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De la biodiversitรฉ des plantes : une richesse de la nature
Une source inรฉpuisable
Le rรจgne vรฉgรฉtal compte prรจs de 350.000 espรจces actuellement identifiรฉes dans le monde. Parmi elles, se trouvent les Phanรฉrogames ou plantes ร fleurs รฉvaluรฉes ร 250.000 espรจces auxquelles font suite les Conifรจres au sens large, avec 700 espรจces ; les Ptรฉridophytes ou fougรจres comptent 12.000 espรจces environ ; les Bryophytes ou mousses comptabilisent 25.000 espรจces; viennent enfin les Thallophytes subdivisรฉs en Algues et en Champignons; leur inventaire indique respectivement: 30.000 espรจces pour les Algues et 31.000 espรจces pour les Champignons, toutes subdivisions taxonomiques confondues.
Cet important matรฉriel pharmaceutique existant et connu des botanistes ne prend pas en compte les microflores, les microfaunes et les planctons dont nous sommes loin d’รฉvaluer les disponibilitรฉs rรฉelles. Il faut รชtre conscient que 80%, au moins, de cette diversitรฉ biologique est rรฉunie et prospรจre dans les rรฉgions tropicales d’Afrique, d’Asie, de Madagascar, d’Ocรฉanie et d’Amรฉrique, dans des รฉcosystรจmes multiples, terrestres ou aquatiques d’eau douce et marins(4).
Que contiennent les plantes
La composition des plantes est dรฉterminรฉe en rรฉalisant des extractions selon divers procรฉdรฉs. Les extraits obtenus sont le matรฉriau avec lequel sont dรฉterminรฉes la composition et lโactivitรฉ de la plante. Un extrait est un ensemble de composรฉs ร activitรฉs potentielles diffรฉrentes.
Les extraits de plantes prรฉsente une grande diversitรฉ de composition chimique. On y retrouve plusieurs familles de composรฉs notamment les alcaloรฏdes, les poly phรฉnols (flavonoรฏdes, stilbenes, dรฉrivรฉs de lโacide cafรฉique), les terpรจnes et dรฉrivรฉs (eucalyptol, thymol, artรฉmisinine, saponines), etc.
Ces substances vรฉgรฉtales actives, prรฉsentes ร faible dose dans les plantes, peuvent jouer diffรฉrents rรดles : se dรฉfendre contre les insectes, les bactรฉries ou
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les champignons, favoriser leur croissance, amรฉliorer leurs รฉchanges avec le milieu environnant… On distingue notamment (3):
– Les alcaloรฏdes, qui sont des substances azotรฉes. Trรจs toxiques ร forte dose, ils peuvent agir sur le systรจme nerveux (effet sรฉdatif ou hallucinogรจne), le systรจme circulatoire et lโappareil respiratoire. Parmi les alcaloรฏdes, citons la codรฉine et la morphine, tirรฉe du pavot, la quinine tirรฉe de lโรฉcorce de quinquina, la nicotine issue du tabac…
– Les hรฉtรฉrosides, qui sont des substances glucidiques composรฉes dโun ou plusieurs sucres, et dโune partie non glucidique : des phรฉnols, des alcools… Ils ont des propriรฉtรฉs cardiotoniques (la digitaline, extraite de la digitale), laxatives, anti-fiรจvre et anti-inflammatoire (la salicyline, ancรชtre de lโaspirine, est issu de lโรฉcorce de saule).
– Les huiles essentielles : mรฉlanges odorants et volatils, obtenus par extraction ร la vapeur. Elles ont des propriรฉtรฉs antiseptiques pour les poumons (eucalyptus), dรฉpuratives ou cicatrisantes (lavande).
– Les antibiotiques : substances empรชchant le dรฉveloppement des micro-organismes. Ainsi, la pรฉnicilline est obtenue ร partir dโun champignon.
En plus de cette diffรฉrence structurale des composรฉs naturels extraits, il existe une variabilitรฉ quantitative et qualitative de la composition de lโextrait en fonction : des lots de plantes, des organes extraits de la plantes et รฉgalement du solvant utilisรฉ lors de lโextraction (tableau 1).
