Recherche de molécules anticancéreuses dans l’environnement marin : De la biodiversité à la pharmacodiversité L’exemple des microalgues marines Dr Laurent Picot Equipe MAB UMR CNRS 6250 LIENSs UNIVERSITE DE LA ROCHELLE 07/12/2010- La Rochelle
Feb 25, 2016
Recherche de molécules anticancéreusesdans l’environnement marin :
De la biodiversité à la pharmacodiversité
L’exemple des microalgues marines
Dr Laurent Picot Equipe MABUMR CNRS 6250 LIENSsUNIVERSITE DE LA ROCHELLE
07/12/2010- La Rochelle
Quelle est l’origine des anticancéreux utilisés en clinique en 2010 ?
Extraction à partir de plantes terrestres
Ara-C Trabedectine 1963 (Yondelis™)
2007leucémieslymphomes sarcomes
Synthèse chimique + Pharmacomodulationde molécules naturelles
Extraction à partir d’organismes marins
Très grande majorité des médicamentssur le marché
Taxol
O O OH
H O
OH
OOO
O
O
OH
NH
O
O
Pourquoi rechercher des anticancéreux dans l’environnement marin ?
Communications (chimiques) entre individus d’une même espèce ou d'espèces différentes pour coloniser le biotope, se reproduire, se déplacer, se nourrir ou se défendre contre la prédation ou les épibioses.
Les molécules marines sont fortement diluées dans l’eau et donc actives à de très faibles concentrations.
Biodiversité - Chimiodiversité - Pharmacodiversité de l’environnement marin
Océans = 71% de la surface terrestre= 95% de l’espace habitable
Naissance de la vie dans les océans : 3.8 milliards d’années (400 millions sur terre)Ecosystèmes marins éminemment complexes, multiples et dynamiques. Le littoral est la zone où se concentre la biodiversité.
Comment expliquer la chimiodiversité des molécules marines ?
Originalité et diversité des phyla marins(21 exclusivement marins sur 33 connus)
Originalité et complexité des voies de biosynthèse
Présence d’hétéroatomes dans l’environnementmarin intégrés aux métabolites(S, halogènes, Si, P, As, Se)
Stéréochimie (Enantiomères, diastéréoisomères)
Métabolites Iaires
protéineslipidespolysaccharides(oses peu représentés dans l’environnement terrestre)
Métabolites II aires (très grande diversité)
Azotés : AlcaloïdesNon azotés : Acides gras, terpènes, stéroïdes,polyéthers, aromatiques
Quelles biomasses prospecter ?
1) Drug design d’origine biologique
= Sélection de phyla connus pour synthétiser des molécules cytotoxiques (allélopathiques)
Quasiment tous les extraits présentent une activité pharmacologique
Identification du producteur, extraction et purification fastidieuse, resynthèse souvent très difficile, (énantiomérie),ressource épuisable
3) Ressources halieutiques, co-produits, autre ...
Peu de molécules actives
Les molécules actives sont souvent très interessantes
Beaucoup d’autres voiesde valorisation (nutrition,cosmétique, …)
2) Biomasses “biotechnologiques”
Beaucoup demolécules actives
Extraction simple
Ressource inépuisable
Beaucoup de voies De valorisation
Quel organisme synthétise la molécule d’intérêt ?
Organisme étudiéOrganismesconsommés= Microalgues Macroalgues Invertébrés ...
Gymnangiamide(pentapeptide cytotoxiqueproapoptotique)
Gymnangium(hydrozoaire)
Présence d’acides aminés“modifiés” : ex : phenylSER= signature d’une originecyanobactérienne
Organismes associés = Bactéries, Cyanobactéries, Microalgues, Moisissures (hôtes, parasites, symbiotiques, commensaux)
Relationtrophique
Exemple :
Le monde des microalgues marines
• Un grand nombre d’espèces (200 000 à plusieurs millions estimées, 1 million pour les seules diatomées)
• Cellules végétales unicellulaires, 2 µm à 1 mm, autotrophes
• Procaryotes ou eucaryotes
• Possibilité de les classer en fonction de leur habitat Marin, dulçaquicole
Benthos (fond), pelagos (dans la colonne d’eau) , Plancton ou necton
Un exemple de recherche menée dans notre équipe : la purification d’une molécule anticancéreuse à partir d’une microalgue
Biodiversité des microalgues marines
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Evolution des microalgues et des végétaux supérieurs
Tous les végétaux supérieurs terrestresdérivent d’une microalgue verte
Adaptation progressive d’une forme marine à une forme lagunaire puis terrestre.
2 évènements majeurs : endosymbioses primaire et secondaire
Conclusion
Le milieu marin renferme un grand nombre de molécules d’intérêt majeur pour le traitement des cancers et permet même d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Plus généralement, dans la mer se trouve la solution à quelques uns des grands problèmes de santé publique actuels :
Cancer, infections virales, bactériennes et mycobactériennes, fongiques, parasitaires, maladies cardiovasculaires, douleur, ostéoporose …
La Pharmacologie marine est en pleine expansion, tout reste à faire au vu de la biodiversité marine, et les voies de valorisation sont nombreuses (valorisations pharmaceutiques et plus généralement biotechnologiques).
Merci de votre attention !