Contribution à l'étude de l'origine naturelle du tramadol et étude phytochimique de deux plantes alpines

Contribution to the study of the natural origin of tramadol and phytochemical study of two alpine plants

• Auteur / Autrice : Mathieu Agostini
• Direction : Ahcène Boumendjel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 07/09/2020
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de pharmacochimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Martine Demeunynck
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ahcène Boumendjel, Emerson Ferreira Queiroz, Isabelle Hininger-Favier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angèle Lengo Mambu, Nicolas Fabre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sarcocephalus latifolius

Pharmacognosie

Produits naturels

Chimie analytique

Chimie végétale

Mots clés libres

Extraction pharmacoguidée

Elucidation structurale

Produits naturels

Phytochimie

Structural determination

Natural products

Phytochemistry

Pharmacoguided extraction

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la phytochimie et de la pharmacognosie, et comprend deux parties majeures. La première porte sur l’investigation phytochimique des racines de Nauclea latifolia, un arbuste utilisé en médecine traditionnelle pour ses propriétés thérapeutiques. En 2013, la découverte du tramadol, un médicament de synthèse dans les racines de Nauclea latifolia a été exposée à une couverture médiatique inédite. De ce fait, l’origine naturelle du tramadol a été remise en question. L’objectif principal de ce projet est d’isoler du tramadol à partir de nouveaux lots de racines de Nauclea latifolia dans le but de réaliser des analyses isotopiques 14C pour déterminer l’origine naturelle (ou non) du composé.La purification d’extraits de ces racines par HPLC semi-préparative a permis l’isolement de deux échantillons de tramadol. Les analyses isotopiques en carbone 14 des échantillons ont montré des résultats qui tendent à montrer une origine naturelle. Cependant, l’analyse d’un nouvel échantillon de tramadol issu d’un troisième lot est nécessaire pour confirmer/affirmer son origine.Le deuxième volet de cette thèse a porté sur l’étude phytochimique de deux plantes alpines dans le but de valoriser la flore locale en tant que sources de molécules bioactives. La première plante est l’Helianthemum nummularium, une espèce que l’on retrouve en surprésentation dans le régime alimentaire des ongulés montagnards. Afin d’expliquer cette surconsommation, deux hypothèses étaient possibles : 1) valeurs nutritionnelles importantes et 2) consommation de la plante dans un but d’automédication. Dans ce contexte, nous nous sommes principalement intéressés à la deuxième hypothèse en réalisant une analyse phytochimique des parties aériennes de plante. La purification de l’extrait éthanolique des parties aériennes ont permis l’isolement de 8 dérivés polyphénoliques dont certains ont été rapportés comme de potentiels agents antiparasitaires et pourraient présenter un intérêt pour les ongulés. La deuxième plante est le Chenopodium bonus-henricus, une espèce alpine très utilisée dans le secteur alimentaire local. L’étude phytochimique des extraits dichlorométhane et éthanolique des parties aériennes a permis l’isolement de 6 molécules dont une est nouvelle.La valorisation thérapeutique des extraits et molécules issus des plantes alpine, nous a conduit à conduire des tests biologiques. Dans ce contexte, nous nous sommes penchés sur l’induction d’activation du facteur de transcription Nrf2 par les extraits et les molécules isolées.

This PhD. Thesis was carried out in the field of phytochemistry and pharmacognosy, including two major parts. The first part is dedicated to the phytochemical investigation of the roots of Nauclea latifolia, an African shrub largely used in traditional medicine. In 2013, tramadol, a fully synthetic drug was isolated from the roots of Nauclea latifolia. This unpreceded discovery was largely covered by media worldwide As it can be expected, the natural origin of tramadol was inevitably the subject to some discrepancies. The main goal of this project is to isolate tramadol from new samples of N. latifolia in order to perform isotopic 14C analyses to determine the natural origin of compound.The purification of the root extracts by using semi-preparative HPLC led to the isolation of two tramadol. The isotopic 14C analyses of the samples tend to show a natural origin. However, the analysis of a new sample of tramadol from a third batch is necessary to confirm/affirm its origin.The second part of this thesis was dedicated to the phytochemical study of two alpine plants in order to valorize the local flora as a source of bioactive molecules. The first plant was Helianthemum nummularium, which is a specie very present in the alimentary diet of ungulates. In order to explain the preference of ungulates for this species over-consumption, two hypotheses were evoked: 1) nutritional values of the plant, 2) consumption of the plant for self-medication. In this context, we were interested by the second hypothesis by performing a phytochemical analysis of the aerial parts of the plant. The purification of the ethanolic extract allowed to obtain 8 compounds among which some were reported as potential anthelmintic agents.The second plant is Chenopodium bonus-henricus, an alpine specie popular in the local alimentary diet. The phytochemical study of the dichloromethane and ethanolic extracts of the aerial parts led to the isolation of six molecules among which one was never described in any natural resources.Furthermore, the plants of altitude grow in drastic environmental conditions and must develop some defense mechanisms. In this context, the alpine plants extract and the pure molecules were tested on their effect on the activation pathway of Nuclear Factor Erythroid-2-related Factor 2 (Nrf2).