Recherche des molécules antiparasitaires à l’interface de l’ethnopharmacologie, des sciences analytiques et de la biologie

This work is developed in 3 chapters. The first chapter describes an ethopharmacological work in two Mestizos communities from Peruvian Amazonia. Results include an inventory of 46 plants grouped according to their uses and traditional preparations. In vitro activities on three parasites (Plasmodium falciparum, Leishmania donovani, Trypanosoma brucei gambiense) and their cytotoxicity are reported. Among all these plants Grias neuberthii (Lecythidaceae) and Costus curvibracteatus (Costaceae) showed a strong antiparasitic activity, associated with a strong cytotoxicity for C. curvibracteatus.The second chapter describes the exploration by mass spectrometry (MS) in a biomimetic environment mimicking the digestive vacuole of Plasmodium (DVP), the intermolecular bond between heme and ligands. Results for methoxyflavones suggested that there is no positive relation between the stability of the heme adduct and the biological activity on two P. falciparum strains (3D7 and W2). A correlation was suggested between the presence of a methoxy substitution in R5 of the flavone, heme binding and hydrophobicity (cLogP). This relation could be partially explained by the influence of the carbonyl group on hydrogen bounding. Docking analyses were performed to understand the electrostatic forces involved in the binding. The same kind of study was applied on original fluorescent probes based on artemisinin skeleton (ART). Stability of the heme adduct with the probes, evaluated by CID, showed similarities with ART. Stability of three probes in different conditions mimicking Plasmodium biology were evaluated.The third chapter presents the development of a crude extract biodereplication method, using heme-binding methodology by MS. The plant Piper coruscans (Piperaceae) was selected for this application. MSMS adducts visualization was performed by molecular networking. Targeted products were isolated by centrifugal partition chromatography or preparative liquid chromatography, in one or two steps. Thirteen molecules were isolated, including ten already known products: six flavanones, three chalcones, one alkylamide, one indanone isolated for the first time like a natural product and two new coumpounds: one kavalactone and one cinnamic acid derivative. Among all these molecules, a chalcone validated the biological activity of the plant and showed an intermolecular bound with heme.Cette thèse est développée en 3 chapitres. Le premier chapitre décrit un travail d’ethnopharmacologie dans deux communautés de métis de l’Amazonie péruvienne. Les résultats montrent un inventaire de 46 plantes regroupées en fonction de leurs utilisations et préparations traditionnelles. Les activités in vitro contre trois parasites (Plasmodium falciparum, Leishmania donovani, Trypanosoma brucei gambiense) et leur cytotoxicité sont rapportées. Parmi toutes ces plantes Grias neuberthii (Lecythidaceae) et Costus curvibracteatus (Costaceae) ont montré une forte activité antiparasitaire, associé à une forte cytotoxicité pour C. curvibracteatus.Le deuxième chapitre décrit l’exploration, par spectrométrie de masse (SM) dans un milieu biomimétique reproduisant la vacuole digestive de Plasmodium (VDP), des liaisons intermoléculaires formé entre l’hème et des ligands. Les résultats pour des ligands de la famille des méthoxyflavones suggèrent qu’il n’existe pas de relation positive entre la stabilité de la liaison à l’hème et l’activité biologique contre deux souches de P. falciparum (3D7 et W2). Une corrélation est suggérée entre la présence d’une substitution méthoxylé en R5 de la flavone, la liaison à l’hème et l’hydrophobicité (cLogP). Cette relation peut s’expliquer en partie par l’influence des liaisons hydrogène avec le du groupe carbonyle. Des analyses d’arrimage moléculaire ont été aussi développées dans le but de comprendre les forces électrostatiques impliquées dans cette liaison. Le même type d’étude a été appliquée à des sondes fluorescentes originales dérivées de l’artémisinine (ART). La stabilité évaluée par CID montre des similitudes de comportement vis-à-vis de l’hème entre une des sonde et l’ART. La stabilité de trois sondes en différentes conditions mimant la biologie de Plasmodium a été évaluée.Le troisième chapitre détaille le développement d’une méthode de biodéréplication d’extraits bruts, en utilisant la méthodologie de liaison à l’hème par SM. La plante Piper coruscans (Piperaceae) a été utilisée pour l’application. La visualisation des adduits formés par SM a été faite de manière rapide par l’intermédiaire de réseaux moléculaires L’isolement des produits ciblés a été faite avec la chromatographie de partage liquide et chromatographie liquide préparative en un ou deux étapes. Treize molécules ont été isolées dont dix produits déjà connus dans la littérature : six flavanones, trois chalcones, un alkylamide; une indanone isolée pour la première fois comme produit naturel, et deux produits naturels nouveaux : une kavalactone et un dérivé de l’acide cinnamique. Parmi toutes ces molécules, une chalcone valide l’activité biologique de la plante et montre une liaison intermédiaire avec l’hème