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Accueil > Équipes de recherche > Pharmacognosie - Chimie des Substances Naturelles > Thème I : Chimie extractive, Techniques analytiques appliquées aux substances naturelles

Thème I : Chimie extractive, Techniques analytiques appliquées aux substances naturelles

 A- Substances naturelles d’origine végétale

Nos travaux d’extraction portent principalement sur des plantes africaines, sélectionnées pour la significativité de leurs usages traditionnels en tant qu’antiparasitaires ou qu’antibactériens, ainsi que par criblage précoce (> 200 extraits criblés au cours du quinquennal), accompagnés par le développement récent de modèles nouveaux dans l’équipe « chimiothérapie antiparasitaire ». Ces travaux embrassent une optique de drug discovery et une perspective sanitaire (contrôle-qualité, évaluation préclinique d’un médicament traditionnel amélioré). Des partenariats privilégiés anciens ou récemment établis avec 9 laboratoires africains ont permis l’accueil d’un doctorant en cotutelle et de 6 doctorants stagiaires originaires de Côte d’Ivoire et du Ghana (3 en cours). Parmi les espèces étudiées ces dernières années, également sélectionnés sur critères chimiotaxonomiques (1 Euphorbiaceae, 2 Lamiaceae, 1 Zingiberaceae...), les Annonaceae (4) sont, conformément aux axes décrits en II.A.2, II.A.3, III.A.1, progressivement substituées par des espèces à fort métabolisme de la lysine ou de l’ornithine (2 Fabaceae ; à partir de 2013 : 1 Lycopodiaceae africaine, des Nitrariaceae égyptiennes – Projet franco-égyptien IRD/STDF 2013-2015). Environ 120 molécules d’intérêt ont été isolées (diterpènes, triterpènes, furanoflavones, biflavonoïdes, isoquinoléines, alcaloïdes divers...), dont plus de 30 très originales, et des données pharmacologiques ont été obtenues (8 publications). D’autres sources de plantes sont accessibles : des travaux sur la flore néocalédonienne, d’intérêt spécifique (endémisme, sol ultramafique...), ont permis d’apporter des éclaircissements taxonomiques utiles pour une stratégie de conservation d’espèces (3 publications). Ces activités sont naturellement intégrées au développement méthodologique et à la stratégie analytique définis en I.C. et II.B.2.

Schéma 1 – Partenariats africains ; exemples de molécules nouvelles ou rares isolées récemment au laboratoire
Schéma 2

 B- Substances naturelles issues d’autres taxons, marins ou terrestres

 1- Substances naturelles isolées d’invertébrés marins

Dans le cadre d’un consortium international (ANR Netbiome PoMaRe 2012-2015), nous avons entrepris l’étude chimique de plusieurs éponges marines en particulier en provenance de Polynésie Française. Parmi les échantillons collectés, Dactylospongia metachromia fournit de grandes quantités de quinones sesquiterpéniques notamment l’ilimaquinone (schéma 2) aux propriétés biologiques curieuses (dislocation de l’appareil de Golgi). Des études de métabolomique, d’hémisynthèse et de compréhension des voies de biosynthèse sont en cours actuellement avec une thèse sur le sujet.

 2- Substances naturelles isolées d’insectes

Par ailleurs le laboratoire s’est tourné vers la chimie des insectes, une niche de biodiversité encore peu explorée sur le plan pharmaceutique, notamment concernant les petites molécules (PM<1000) non volatiles. Des travaux préliminaires ont permis d’isoler à partir de gendarmes (Pyrrhocoris apterus) et de fourmis (Pachycondyla commutata) des composés présentant une forte activité antiplasmodiale, dont l’élucidation structurale est en cours. L’écologie chimique peut apporter des informations supplémentaires susceptibles de guider l’exploration chimique de certains composés. À ce titre, l’isolement de composés répulsifs présents sur les œufs d’une espèce de coccinelle (Calvia sp.) est également en cours. De plus, le laboratoire coordonne l’élaboration d’un réseau multidisciplinaire destiné à stimuler les interactions avec des écologues entomologistes de Guyane (UMR Ecofog), Nouvelle-Calédonie (IANC, IRD), Toulouse (ENFA). Les faibles quantités obtenues constituent un verrou technique auquel notre microsonde RMN ne répond qu’en partie.

 C- Développement analytique

 1- Développement de méthodes de chromatographie alternatives

L’expertise historique du laboratoire en CPC (chromatographie de partage centrifuge) est maintenue, et l’application de cette technique à des projets variés permet de garder une originalité dans le domaine de la chromatographie préparative (2 publications). Par ailleurs, l’application de la CPC à la catalyse biomimétique, après des travaux préliminaires montrant cette possibilité, est à poursuivre avec la société Alpha-Chimica. Enfin dans le domaine de la chromatographie préparative en phase solide, l’accompagnement scientifique et l’exploration du potentiel d’un brevet récent extérieur à l’UMR montrent le rôle du laboratoire dans le développement de solutions séparatives innovantes.

 2- Développement de méthodes globales d’analyse d’extraits (LC-MS, RMN)

Conformément aux orientations proposées lors du précédent plan quadriennal, la forte complexité des extraits naturels est appréhendée grâce aux techniques couplées de chromatographie (LC-HRMS, LC-MS/MS), avec l’expansion de notre parc analytique (la reconnaissance des travaux du laboratoire dans le domaine de la parasitologie par la région Île-de-France (DIM Malinf, 2012) a permis le financement d’un instrument de type LC-Q-ToF, d’intérêt majeur pour nos thématiques). Les applications sont la déréplication (identification précoce de structures connues ou non ; appliquée notamment à des pollens, des éponges, des mousses (2 publications), des remèdes traditionnels (voir parties I.A., II.A.3.). L’introduction au laboratoire de l’approche métabolomique est en cours (comparaison statistique d’extraits et recherche de corrélations entre constituants et autres paramètres – activité biologique par exemple). Un développement analytique puissant en MS (LC-LTQ- Orbitrap®) a été réalisé pour l’étude de sources alimentaires d’acétogénines d’Annonaceae (2 publications, 1 acte, mise en évidence d’une diversité structurale inconnue). La méthodologie est appliquée à l’interface avec la biologie (voir II.A.4 ; 2 actes) et permet d’initier une étude métabolomique de fruits d’Annonaceae. La quantification d’acétogénines dans des aliments fait également l’objet de développement en RMN quantitative sur extraits totaux (1 acte).

L’analyse de mélanges intéresse également la synthèse biomimétique « OK » du laboratoire (III.A.1) et est connexes à l’axe « biochromatographie » (II.B.2.). Enfin, l’expertise analytique acquise par les enseignants- chercheurs du laboratoire bénéficie aux secteurs public (expertises auprès de l’ANSES) et privé (expertise auprès de la SFSTP, 2 publications ; collaboration avec la Fédération Nationale des Producteurs de Chanvre à fibres, 1 publication ; contrats industriels (RDW Pharma, Legacy Healthcare) ; développement d’un brevet).

Schéma 3 – Développement méthodologique en LC-UV-MS (ESI-LTQ-Orbitrap®) : élucidation du contenu en acétogénines d’un jus de fruit d’Annonaceae, avec caractérisation de 200 analogues en 1 run.