Pharmacopรฉes traditionnelles
On appelle aussi ยซ pharmacopรฉe ยป l’ensemble des mรฉdicaments, souvent des plantes, utilisรฉes dans une rรฉgion ou ร une รฉpoque donnรฉe. On parle ainsi de pharmacopรฉe traditionnelle. A base d’extrait de plantes mรฉdicinales, appelรฉs souvent phytomรฉdicaments, la pharmacopรฉe traditionnelle a รฉtรฉ utilisรฉe jusqu’ร l’รฉpoque contemporaine par toutes les sociรฉtรฉs primitives.
On dรฉfinit le phytomรฉdicament comme un produit ร base de plantes ร usage thรฉrapeutique. Son statut lรฉgal, le mode de lรฉgitimation de son efficacitรฉ, son contexte dโutilisation et la variabilitรฉ de sa composition le distinguent du biomรฉdicament, mรฉdicament conventionnel standardisรฉ et/ou strictement dรฉfini et encadrรฉ.
Un bref historique montre que les pharmacopรฉes les plus anciennes dรฉnommรฉes ยซย Pent Saoย ยป (Chine -3.000 ans avant nรดtre รจre), ยซย Vedasย ยป (Inde – 2.000 ans avant notre รจre), ยซย Papyrusย ยป (Egypte – 1.500 ans avant notre รจre), n’ont pas gรฉnรฉrรฉ de vรฉritables industries. Les industries pharmaceutiques actuelles et futures ont pris essor et importance au 20รจme siรจcle.
La mรฉdecine traditionnelle tropicale n’ayant jamais eu les moyens suffisants pour se hisser au niveau de la mรฉdecine moderne, est condamnรฉe ร l’รฉlaboration des ethnopharmacopรฉes qui ne sont autre chose que la compilation des enquรชtes ethnobotaniques (8; 4).
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Pharmacopรฉe africaine
LโOrganisation mondiale de la Santรฉ a prรฉconisรฉ dรจs 1978 (Dรฉclaration de Alma Ata) lโintroduction de la mรฉdecine traditionnelle dans les politiques de santรฉ des pays moins dรฉveloppรฉs. Cโest ce principe qui a conduit ร lโรฉlaboration et ร la publication en 1985 de la premiรจre รฉdition de la Pharmacopรฉe africaine รฉditรฉe par l’Organisation de l’Unitรฉ Africaine (OUA), laquelle prรฉsente 96 plantes et drogues en usage en Afrique (4). Il sโagit dโun recueil รฉcrit de drogues identifiรฉes avec les formules et recettes pour prรฉparer des remรจdes ร bases de plantes et traduit une volontรฉ manifeste de valorisation de la mรฉdecine traditionnelle, mais ses composants ne sont que des extraits des pharmacopรฉes des pays industrialisรฉs. Il ne s’agit en fait que d’une centaine (96 monographies) de plantes mรฉdicinales africaines dรฉjร รฉtudiรฉes et exploitรฉes par l’industrie pharmaceutique moderne. Le but de cette รฉdition est de donner aux industriels africains un instrument technique condensรฉ leur permettant d’organiser une industrie parallรจle rรฉpondant ร l’offre et ร la demande du commerce mondial, compte tenu de l’importance des matiรจres premiรจres brutes disponibles sur place en quantitรฉ et en qualitรฉ, et des revenus financiers et รฉconomiques loin d’รชtre nรฉgligeables.
Une deuxiรจme รฉdition de la pharmacopรฉe africaine a รฉtรฉ prรฉvue mais jusquโร ce jour cet objectif nโa pas รฉtรฉ rรฉalisรฉ.
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De la drogue au mรฉdicament
Deux grandes voies dโexploration pharmacologique de la biodiversitรฉ sont utilisรฉes : lโethnopharmacologie et le criblage systรฉmatique.
