Etablissement et optimisation de cultures de hairy root de Catharanthus sp. En vue de produire des alcaloïdes indoliques monoterpéniques

par Stéphanie Guillon

Thèse de doctorat en Pharmacie

Sous la direction de Jocelyne Trémouillaux-Guiller.

Soutenue en 2006

à Tours .

mots clés

• Catharanthus
• Plantes serpentinicoles
• Alcaloïdes indoliques
• Alcaloïdes de pervenches
• Agrobacterium rhizogenes
• Plantes transgéniques

Résumé

Catharanthus roseus (l. . ) G. Don synthétise des alcaloïdes indoles monoterpéniques dimères à activité anti-néoplastique, la vinblastine et la vincristine, utilisés en chimiothérapie cancéreuse. Ces alcaloïdes, faiblement accumulés in planta, sont obtenus par couplage in vitro de deux monomères précurseurs, la vindoline et la catharanthine. Les cultures in vitro de hairy roots ou "chevelus de racines", génétiquement et biochimiquement stable, peuvent produire des alcaloïdes à des niveaux égaux ou supérieurs à ceux trouvés chez la plante entière. Une méthode puissante et rapide de transformation génétique de feuilles par Agrobacterium rhizogenes, non destructive pour la plante, à partir de différentes espèces Catharanthus, nous a permis de générer des clones de hairy roots et de les sélectionner pour leur production en catharantine. Parallèlement, des paramètres de cultures susceptibles d'augmenter la biosynthèse de catharanthine ainsi que sa sécrétion dans le milieu ont été recherchés.

Titre traduit

Establishment and optimization of hairy root cultures from Catharanthus sp. To produce terpenoid indole alkaloids

Résumé

Catharanthus roseus (L. ) G. Don biosynthesises terpenoid indole alkaloids whose dimeric form, vinblastine and vincristine, posses anti-neoplastic activity conducing to their using in anti-cancer chemotherapies. Currently such compounds, founded at low levels from whole plant, were obtained by semi synthesis from monomeric precursors, vindoline and cathranthine. In vitro cultures of hairy roots or "chevelus de racines", cause of genetical and biochemical stability, could produce alkaloids to equal or more important level to these found in the whole plant. Establishment of an efficient, fast and non destructive for the plant method to genetic transformation of leaves with Agrobactrium rhizogenes have permitted to generate hairy root clones from different Catharanthus species and to select these clones for their catharanthine production. Parallel, we have searched for culture parameters able to strongly increasing catharanthine biosynthesis as well as this secretion in medium.