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Recherche de composés actifs contre le virus de la dengue à partir de Diospyros spp. et de leurs endophytes associés.

par Laure-Anne Peyrat (Peurat)

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Didier Stien et de Marc Litaudon.

Thèses en préparation à Paris, Muséum national d'histoire naturelle , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) depuis le 07-10-2013 .


  • Résumé

    La dengue représente l’arbovirose la plus répandue chez l’Homme, en 50 ans son incidence a été multipliée par 30. Les efforts visant à réduire la transmission par la lutte anti-vectorielle ont échoué, et mis à part un nouveau vaccin préventif, aucun traitement curatif n’est actuellement disponible. La lutte contre cette maladie est devenue, par conséquent, une priorité de santé publique dans plusieurs pays. Cet enjeu mondial a incité l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN-CNRS) à développer un axe de recherche portant sur la découverte de nouveaux composés antiviraux originaux. En 2009, 3563 extraits provenant de 1500 plantes ont été testés contre le virus de la dengue. Ce criblage a conduit à la sélection de 25 espèces du genre Diospyros (Ebenaceae) réparties dans l’ensemble de la zone intertropicale. Ces résultats prometteurs ont permis d’initier un projet doctoral dont l'objectif était d'identifier de nouveaux inhibiteurs de la réplication du virus de la dengue à partir d'espèces du genre Diospyros et de leurs endophytes associés. Une analyse métabolomique a été réalisée à partir des signatures chimiques (profils UHPLC-HRMS) des 25 extraits actifs et de 8 extraits inactifs. Le traitement des données a permis d’évaluer la proximité chimique des extraits et des groupes, comprenant des extraits actifs et inactifs ont ainsi été définis. Cette étude nous a conduits à mener une analyse phyto chimique de Diospyros glans. L’acide usnique ainsi que 7 triterpènes possédant des squelettes ursane ou lupane ont été isolés et caractérisés. Parmi ces derniers, quatre ont montré une activité significative contre la réplication du virus de la dengue, avec des concentrations inhibitrices de la NS5 polymérase de l'ordre du micro molaire. La découverte de composés bioactifs à partir des extraits de Diospyros spp. nous a conduit à étudier leurs endophytes associés. Au total, 82 endophytes ont été isolés de 2 Diospyros guyanais, Diospyros carbonaria et D. cayennensis. Les 3 endophytes les plus actifs ont été étudiés : Aspergillus niger (LAP1-7-57, D. cayennensis), Syncephalastrum racemosum (LAP1-7-50, D. carbonaria) et Phomopsis sp. (LAP1-7-32, D. carbonaria). L’étude d’A. niger a permis d’isoler et de caractériser 5 composés dont 1 nouveau, celle de S. racemosum a conduit à 10 composés dont 2 nouveaux. L’étude approfondie de Phomopsis sp. a permis d’identifier l’acide bétulinique, un composé actif contre la réplication du virus de la dengue commun à l’endophyte et sa plante hôte. C'est la première fois qu'un triterpène à squelette lupane est isolé d'un endophyte fongique. Au total, 21 nouvelles molécules ont été isolées de Phomopsis sp., parmi lesquelles 13 forment une série de nouveaux acides carnéiques et cinq s'apparentent aux stagonolides, dérivés d'origine polyacétique. D’un point de vue général, ce travail a conduit à l’isolement de 52 composés dont 25 n’avaient encore jamais été décrits dans la littérature. La découverte de ces composés actifs au micromolaire, ouvre le champ vers des opportunités thérapeutiques prometteuses dans le traitement du virus de la dengue.

  • Titre traduit

    Search for active compounds against dengue virus from Diospyros and their endophytes.


  • Résumé

    Dengue fever is the most prevalent mosquito-borne viral disease of humans. In the last 50 years, the incidence of dengue has been multiplied by 30. Vector control has failed and, despite a new preventive vaccine, no curative medicine is available. This public health priority has prompted the Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN-CNRS) to develop research for the discovery of new original antiviral compounds. In 2009, 3563 extracts from 1500 plants were tested against dengue virus replication. This screening led to the selection of 25 species of the genus Diospyros sp. (Ebenaceae) distributed throughout the inter-tropical zone. These promising results have initiated a doctoral project whose objective was to identify new inhibitors of the dengue virus replication from Diospyros spp. and their associated endophytes. A metabolic analysis was performed from the chemical fingerprint (UHPLC-HRMS profiles) of 25 active and 8 inactive extracts. The data analysis allow us to assess extracts metabolic proximity. Several groups of extracts, including active and inactive ones were defined. This study has led to a phytochemical analysis of Diospyros glans. Usnic acid and 7 ursane- and lupane-type triterpenoids were isolated and characterized. Amoung these, five compounds showed significant inhibitory activity against the DENV NS5 polymerase, with IC50 values at the micromolar range. The discovery of bioactive compounds from Diospyros spp. extracts led us to study their associated endophytes. A total of 82 endophytes were isolated from two Guyanese Diospyros: Diospyros carbonaria and D. cayennensis. The 3 most active ones were studied: Aspergillus niger (SNB-LAP1-7-57, D. cayennensis), Syncephalastrum racemosum (SNB-LAP1-7-50, D. carbonaria) and Phomopsis sp. (SNB-LAP1-7-32, D. carbonaria). The study of A. niger led to the isolation and characterization of 5 compounds, one of which is new, and the study of S. racemosum led to 10 compounds, of which 2 were new. The in-depth study of Phomopsis sp. allowed the identification of betulinic acid, an active compound against the replication of the dengue virus common to the endophyte and its host plant. This is the first time a triterpene with a lupane skeleton is isolated from a fungal endophyte. A total of 23 molecules of polyketide origin were isolated from Phomopsis sp., among which, 13 constituted a series of new carneics acids, and 5 were stagonolides analogs. From a general point of view, this work led to the isolation of 52 compounds of which, 26 had not previously been described in the literature.