Études chimiques et biologiques d’Aframomum sceptrum (Zingiberaceae) et de la curcumine

Chemical and biological study of Aframomum sceptrum (Zingiberaceae) and of curcumin

• Auteur / Autrice : Zakaria Cheikh Ali
• Direction : Erwan Poupon, Pierre Champy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 11/04/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomolécules : conception, isolement, synthèse (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2002-....) - Molécules bioactives, conception, isolement et synthèse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emilie Brulé, Jean-Daniel Brion
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Janos Sapi, Corine Girard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Désaromatisation

Curcumine

Huiles essentielles

Diterpènes

Zingiberacées

Mots clés libres

Aframomum sceptrum

Curcuminoides

Desaromatisation oxydante

Nanoparticules

Squalénisation

Activites biologiques

Aframomum sceptrum,

Diterpenes

Essential oil

Curcuminoids

Oxidative dearomatization

Nanoparticules

Squalenization

Biological activities

Résumé

Ce travail de thèse consacré à la chimie de Zingiberaceae est divisé en deux parties distinctes.Dans la première partie, une étude phytochimique des rhizomes d’une plante africaine, Aframomum sceptrum K. Schum., couramment employée en Côte d’Ivoire, a été réalisée. Deux nouveaux composés, nommés sceptrumlabdalactone A et sceptrumlabdalactone B ont été isolés. Ce sont des composés terpéniques type labdane. Le sceptrumlabdalactone B est fortement actif contre L. donovani, avec une CI50 proche de celle de la pentamidine.L’extraction de l’huile essentielle des rhizomes a également été réalisée par hydrodistillation. L’analyse de l’huile par GC-MS a montré la présence de mono- et de sesquiterpènes avec une quasi-absence de monoterpènes aromatiques. L’évaluation des activités biologiques de l’huile a montré une activité contre les bactéries à Gram positif, et dans une moindre mesure, contre les bactéries à Gram négatif. Une forte activité trichomonicide a aussi été constatée.La deuxième partie, est consacrée à la curcumine. Ce diarylheptanoïde, est fréquent dans plusieurs Curcumas, Des analogues originaux, par exemple prénylés ont été préparés. Plusieurs activités biologiques (activités antiparasitaires, antibactériennes, anti-inflammatoires, anti-agrégation de la protéine β-amyloïde) ont été évaluées in vitro. L’activité anti-inflammatoire apparait différente de celle du produit de départ pour un des analogues.De même, la désaromatisation oxydante de la curcumine et ses analogues a permis l’accès en une ou deux étapes à des composés originaux à pharmacophore largement modifié.Des nanoparticules à base de "curcumine-squalénisée" ont également été préparées afin de surmonter le problème de la faible biodisponibilité de la curcumine. L’activité leishmanicide in vitro semble prometteuse.

During our research for fighting human African trypanosomiasis (sleeping sickness), two approaches were employed; firstly the traditional use of plants, secondly the synthesis of original derivatives of curcumin.In the first part, a bioguided fractionation of a methanolic extract of the rhizomes of Aframomum sceptrum K. Schum (Zingiberaceae) allowed the isolation of five compounds, including new labdanes, named sceptrumlabdalactone A and sceptrumlabdalactone B successively. Sceptrumlabdalactone B was reasonably active against T. brucei brucei, and strongly active against L. donovani, with IC50 close to that of pentamidine.The essential oil from the rhizomes of the species might also contribute to its biological activity. It was obtained by hydrodistillation and analyzed by GC–MS. Its major constituents were β-pinene, caryophyllene oxide and cyperene. It exhibited strong bactericidal activity against Gram-positive bacteria. It only showed moderate bacteriostatic activity against Gram-negative bacteria. Remarkable activities against T. b. brucei and Trichomonas vaginalis were also observed.The second part is devoted to curcumin. This diarylheptanoid, is common in several Curcuma spp.Structural modifications and preparation of nanoparticles of curcumin were carried out to increase its activities and/or overcome the problem of the low bioavailability of this compound.Original analogs, e.g. prenylated curcumins were prepared. Several biological activities (antiparasitic, anti-inflammation, Inhibition of β–amyloid aggregation, etc) were evaluated in vitro.Similarly, the oxidative dearomatization of curcumin and its analogues allowed the access to novel original compounds.Finally, the coupling of curcumin and squalene was achieved. The resulting molecules were able to form spherical nanoassemblies that may overcome bioavailability issues. Antiparasitic, antibacterial, and cytotoxic activities were also evaluated. The in vitro leishmanicidal activity seems promising.