Latifou LAGNIKA ETUDE PHYTOCHIMIQUE ET ACTIVITE

280 Pages·2006·3.17 MB·English

UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG
FACULTE DE PHARMACIE
en cotutelle avec
L’UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI BENIN
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES
THESE
Soutenue à la Faculté de Pharmacie de Strasbourg
le 14 décembre 2005 pour obtenir le grade de
DOCTEUR de L’ UNIVERSITE LOUIS PASTEUR
(Mention Sciences Pharmaceutiques)
Domaine : PHARMACOGNOSIE
présentée par
Latifou LAGNIKA
ETUDE PHYTOCHIMIQUE ET ACTIVITE
BIOLOGIQUE DE SUBSTANCES NATURELLES
ISOLEES DE PLANTES BENINOISES
JURY
Monsieur B. WENIGER Directeur de Thèse
Monsieur le Professeur A. SANNI Co-Directeur de thèse
Monsieur le Professeur M. HIBERT Rapporteur interne
Madame le Professeur V. COLLOT Rapporteur externe
Monsieur le Professeur K. DRAMANE Rapporteur externe non
membre du jury
Nous tenons à remercier :
Monsieur Bernard WENIGER, Directeur de thèse
Maître de conférences en Pharmacochimie des Substances Naturelles à l’Université Louis Pasteur de
Strasbourg
&
Monsieur Ambaliou SANNI, co-Directeur de thèse
Professeur de Biochimie et biologie moléculaire à la Faculté des Sciences et Techniques de l’Université
d’Abomey- calavi, Bénin
qui, durant ces trois années, ont bien voulu diriger
mes travaux de thèse, en me faisant bénéficier de
leur expérience, leur compétences et
encouragements.
Monsieur Marcel HIBERT
Professeur de Pharmacochimie à la Faculté de Pharmacie de l’Université de Strasbourg
Madame Valérie COLLOT
Professeur de Pharmacognosie à l’Université de Caen
qui nous ont fait l’honneur d’accepter de juger et de
siéger dans le jury de thèse.
En témoignage de ma reconnaissance et respectueuse gratitude
Nous tenons à remercier :
L’Agence Universitaire Francophone (AUF), dans le cadre du projet scientifique inter-
universitaire intitulé : Activité antipaludique et action réversante de la chloroquinorésistance
d’extraits d’espèces médicinales et de biomolécules purifiées issues des pharmacopées
traditionnelles béninoise et ivoirienne.
L’Ambassade de France au Bénin qui nous a attribué une bourse en alternance.
L’Union International de Biochimie et Biologie Moléculaire (IUBMB) pour l’allocation qu’elle
nous a attribuée.
Nos remerciements vont également à toute les personnes qui ont contribué de près ou de loin à
la réalisation de ce travail, et notamment à :
Madame Catherine VONTHRON-SENECHAU
Pour son aide constante et ses précieux conseils pendant tout la durée de ce
travail. J’ai été très content d’avoir travaillé avec toi. Merci
Monsieur le Professeur Robert ANTON
Directeur du Laboratoire de Pharmacognosie à la Faculté de Pharmacie de Strasbourg
Pour l'accueil chaleureux que vous nous avez toujours réservé dans votre
Laboratoire et je souhaite que cette collaboration initiée se poursuive. Veuillez trouver ici
l'expression de notre profonde gratitude.
Madame Annelise LOBSTEIN
Pour votre accueil dès notre arrivé au Laboratoire, vos conseils et votre
disponibilité. Mes sincères remerciements.
Monsieur Bernard KUBALLA
Pour votre simplicité et disponibilité
Martine BERNARD
Pour sa bonne humeur et disponibilité. Sincères remerciements
Monsieur le Professeur Jacques Henry WEIL
Pour votre engagement, votre aide et votre soutien quotidien durant toutes ces
années. Vous êtes l’un des pionniers de la création des licence et maîtrise de Biochimie au
Bénin. Toute notre gratitude.
Monsieur Cyril ANTHEAUME
Pour sa gentillesse, sa grande compétence dans le domaine de la RMN et sa
contribution à l’élucidation structurale des composés.
Monsieur le Professeur Karim DRAMANE
Rapporteur externe : vous avez accepté, prendre de votre temps, pour juger
cette thèse. Tous nos remerciements.
Monsieur le Professeur Mansour MOUDACHIROU
Pour votre disponibilité et votre encouragement. Mes sincères remerciements.
