Étude des variations métaboliques de différentes plantes des Alpes ou cultivées dans les Alpes et mise en évidence de biomarqueurs spécifiques en vue de la valorisation de ces cultures

Study of metabolic variations of Alps plants or cultivated in the Alps and identification of biomarkers in order to highlight these cultures

• Auteur / Autrice : Axelle Aimond
• Direction : Grégory Genta-Jouve
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 29/07/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cibles thérapeutiques et conception de médicaments (Paris ; 2019-....)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Clarins
• Jury : Président / Présidente : Soizic Prado
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Soizic Prado, Anne-Emmanuelle Hay, Michel Frédérich, Olivier Paul Thomas, Coralie Audoin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Emmanuelle Hay, Michel Frédérich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sideritis

Diterpènes

Emploi en cosmétologie

Plantes médicinales

Plantes -- Composition chimique

Chimie -- Informatique

Métabolomique

Chimie végétale

Mots clés libres

Phytochimie

Métabolomique

Annotations

Chimie-Informatique

MetWork

Sideritis hyssopifolia

Ent-Kaurane

Réseaux moléculaires

Alpes

Phytochemistry

Metabolomics

Annotations

Chemoinformatics

MetWork

Sideritis hyssopifolia

Ent-Kaurane

Molecular networking

Alps

Résumé

Les plantes sont connues et utilisées depuis toujours pour leurs propriétés médicinales. Dans le domaine de la cosmétique, leurs bénéfices sur la peau en font des actifs d'intérêt et l'étude de leur composition phytochimique est nécessaire pour comprendre ces bénéfices. En effet, la composition en métabolites change au cours du temps et notamment au cours des saisons. Afin de déterminer une période de récolte optimale en termes d'activité biologique, une étude métabolomique a été menée sur une ou deux années avec 4 périodes de récolte prédéfinies. Le travail a été réalisé sur 6 plantes d'intérêt pour lesquelles des tendances temporelles ont été observées. Dans le cas de la plante Sideritis hyssopifolia, une attention particulière a été portée sur des flavones glycosylées spécifiques du genre Sideritis comme métabolites d'intérêts. Ce travail préliminaire a permis de choisir cette plante comme sujet de l'étude phytochimique qui a eu lieu dans un deuxième temps. L'extraction et la purification de cet extrait ont permis la purification et l'isolement de 28 molécules, principalement des flavones glycosylées et des diterpènes dont 7 nouvelles structures. Des tests d'activités anti-oxydante et anti-inflammatoire réalisés sur ces molécules ont montré que les diterpènes de type ent-kauranes pouvaient se révéler prometteurs dans le cadre d'une utilisation en cosmétique. Enfin, ce travail de phytochimie a servi de base à la confrontation de cette technique face aux différentes approches innovantes d'annotation et d'identification basées sur de la spectrométrie de masse. En effet, l'apport de la chimio-informatique et notamment de la fragmentation in silico en fait un outil efficace pour l'annotation et l'identification de molécules. Trois outils ont été évalués : MS2LDA et Sirius pour de l'annotation et Metwork comme outil d'annotation et d'identification. Les approches de chacun de ces outils ont été décrites puis des tests ont été réalisés sur un jeu de données de la plante Sideritis hyssopifolia.

Plants have always been known and used for their medicinal properties. In the field of cosmetics, their benefits on the skin make them assets of interest and the study of their phytochemical composition is necessary to understand these benefits. Indeed, the composition of metabolites changes over time and especially during the seasons. In order to determine an optimal harvest period in terms of biological activity, a metabolomics study was conducted over one or two years with 4 predefined harvest periods. The work was carried out on 6 plants of interest for which temporal trends were observed. In the case of the plant Sideritis hyssopifolia, particular attention was paid to specific glycosylated flavones of the genus Sideritis as metabolites of interest. This preliminary work made it possible to choose this plant as the subject of the phytochemical study that took place in a second step. The extraction and purification of this extract allowed the purification and isolation of 28 molecules, mainly glycosylated flavones and diterpenes including 7 new structures. Anti-oxidant and anti-inflammatory activity tests carried out on these molecules showed that ent-kauran-type diterpenes could prove promising for use in cosmetics. Finally, this phytochemical work served as a basis for comparing this technique with the various innovative approaches to annotation and identification based on mass spectrometry. Indeed, the contribution of chemo-informatics and especially in silico fragmentation makes it an efficient tool for the annotation and identification of molecules. Three tools were evaluated: MS2LDA and Sirius for annotation and Metwork as an annotation and identification tool. The approaches of each of these tools were described and then tests were carried out on a dataset of the plant Sideritis hyssopifolia.