Ethnopharmacologie
Lโethnopharmacologie consiste ร faire lโinventaire des plantes mรฉdicinales utilisรฉes par des groupes ethniques (pharmacopรฉes traditionnelles), รฉvaluer scientifiquement leur activitรฉ pharmacologique et vรฉrifier lโabsence de toxicitรฉ. Deux antipaludรฉens majeurs (quinine et artรฉmisinine) sont issus de plantes mรฉdicinales traditionnellement utilisรฉes contre le paludisme (le Quinquina, Cinchona sp., arbre de la cordillรจre andine, et lโArmoise annuelle, (Artemisia annua, herbacรฉe de Chine). Les travaux expรฉrimentaux sur ces plantes mรฉdicinales peuvent aboutir ร des validations dโusage (Pogonopus tubulosus, plante antipaludique de Bolivie) et les plantes mรฉdicinales sont utilisรฉes comme traitement alternatif ou complรฉmentaire dans les pays en voie de dรฉveloppement.
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Criblage
La deuxiรจme voie de recherche nรฉcessite une collecte systรฉmatique des espรจces sur le terrain et une identification taxonomique, afin dโisoler des molรฉcules bioactives par criblage systรฉmatique. Cโest un programme de criblage contre le cancer qui a abouti ร lโisolement du taxol, ร partir des ifs (Taxus spp, Taxaceae). La recherche a รฉvoluรฉ en fonction des avancรฉes de la biologie qui est passรฉe de lโรฉchelle physiologique ร lโรฉchelle cellulaire puis molรฉculaire, et enfin gรฉnรฉtique. La description du gรฉnome humain et de celui de ses principaux agents infectieux (Plasmodium falciparum, agent du paludisme) permet une cartographie de la fonctionnalitรฉ des gรจnes, qui est ensuite utilisรฉe pour dรฉterminer un mรฉcanisme biochimique impliquรฉ dans une pathologie, afin dโidentifier des cibles thรฉrapeutiques (enzymes par exemple). Les cibles sont criblรฉes sur des bibliothรจques d’extraits de substances naturelles (Centre de criblage pharmaceutique ร Toulouse). Les fractions actives sont ร nouveau fractionnรฉes, jusquโร lโobtention dโune entitรฉ active pure. Les molรฉcules actives servent de modรจles structuraux pour la synthรจse de nombreux dรฉrivรฉs et analogues structuraux (hรฉmisynthรจse), dont lโactivitรฉ biologique est ensuite testรฉe in vitro (tests biochimiques robotisรฉs) puis in vivo. ร partir des dรฉrivรฉs les plus actifs est gรฉnรฉrรฉe une nouvelle famille de composรฉs qui sera ร son tour testรฉe (processus itรฉratif). Cโest ainsi quโa รฉtรฉ synthรฉtisรฉ un anticancรฉreux, la vinorelbine, ร partir de la pervenche de Madagascar (Catharanthus roseus). Lโoptimisation de la structure chimique nรฉcessite des allers-retours permanents entre les laboratoires de chimie et ceux de pharmacologie, et permet la synthรจse de dรฉrivรฉs plus puissants et moins toxiques – ร priori – que les substances naturelles. De nombreuses รฉtapes de validation pharmacologiques et toxicologiques aboutissent ensuite aux essais cliniques.
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METHODOLOGIE CONVENTIONNELLE DโETUDE DES PLANTES
Extraction
Pour analyser n’importe quel produit naturel ou mรฉlange de produits naturels, il faut d’abord procรฉder par une extraction. Un mรฉlange complexe qui contient des produits de diffรฉrente nature peut รชtre simplifiรฉ. L’extraction par solvant est une technique trรจs utilisรฉe dans les laboratoires de chimie. Par exemple, un solvant non polaire va extraire les produits non polaires(9).
Lโextrait est qualifiรฉ de total lorsquโil est obtenu ร lโaide dโun solvant pur ou dโun mรฉlange de solvants et quโil constitue un point de dรฉpart de manipulations ultรฉrieures (extraction et sรฉparations diverses)(5).
Il existe plusieurs procรฉdรฉs dโextraction, les plus rรฉpandus รฉtant lโextraction au soxhlet, lโextraction liquide-liquide et lโextraction avec lโappareil Likens-Nickerson.
Fractionnement et fractionnement bioguidรฉ
Trรจs souvent on procรจde ร des fractionnements pour mieux caractรฉriser la prรฉsence dโun ou dโune famille de composรฉs chimique afin dโรฉtudier de faรงon discriminatoire les propriรฉtรฉs. On peut obtenir diverses fractions par diffรฉrents procรฉdรฉs comme la rupture de phase, lโextraction liquide-liquide, la chromatographie prรฉparative (Flash sur colonne, CCM, CLHP).