Docteur Lamine Saïd BABA MOUSSA, Madame Lucie AYI FANOU, Monsieur Nicodème
CHABI. Pour vos conseils et encouragement pendant les moments les plus difficiles.
Nous ne saurions oublier tous nos collègues et stagiaires du Laboratoire de
Pharmacognosie et du Laboratoire de biochimie et Biologie moléculaire de l’UAC : Saliou
N’GOM, CHAABI Mehdi, Inès EDAYE, Tom ADJOBIMEY, Patrice AVOGBE, Bérénice
ASSOGBA et Michael MISSIHOUN, avec qui nous avons toujours su entretenir une ambiance
chaleureuse et amicale.
ABREVIATIONS
AcOEt : Acétate d’éthyle
ADN : Acide Désoxyribonucléique
ALCl : Chlorure d’aluminium
3
APCI : Ionisation Chimique à Pression Athmosphérique
CCM : Chromatographie sur Couche Mince
CH CN (ACN) : Acétonitrile
3
DDT : Dichloro-diphenyl-trichloroéthane
DHEA : Déhydroépiandrostérone
DHFR : Dihydrofolate synthétase
DHPS : Dihydroptéroate synthétase
DMSO : Diméthylsulfoxyde
EDTA : Acide ethylenediaminetetraacétique
ELISA : Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
ESI : Electrospray (ionisation par électronébulisation)
EtOH : Ethanol
FAB : Fast Atom Bombardment
FBS B : Fast Blue Salt B (3,3’-diméthoxy-biphenyl-4,4’-bis (diazonium dichloride))
HCH : Hexachlorocyclohexane
HGPRT : Hypoxanthine-guanine phosphoribosyle transférase
HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Correlation
HRP : Histidine Rich Protéine
HSQC : heteronuclear single quantum correlation
IC : Concentration Inhibitrice 50
50
IE : Impact Electronique
IgG : Immunoglobuline G
IgM : Immunoglobuline M
Jmod : J-modulated spin-echo
LDH : Lactate déshydrogénase
NAD : Nicotinamide adénine dinucléotide
NaHCO : Carbonate de sodium
3
NaOH: Hydroxyde de sodium
NH OH: Hydroxyde d’ammonium
4
NP/PEG : Natural Product Polyethylèneglycol
NOESY : Nuclear overhauser effect spectroscopy
OMS : Organisation Mondiale de le Santé
PMA : phorbol myristate acetate
PCR : Polymérase Chain Reaction
QBC : Quantitative Buffy Coat
RMN : Résonance Magnétique Nucléaire
RNA : Acide ribonucléique
Rf : Rapport Frontal
RPMI : Roswell Park Memorial Institute Medium
SbCl : Chlorure d’antimoine
SNIGS : Système national d'Information et de Gestion Sanitaire
TOCSY : Total Correlated Spectroscopy
WHO: World Health Organization
Sommaire
INTRODUCTION……………………………………………………………………. 1
Première partie : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE…………………………………. 6
Chapitre 1 : GENERALITES SUR LE PALUDISME…………………………….. 7
1. Epidémiologie du paludisme………………………………………………….. 8
1.1 Répartition géographique du paludisme………………………………… 8
1.2 Des chiffres alarmants………………………………………………...… 9
2. Le parasite et le vecteur…………………………………………...................... 11
2.1 Le parasite du genre«Plasmodium»………………………..………...…. 11
2.2 Le vecteur «l’Anophèle femelle»…………………………………...…... 12
2.3 Cycle de reproduction des plasmodies……………...…………………... 13
2.3.1 Cycle asexué ou schizogonique chez l’homme…………………………. 13
2.3.2 Cycle sexué ou sporogonie chez l’Anophèle…………………………… 14
3. Symptomatologie………………………………………………………………. 16
3.1 Accès de primo-invasion………………………………………………... 16
3.2 L’invasion……………………………………………………………….. 16
3.3 Les formes cliniques…………………………………………………….. 17
3.4 Les reviviscences………………………………………………………... 17
3.5 Le rythme des accès…………………………………………………….. 18
3.6 Particularités symptomatiques liées aux espèces……………………….. 18
3.7 Fièvre bilieuse hémoglobinurique………………………………………. 19
4. Diagnostic………………………………………………………………………. 20
4.1 Diagnostic clinique……………………………………………………… 21
4.2 Diagnostic basé sur la mise en évidence du parasite……………………. 22
4.2.1 Diagnostic microscopique classique……………………………………. 22
4.2.2 Diagnostic basé sur la détection d’antigènes parasitaires………………. 23
