Préparation et caractérisation de produits naturels obtenus à partir d'opuntia ficus indica cultivé au Maroc et évaluation de leurs effets protecteurs sur la neurotoxicité induite par le fer dans le contexte de maladies neurodégénératives

par EL Mostafa Karym

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Gérard Lizard.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec l'Université Hassan-Ier , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) , en partenariat avec Biochimie du Peroxysome, Inflammation et Métabolisme Lipidique (laboratoire) .


  • Résumé

    Le fer est le deuxième métal le plus répandu sur la terre. C'est un élément vital pour la vie microbienne, végétale, animale et humaine. Cependant, le fer induit également un stress oxydant via la réaction de Fenton. L'accumulation anormale de fer est signalée dans de nombreuses maladies ncurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer, de Parkinson et la sclérose en plaques. Ainsi, l'utilisation des molécules naturelles ayant un pouvoir antioxydant et des propriétés chélatrices du fer pourraient être une approche efficace pour la neuroprotection. La plante médicinale Opuntia ficus indica est connue pour sa richesse en métabolites secondaires qui ont des activités biologiquement pertinentes : activités chélatrices du fer, antioxydantes et neuroprotectrices. Avec l'utilisation de tests chimiques et des études in vivo et in vitro, le but du travail a été : (1) de faire un screening phytochimique sur les différentes parties de la plante Opuntia ficus indica afin d'identifier les extraits et/ou les parties de la plante qui sont riches en molécules antioxydantes et chélatrices du fer ; de tester les extraits et les molécules d' intérêt sur un modèle animal (rat) et sur des modèles cellulaires (protozoaire : Tetrahymena pyriformis ; cellules nerveuses : neurones humains SK-N-BE et murins N2a, oligodendrocytes murins 158N, cellules microgliales murines BV -2 et astrocytes de rat C6, pour rechercher et caractériser des effets cytoprotecteurs contre la toxicité induite par le fer. Les résultats de l'analyse phytochimique suggèrent que 3 parties de la plante (raquette, fleur et graine) contiennent des molécules antioxydantes et/ou chélatrices de fer avec un intérêt thérapeutique. Les résultats des tests in vivo montrent que les extraits aqueux provenant de la raquette et de la graine sont capables d' atténuer les effets néfastes du fer : trouble de la mémoire, induction de stress oxydant et accumulation du fer dans le cerveau. Les résultats in vitro montrent que des extraits des métabolites secondaires comme le resvératrol, les vitamines C et E, le campestérol sont capables de protéger les différents types cellulaires contre l'accumulation et la cytotoxicité du fer associé ou non à du 7-cétocholestérol. L'ensemble de ces données suggère que des principes actifs d' Opuntia.ficus indica pourraient prévenir les effets délétères causés par le fer à court et à long termes, en particulier au niveau cérébral.

  • Titre traduit

    Preparation and characterization of natural products obtained from Opuntia ficus indica grown in Morocco and assessing their protective effects on neurotoxicity induced by iron in the context of neurodegenerative diseases


  • Résumé

    Iron is the second most common metal on the earth. It is a vital element for microbial, plant, animal and human life. However, iron also induces oxidative stress via the Fenton reaction. Abnormal iron accumulation is reported in many neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and multiple sclerosis. Thus, the use of natural molecules with antioxidant power and iron chelating properties could be an effective approach for neuroprotection. The medicinal plant Opuntia ficus indica is known for its wealth of secondary metabolites that have biologically relevant activities: iron chelating, antioxidant and neuroprotective activities. With the use of chemical tests and in vivo and in vitro studies, the aim of the work was: (1) to make a phytochemical screening on the different parts of the plant Opuntia ficus indica in order to identify the extracts and 1 or parts of the plant that are rich in antioxidant and iron chelating molecules; (2) to test the extracts and the molecules of interest on an animal model (rat) and on cellular models (protozoan: Tetrahymena pyriformis; nerve cells: human neurons SK-N-BE and murine N2a, murine oligodendrocytes 158N, cells Murine microglial BV -2 and C6 rat astrocytes to search for and characterize cytoprotective effects against iron-induced toxicity The results of the phytochemical analysis suggest that 3 parts of the plant (racquet, flower and seed) contain antioxidant molecules and 1 or iron chelators with therapeutic interest. The results of the in vivo tests show that the aqueous ex tracts from the racket and the seed are able to mitigate the harrnful effects of iron: memory disorder, oxidative stress induction and iron accumulation in the brain. In vitro results show that extracts of secondary metabolites such as resveratrol, vitamins C and E, campesterol are able to protect different cell types against the accumulation and cytotoxicity of iron associated or not with 7-ketocholesterol. Altogether, these data suggest that active compounds of Opuntia ficus indica could pre vent the deleterious effects caused by iron in the short and long term, particularly at the cerebral level.