Le fractionnement bioguidรฉ consiste ร effectuer des essais biologiques sur toutes les fractions ou produits obtenus lors des opรฉrations de sรฉparations. A chaque fois, les fractions intรฉressantes sont retenues pour la suite des manipulations. Le but ultime est lโisolement de la fraction la plus active du groupe de molรฉcules actives ou alors de la seule molรฉcule active (5).
Rรฉactions de caractรฉrisation
Les rรฉactions de caractรฉrisations permettent de mettre en รฉvidence un composรฉ donnรฉ ou un groupe de composรฉs. On distingue gรฉnรฉralement des rรฉactions de colorations (les plus frรฉquentes) de fluorescence (rares) et des rรฉactions de prรฉcipitation(5). De faรงon classique, une mรฉthode de caractรฉrisation est spรฉcifique ร un groupe de composรฉs. Les mรฉthodologies de caractรฉrisation phytochimiques sont diverses et variรฉs en respect ร la composition des extraits de plantes. Pour un groupe de composรฉs donnรฉ, il existe des protocoles disponibles dans la littรฉrature. Sur ce, on peut citer comme rรฉfรฉrence le manuel rรฉcemment publiรฉ du Pr Emmanuel Bassรจne. Le tableau 2 prรฉsente sommairement quelques groupes chimiques retrouvรฉs dans la composition des extraits de plantes et leur rรฉaction de caractรฉrisation.
Transcriptomique
Depuis une dizaine dโannรฉes, le nombre de gรจnes identifiรฉs a explosรฉ suite au lancement de programmes de sรฉquenรงage ร trรจs haut dรฉbit. Les biologistes ont dรฉsormais ร leur disposition un catalogue quasi exhaustif des composants du gรฉnome pour une trentaine dโespรจces parmi lesquelles quelques eucaryotes (levure, nรฉmatode, drosophile, arabette, homme). Les approches en gรฉnomique
NOTIONS DE METABOLOMIQUE
visent ร exploiter cette base de connaissance afin dโรฉtudier comment lโensemble des gรจnes fonctionnent et interagissent dans les cellules et les organismes qui les portent.
De nouvelles technologies engendrรฉes par cette rรฉvolution sont utilisรฉes pour quantifier les ARN messagers, collectivement appelรฉs transcriptome, prรฉsents dans un รฉchantillon biologique (culture cellulaire, tissu ou individu). Ces nouvelles approches regroupรฉes sous le terme transcriptomique รฉtudient le premier niveau de lโexpression gรฉnรฉtique. Bien que les ARNm ne constituent quโune รฉtape de lโexpression des gรจnes, leur abondance est souvent corrรฉlรฉe ร lโactivitรฉ des protรฉines codรฉes et leur quantification en parallรจle est considรฉrรฉe plus aisรฉe ร conduire que celle des protรฉines.
La transcriptomique repose sur la quantification systรฉmatique de ces ARNm, ce qui permet d’avoir une indication relative du taux de transcription de diffรฉrents gรจnes dans des conditions donnรฉes. Plusieurs techniques permettent d’avoir accรจs ร cette information, en particulier celle des puces ร ADN, celle de la PCR quantitative ou encore celle du sรฉquenรงage systรฉmatique d’ADN complรฉmentaires (19) .
Protรฉomique
Cโest le professeur Wilkins qui le premier utilisa le terme de protรฉome lors du premier congrรจs sur la protรฉomique ร Sienne(20). La dรฉfinition officielle telle รฉnoncรฉ par Wilkins รฉvoque le ยซ complรฉment protรฉique dโun gรฉnome ยป.Le protรฉome est lโensemble des protรฉines exprimรฉes par un gรฉnome ร un moment prรฉcis en rรฉponse en un environnement donnรฉ. Il exprime un รฉtat particulier du systรจme vivant considรฉrรฉ. La protรฉomique, quand ร elle, est une approche analytique visant lโรฉtude simultanรฉe du (dโun) protรฉome dโun organisme vivant. Elle peut donc รชtre dรฉfinie comme la comparaison quantitative de protรฉomes similaires sous diffรฉrents stimuli(21). Dans la pratique, la protรฉomique s’attache ร identifier de maniรจre globale les protรฉines extraites d’une culture cellulaire, d’un tissu ou d’un fluide biologique, leur localisation dans les compartiments cellulaires, leurs รฉventuelles modifications post-traductionnelles ainsi que leur quantitรฉ.
