gardineri

Biemna laboutei

Métabolites secondaires

Activité antipaludique

Indian Ocean

Marine sponges

Monanchora unguiculata

Amphimedon sp

Aulospongus gardineri

Biemna laboutei

Secondary metabolites

Antimalarial activity

Résumé

Les travaux de thèse exposés dans ce manuscrit portent sur l'étude chimique de quatre éponges marines collectées à Madagascar : Monanchora unguiculata, Amphimedon sp., Aulospongus gardineri et Biemna laboutei. Pour les trois premières, l'extraction, l'isolement et l'identification des métabolites secondaires par différentes techniques chromatographiques (CLMP, CLHP…) et spectroscopiques (UV-visible, SMHR, RMN 1D et 2D…) ont été envisagés. Quinze métabolites secondaires de type alcaloïdes guanidiniques, dérivés de la bromotyrosine, N-acyléthanolamines et polyynes, ont été isolés de ces éponges. Huit sont de structures nouvelles. La valorisation des molécules isolées a ensuite été envisagée via l'évaluation de leurs activités biologiques. Deux d'entres elles, la fromiamycaline (M70) et la ptilomycaline F (MU7) ont montré une excellente activité antipaludique et quatre, la fromiamycaline (M70) et les ptilomycalines E (MU6), G (MU8) et H (MU9) une cytotoxicité sur cellules KB prometteuse. L'étude de la dernière éponge, Biemna laboutei, portait sur des molécules précédemment isolées au sein du LCSNSA. Les travaux entrepris comprenaient une vérification des configurations relatives de neuf alcaloïdes guanidiniques déterminées par RMN grâce à la probabilité DP4+. Les configurations relatives déterminées par RMN de sept des molécules ont ainsi pu être confirmées et trois d'entre elles, les nétamines G (E8), P (E17) et R (E19) ont fait l'objet d'une étude plus approfondie par modélisation moléculaire afin de déterminer leur configuration absolue par comparaison de leur spectre de Dichroïsme Circulaire Électronique expérimental avec un spectre calculé.

The work described in this manuscript concerns the chemical study of four sponges from Madagascar: Monanchora unguiculata, Amphimedon sp., Aulospongus gardineri and Biemna laboutei. For the first three sponges, the study was devoted to the extraction, isolation and identification of secondary metabolites by various chromatographic (MPLC, HPLC…) and spectroscopic (UV, HRMS, 1D and 2D NMR…) techniques. Fitfteen secondary metabolites including guanidine alkaloids, bromotyrosin derivated, N-acylethanolamines and polyynes were isolated from these sponges. Eight are new molecules. The biological activities of the isolated compounds were then evaluated. Two of them, fromiamycalin (M70) and ptilomycalin F (MU7) showed a very good antimalarial activity and four of them, fromiamycalin (M70) and ptilomycalins E (MU6), G (MU8) and H (MU9) a promising cytotoxicity against KB cells. The study of the last sponge, Biemna laboutei, was performed on molecules already isolated in the LCSNSA. This work included the determination of the relative configuration of nine guanidine alkaloids by using the DP4+ probability. The relative configuration of seven molecules was confirmed. Three of them, netamines G (E8), P (E17) and R (E19) were selected for a study by molecular modeling to determine their absolute configuration by comparison of their experimental Electronic Circular Dichroism spectrum with a calculated spectrum.