4.2.3 Diagnostic basé sur la détection du matériel génomique du parasite…… 24
5. Traitement du paludisme……………………………………………………… 25
5.1 Les produits disponibles………………………………………………… 26
5.1.1 Les schizontocides………………………………………………………. 26
5.1.2 Les gamétocytocides………...………………………………………….. 29
5.1.3 Les antibiotiques………………………………………………………... 29
5.1.4 Les associations d’antipaludiques………………………………………. 29
5.2 Les produits d’avenir……………………………………………………. 30
5.3 Traitement du paludisme par la médecine traditionnelle …………….… 30
6. Prévention……………………………………………………………………… 31
6.1. Prophylaxie générale……………………………………………………. 32
6.2. Prophylaxie individuelle……………………………………………...… 33
Chapitre 2 : NOUVELLES SUBSTANCES ANTIPALUDIQUES ET LES
CIBLES THERAPEUTIQUES…………………..…………………… 34
1. Quelques substances naturelles antipaludiques……………………………... 36
2. Cibles chimiothérapeutiques potentielles chez le Plasmodium……………… 41
2.1. Cibles responsables des processus se produisant dans la vacuole
digestive du Plasmodium……………………………………………….. 41
2.1.1. La dégradation de l’hémoglobine……………………………………….. 42
2.1.2. La polymérisation de l’hème……………………………………………. 42
2.1.3. Le stress oxydatif……………………………………………………….. 43
2.2. Cibles intervenant dans la production des enzymes impliquées dans
la synthèse macromoléculaires et des métabolites……………………… 44
2.2.1. La glycolyse…………………………………………………………….. 44
2.2.2. Le métabolisme des acides nucléiques………………………………….. 44
Chapitre 3: DESCRIPTION DES PLANTES ETUDIEES……………………...… 48
1. La famille des Amaranthaceae et l’espèce Gomphrena celosioides…………. 50
1.1 La famille des Amaranthaceae………………………………………….. 51
1.1.1. Présentation……………………………………………………………... 51
1.1.2 Intérêt pharmacologique, nutritionnel et commercial…………………... 51
1.1.3 Chimie des Amaranthaceae……………………………………………... 52
1.2 Le genre Gomphrena……………………………………………………. 53
1.2.1 Présentation……………………………………………………………... 53
1.2.2 Propriétés pharmacologiques des Gomphrena…..……………………… 54
1.2.3 Quelques exemples de composés isolés du genre Gomphrena……...….. 55
1.3 L’espèce Gomphrena celosioïdes……………………………………….. 57
1.3.1 Classification……………………………………………………………. 59
1.3.2 Description botanique…………………………………………………... 59
1.3.3 Utilisation dans la médecine traditionnelle……………………………... 60
2. La famille des Euphorbiaceae et l’espèce Croton lobatus………….………… 61
2.1 La famille des Euphorbiaceae…………………………………………... 62
2.1.1 Présentation……………………………………....................................... 62
2.1.2 Intérêt pharmacologique, nutritionnel et commercial…………………... 63
2.1.3 Chimie des Euphorbiaceae……………………...……………………… 65
2.1.4. Quelques métabolites isolés des Euphorbiaceae………………………. 65
2.2 Le genre Croton........................................................................................ 66
2.2.1 Présentation……………………………………………………………... 66
2.2.2 Propriétés pharmacologiques de quelques espèces du genre Croton…… 67
2.2.3 Quelques métabolites secondaires d’intérêt isolés du genre Croton……. 68
2.3 L’espèce Croton lobatus………………………...……………………… 70
2.3.1 Classification……………………………………………………………. 72
2.3.2 Description botanique…………………………………………………... 72
2.3.3 Utilisation dans la médecine traditionnelle……………………………... 73
2.3.4 Travaux antérieurs sur Croton lobatus………….………………………. 74
3. La famille des Marantaceae et l’espèce Thalia geniculata…………………... 78
3.1 La famille des Marantaceae…………………...………………………... 79
3.1.1 Présentation……………………………………………………………... 79
3.1.2 Intérêt pharmacologique, nutritionnel et commercial…………………... 79
3.1.3 Chimie des Marantaceae……………...………………………………... 80
3.2 Le genre Thalia…………………………………………………………. 80
3.2.1 Présentation……………………………………………………………... 80
3.2.2 Propriétés pharmacologiques et chimie dans le genre Thalia…………... 80