On peut distinguer de maniรจre conceptuelle deux grands types dโanalyse protรฉomique : la protรฉomique descriptive et la protรฉomique fonctionnelle. La protรฉomique descriptive sโintรฉresse ร la nature des protรฉines exprimรฉes, ร leur niveau dโexpression, leur localisation au niveau subcellulaire (protรฉomique topologique) ainsi que les modifications post transcriptionnelles dont elles font lโobjet (protรฉomique qualitative). Lโaspect quantitatif de lโexpression des gรจnes est apprรฉciรฉ par la protรฉomique quantitative. La protรฉomique fonctionnelle approche la fonction des protรฉines et cherchera de rรฉpondre ร des questions telles : quelles sont les molรฉcules qui au sein de la cellule sโassocient ร nos protรฉines dโintรฉrรชt ; quel type de modifications structurales est responsable de quel type de modifications dโactivitรฉ.
De nombreuses applications de la protรฉomique en biologie clinique sont en cours de dรฉveloppement. Elles correspondent ร des รฉtudes ร visรฉe diagnostique ou ร visรฉe thรฉrapeutique sur des agents pathogรจnes ainsi quโร lโรฉtablissement dโoutils diagnostiques dans diffรฉrents domaines : maladies auto-immunes, pathologies cancรฉreuses, pathologies rรฉnales, pathologies du systรจme nerveux central(20).
Mรฉtabolome, mรฉtabolomique, mรฉtabonomique et fluxomique
Du gรฉnome, c’est-ร -dire des acides nuclรฉiques, nous sommes arrivรฉs aux protรฉines. Cela dรฉcrit sommairement les processus de lโexpression gรฉnรฉtique et en mรชme temps descend vers un niveau biochimique (donc fonctionnel) et structural plus divers, ramifiรฉ, plus complexe. Vers un niveau dโorganisation hiรฉrarchique plus complexe que les protรฉines, se trouve lโensemble des produits du mรฉtabolisme, le mรฉtabolisme รฉtant la concrรฉtisation de lโexpression gรฉnรฉtique (au travers les rรฉactions biochimiques).
Mรฉtabolomique
En fait, la mรฉtabolomique prend ses origines du profilage mรฉtabolique, concept apparu dans la littรฉrature scientifique depuis les annรฉes 1950 et sโest dรฉveloppรฉ au cours des trois dรฉcennies suivantes (figure 6) (11). Le profilage mรฉtabolique (anglais = ยซ metabolic profiling ยป3 ) est lโanalyse de la composition en petites molรฉcules des milieux biologiques qui utilise habituellement comme mรฉthode la spectroscopie de masse couplรฉe ร des techniques de sรฉparation comme la chromatographie en phase gazeuse (22).
Inspirรฉ par les progrรจs de la gรฉnomique et de la protรฉomique, le domaine de la mรฉtabolomique prรฉsente plus dโambitions que le profilage mรฉtabolique tel connu jusquโalors : lโobjectif ici est une identification et une quantification de la liste ยซย complรจteย ยป des mรฉtabolites dโun systรจme considรฉrรฉ (23; 24).
Lโensemble des mรฉtabolites, c’est-ร -dire les petites molรฉcules de poids molรฉculaire dโenviron 1000 daltons, prรฉsents dans un systรจme vivant ou dans unย milieu biologique dans des conditions particuliรจres constitue ce que lโon appelle le mรฉtabolome4 . Cโest la liste complรจte des molรฉcules prรฉsentes au sein dโune cellule, dโun organe, dโun tissu ou dโun organisme donnรฉ soumis ร certaines conditions ร une pรฉriode considรฉrรฉe. Dans un systรจme biologique, seules sont considรฉrรฉes comme รฉtant des mรฉtabolites, les petites molรฉcules qui participent aux rรฉactions mรฉtaboliques et qui sont nรฉcessaires au fonctionnement normal, au maintien et ร la croissance dโune cellule (25). Le matรฉriel gรฉnรฉtique (ADN, ARN) nโest pas considรฉrรฉ comme รฉtant des mรฉtabolites. Dโune certaine maniรจre on peut le considรฉrer comme le produit final de lโexpression des gรจnes et des processus de rรฉgulation cellulaire (11; 24). Ce phรฉnotype varie dans lโespace en fonction du type cellulaire, dans le temps en fonction du stade de dรฉveloppement et caractรฉrise un รฉtat donnรฉ (normal ou en rรฉponse ร un stress biotique ou abiotique). Selon la dรฉfinition de Nielsen et Oliver, le mรฉtabolome comprend lโendomรฉtabolome (tous les composรฉs intracellulaires) et lโexomรฉtabolome (tous les composรฉs excrรฉtรฉs dans le milieu de croissance ou le milieu extracellulaire) (26).
La taille du mรฉtabolome humain reste inconnue, en 2007 elle est estimรฉe ร plusieurs milliers de composรฉs (2500 mรฉtabolites, 1200 mรฉdicaments, 3500 produits provenant de la nutrition). La base de donnรฉes sur le mรฉtabolome humain (publiรฉ ร : www.hmdb.ca) est prรฉsentement le recueil le plus complet de donnรฉes sur les mรฉtabolites et le mรฉtabolisme humain, avec plus de 2180 fiches sur des mรฉtabolites endogรจnes(27). Pour le rรจgne vรฉgรฉtal on dรฉcompte prรจs de 100000 mรฉtabolites.
Ainsi, la mรฉtabolomique est lโรฉtude du – ou plus prรฉcisรฉment dโun – mรฉtabolome dโun systรจme considรฉrรฉ. Autrement dit, la mรฉtabolomique (ou lโanalyse mรฉtabolomique) est un outil dโexploration des organismes vivants qui dรฉcrit de faรงon exhaustive les diffรฉrents mรฉtabolites prรฉsents dans les fluides biologiques (sang, urine, salive), ou dans les tissus (28).
Mรฉtabonomique
Nicholson (1999) a introduit le terme de ยซ mรฉtabonomique ยป qui consiste en lโรฉtude des variations quantitatives de mรฉtabolites induites par tout type de modifications (internes) et/ou de perturbations (externes) (29). La mรฉtabonomique peut รชtre considรฉrรฉ comme une application spรฉcifique de lโapproche mรฉtabolomique dans lโรฉtude des mรฉcanismes des maladies (et de leur diagnostic), dans lโรฉtude de la toxicitรฉ des mรฉdicaments et globalement dans la comprรฉhension du fonctionnement cellulaire (30). En association avec la protรฉomique et la transcriptomique, elle joue un rรดle central dans la comprรฉhension globale du fonctionnement de lโorganisme vivant.
En particulier, la mรฉtabonomique se focalise sur lโรฉtude des mรฉcanismes de contrรดle mรฉtaboliques et homรฉostatiques des systรจmes complexes dโinteractions cellulaires mettant en jeu diffรฉrentes fonctions biochimiques simultanรฉment(31).
Fluxomique
Lโanalyse mรฉtabolomique reste une รฉvaluation du mรฉtabolome en termes de teneur et dรฉcrit lโรฉtat du systรจme ร un instant, mais ne permet de caractรฉriser le dynamisme des rรฉactions biochimiques. Lorsque ces flux mรฉtaboliques sont รฉtudiรฉs in silico, il est alors question de fluxomique .La fluxomique est lโanalyse de lโensemble des flux mรฉtaboliques par la dรฉtermination des vitesses rรฉelles des rรฉactions biochimiques au sein dโun organisme vivant. Elle mesure le comportement dynamique des rรฉseaux mรฉtaboliques et reprรฉsente ce que fait rรฉellement la cellule. La fluxomique est elle-mรชme une stratรฉgie analytique ร part entiรจre en pleine expansion (30).
APPROCHES METABOLOMIQUES
Diffรฉrentes stratรฉgies peuvent รชtre adoptรฉes (notamment en RMN mรฉtabolomique). Il est possible de considรฉrer : lโanalyse ciblรฉe dโun nombre restreint de mรฉtabolites (metabolic target analysis ou metabolic targeting) ; lโanalyse de mรฉtabolites dโune mรชme classe ou dโune mรชme voie biologique (metabolic profiling) et lโanalyse globale de tous les mรฉtabolites, quโils soient identifiรฉs ou non (metabolic fingerprinting) (13).