3.3 L’espèce Thalia geniculata……………………………………………... 81
3.3.1 Classification……………………………………………………………. 83
3.3.2 Description botanique…………………………………………………... 83
3.3.3 Utilisation dans la médecine traditionnelle……………………………... 84
Deuxième partie : MATERIEL ET METHODES D’ANALYSE…………………. 85
Chapitre 1: Extraction, Isolement, purification des métabolites secondaires……. 86
1. Matériel végétal………………………………………………………………... 87
1.1 Récolte des plantes……………………………………………………… 87
1.2 Séchage des plantes……………………………………………………... 88
2. Matériel et méthodes d’extraction……………………………….…………… 88
2.1 Extraction au soxtec…………………………………………………….. 88
2.2 Extraction au soxhlet……………………………………………………. 91
2.3 La macération…………………………………………………………… 92
3. Méthodes et techniques de purification………………………………………. 92
3.1 Méthodes et techniques chromatographiques………………….……….. 92
3.1.1 La chromatographie sur couche mince………………………………….. 94
3.1.2 La chromatographie sur couche mince préparative……………………... 96
3.1.3 Chromatographie d’adsorption sur colonne…………………………….. 96
3.1.4. Chromatographie liquide à pression atmosphérique……………………. 97
1
3.1.5. Flash chromatographie………………………………………………….. 97
3.1.6. Chromatographie liquide haute pression………………………………... 98
2
3.1.7. Filtration sur gel de dextrane : séphadex LH20………………………… 99
3
3.2 La recristallisation……………………………………………………… 101
4. Les méthodes de détection et de caractérisation chimique……...…….……. 101
5. Les techniques d’indentification structurale…………………….……..……. 107
5.1 La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)…………………………... 107
5.2 La spectroscopie UV……………………………………………………. 109
5.3 La spectrométrie de masse……………………………………………… 110
Chapitre 2 : Matériel et méthodes des tests biologiques…………………………… 111
1. Matériel et méthode de culture in vitro de Plasmodium falciparum............... 112
2. Evaluation de l’activité antipaludique…………………………...…………… 113
2.1 Souche Chloroquinosensible 3d7……………………………………….. 113
2.2 Souche multirésistante K1………………………………………………. 115
Troisième partie : RESULTATS ET DISCUSSIONS……………………………... 116
Chapitre 1 : ETUDE CHIMIQUE DE CROTON.LOBATUS………..…………….. 117
1. Le matériel végétal…………………………………………………………….. 118
1.1 Récolte et séchage……………...……...………………………………... 118
1.2 Extraction……………………………………………………………….. 118
2. Fractionnement et isolement des composés de l’extrait acétate d’éthyle...… 120
2.1 Fractionnement de la fraction A……...…………………………………. 121
2.2 Fractionnement de le fraction B…………...……………………………. 123
2.2.1 Fractionnement de B1…………………………………………………... 125
2.2.2 Fractionnement de B2…………………………………………………... 127
2.2.3. Conclusion………………………………………………………………. 129
3. Caractérisation chimique des composés isolés………………………………. 130
4. Elucidation structurale des composés isolés…………………………………. 131
4.1 Elucidation structurale des composés CL1, CL4 et CL5……..………… 131
4.1.1 Spectres UV des composés ………………….………..………………... 131
4.1.2 Identification du composé CL1…………………………………………. 134
4.1.3 Identification du composé CL4………………….……………...………. 144
4.2 Identification des composés CLI1 et CLI2……………………………... 150
5. Fractionnement de l’extrait méthanolique et isolement des métabolites
métabolites des racines………………………………………………………… 163
Chapitre 2 : ETUDE CHIMIQUE DE THALIA GENICULATA………………….. 166
1. Le matériel végétal…………………………………………………………….. 167
1.1 Récolte et séchage………………………………………………………. 167
1.2 Extraction……………………………………………………………….. 167
2. Fractionnement de l’extrait dichlorométhanolique et isolement
des composés …………………………………………………………………... 168
2.1. Fractionnement de l’extrait A…………………………………………... 168
2.1.1. Purification du composé T2 à partir de la fraction 23-28…...………….. 169
2.1.2. Purification du composé T3 à partir de la fraction 30-36…...………….. 170