Approche ciblรฉe ou metabolic targeting
Elle vise lโanalyse qualitative et quantitative de mรฉtabolites connus(13). Cette mรฉtabolomique ยซ classique ยป est rรฉalisรฉe depuis prรจs de vingt ans (32). Elle consiste ร intรฉgrer lโaire des pics de mรฉtabolites ciblรฉs et de les quantifier ร lโaide dโun standard interne.
Elle a largement รฉtรฉ utilisรฉe dans lโรฉtude 1H RMN in vitro de biopsies de tumeurs cรฉrรฉbrales prรฉalablement diagnostiquรฉes et observรฉes in vivo (33; 34). Cette approche est toujours utilisรฉe et est la seule ร รชtre vraiment quantitative(32).
Approche globale
Lโapproche globale recoupe deux procรฉdรฉs : lโรฉtablissement dโempreintes mรฉtaboliques (metabolic fingerprinting) et le profilage mรฉtabolique (metabolic profiling) qui est lโรฉtude quantitative dโun groupe de mรฉtabolites associรฉs ร une voie mรฉtabolique particuliรจre.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
1 DES PLANTES ET DES MEDICAMENTS
1.1 UTILISATION DES PLANTES EN THERAPEUTIQUE
1.1.1 De la magie ร la mรฉdecine rationnelle ou lโรฉpopรฉe de la thรฉrapeutique
1.1.2 De la biodiversitรฉ des plantes : une richesse de la nature
1.1.2.1 Une source inรฉpuisable
1.1.2.2 Que contiennent les plantes
1.1.3 Quelques notions sur la pharmacopรฉe
1.1.3.1 Quโest ce quโune pharmacopรฉe ?
1.1.3.2 Pharmacopรฉes traditionnelles
1.1.3.3 Pharmacopรฉe africaine
1.1.4 De la drogue au mรฉdicament
1.1.4.1 Ethnopharmacologie
1.1.4.2 Criblage
1.2 METHODOLOGIE CONVENTIONNELLE DโETUDE DES PLANTES
1.2.1 Extraction
1.2.2 Fractionnement et fractionnement bioguidรฉ
1.2.3 Rรฉactions de caractรฉrisation
1.2.4 Recherche dโactivitรฉ
1.2.4.1 Rรฉactions chimiques
1.2.4.2 Modรจles animaux (in vivo et vitro)
1.2.4.3 Criblage virtuel (test in silico)
2 NOTIONS DE METABOLOMIQUE
2.1 DEFINITIONS ET TERMINOLOGIES
2.1.1 Gรฉnomique
2.1.2 Transcriptomique
2.1.3 Protรฉomique
2.1.4 Mรฉtabolome, mรฉtabolomique, mรฉtabonomique et fluxomique
2.1.4.1 Mรฉtabolomique
2.1.4.2 Mรฉtabonomique
2.1.4.3 Fluxomique
2.2 APPROCHES METABOLOMIQUES
2.2.1 Approche ciblรฉe ou metabolic targeting
2.2.2 Approche globale
2.2.2.1 Mรฉtabolic profiling (profilage mรฉtabolique)
2.2.2.2 Mรฉtabolic fingerprinting (empreinte mรฉtabolique)
2.3 DE LA NOUVEAUTE ET DE LโHOLISME DES APPROCHES ยซ OMIQUES ยป
2.3.1 Similaritรฉs et coalescences dans la terminologie
2.3.2 Mรฉtabolomique : une nouveautรฉ ancienne
2.3.3 Remise en cause de lโholisme
2.4 PLATE-FORME METABOLOMIQUE
2.4.1 Mรฉthodes analytiques
2.4.2 Outils statistiques (data mining)
2.4.2.1 Analyse en composantes principales
2.4.2.2 Analyse de classification hiรฉrarchique ACH (Hierachical cluster analysis)
2.4.2.3 Partial least square (Rรฉgression des moindres carrรฉs partiels)
2.4.2.4 Self organization maps (SOM)
2.5 PRINCIPALES APPLICATIONS ET PERSPECTIVES
2.5.1 En nutrition
2.5.1.1 Evaluation de lโeffet santรฉ des aliments
2.5.1.2 Rรฉgulation de lโexpression des gรจnes par les aliments
2.5.1.3 Diagnostic des qualitรฉs des produits
2.5.2 En mรฉdecine gรฉnรฉrale
2.5.2.1 Diagnostic de maladies mรฉtaboliques
2.5.2.2 Identification de marqueurs prรฉcoces dโune maladie
2.5.3 Application en toxicologie
2.5.3.1 Evaluation de la toxicitรฉ et marqueurs de toxicitรฉ
2.5.3.2 Elucidation des mรฉcanismes dโaction toxique
2.5.4 Application dans le domaine de lโindustrie pharmaceutique
3 INSTRUMENTATION ANALYTIQUE EN METABOLOMIQUE
3.1 TECHNIQUES CHROMATOGRAPHIQUES
3.1.1 Principe gรฉnรฉral
3.1.2 Petite historique sur la chromatographie : de Tswett ร nos jours : un siรจcle de chromatographie
3.1.2.1 Les origines
3.1.2.2 Lโexpรฉrience de Tswett
3.1.2.3 De la colonne ร la couche chromatographique : des diffรฉrents types de chromatographie
3.1.2.4 Progrรจs et amรฉliorations des techniques chromatographiques
3.1.3 Chromatographic fingerprinting
3.1.3.1 Chromatographie planaire (CCM et HPTLC)
3.1.3.2 La chromatographie liquide haute performance
3.2 TECHNIQUES SPECTRALES
3.2.1 La spectromรฉtrie de rรฉsonance magnรฉtique nuclรฉaire
3.2.1.1 Principes de RMN
3.2.1.2 RMN mรฉtabolomique
3.2.2 La spectromรฉtrie de masse
3.2.2.1 Principe
3.2.2.2 Appareillage et mise en ลuvre dโune analyse
3.2.2.3 Spectromรฉtrie de masse dans les OMICS
3.3 TECHNIQUES COMBINEES
3.3.1 Combinaison directe ou hyphenation
3.3.1.1 Chromatographie gazeuse-Spectromรฉtrie de masse CG-SM
3.3.1.2 Spectromรฉtrie de masse tandem (SM/SM)
3.3.1.3 Couplage Chromatographie liquide-Spectromรฉtrie de masse (LC-SM)
3.3.1.4 Lโรฉlectrophorรจse capillaire couplรฉe ร la spectromรฉtrie de masse (EC-SM)
3.3.2 Combinaison indirecte ou approches multidimensionnelles
4 APPROCHE METABOLOMIQUE POUR LA CARACTERISATION DES EXTRAITS DE PLANTES
4.1 JUSTIFICATIONS DE LโAPPROCHE
4.1.1 Problรฉmatique dans la recherche et le dรฉveloppement de mรฉdicaments : lโรฉchec de lโapproche rรฉductionniste
4.1.2 Nรฉcessitรฉ de valorisation des plantes mรฉdicinales
4.1.3 Retour ร lโholisme traditionnel
4.1.4 De lโutilitรฉ dโune isolation purificationโฆ
4.1.5 โฆvers une pharmacopรฉe africaine pragmatique
4.2 MISE EN ลUVRE DโUNE ANALYSE EN METABOLOMIQUE
4.2.1 Dรฉfinition des objectifs
4.2.2 Extraction et prรฉparation de lโรฉchantillon
4.2.3 Extraction des donnรฉes (Data aquisition)
4.2.4 Data mining
4.2.5 Identification des mรฉtabolites dโintรฉrรชt
4.3 ENJEUX DE LโAPPROCHE METABOLOMIQUE POUR LA PHARMACOPEE AFRICAINE
4.3.1 Contrรดle de la qualitรฉ des phytomรฉdicaments
4.3.2 Relation entre profil chimique et bioactivitรฉ des phytomรฉdicaments
4.3.3 Dรฉtermination de la biodisponibilitรฉ et รฉvaluation du devenir des composรฉs naturels
4.3.4 Evaluation de la toxicitรฉ et de la sรฉcuritรฉ dโemploi des composรฉs naturels
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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