Catégorie : BIOactivités des substances NAturelles et dérivés

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Projet CHARM : Caractérisation des bioactivités de substances naturelles de micro-organismes marins de Nouvelle-Calédonie / financement ANR (2022-2025)

https://anr.fr/Projet-ANR-21-CE43-0015

Enjeux et objectifs
Plus d’un million de décès est attribuée chaque année à la résistance antimicrobienne. En effet, l’utilisation massive des antibiotiques a conduit à l’émergence de « superbugs » tel que le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) difficile à traiter avec les molécules existantes. Cela encourage la découverte de nouveaux traitements antibiotiques efficaces contre les infections humaines graves et le sepsis associé lié à un important taux de mortalité. Les maladies inflammatoires à médiation immunitaire (IMIDs) représentent aussi un problème de santé mondial majeur avec une incidence de 5 à 7% dans les sociétés occidentales. Les cytokines sont des médiateurs inflammatoires essentiels au déclenchement de la réponse immunitaire de l’hôte durant l’infection et qui contrôlent aussi la réponse inflammatoire dans la pathogénèse des IMIDs. Le développement des molécules se focalise sur la régulation des cytokines inflammatoires ou sur l’inhibition des voies de signalisation des Janus kinases (JAKs)/signal transducer and activator of transcription proteins (STATs) ou Jakinibs approuvés pour
traiter les IMIDs. Cependant, au regard des patients réfractaires au traitement ou les maladies opportunistes liées aux mécanismes immunosuppresseurs, la recherche de nouvelles de molécules bioactives se poursuit et se focalise sur de nouvelles molécules inhibant les voies de signalisation des cytokines ou des JAK-STAT. Les microalgues et bactéries marines produisent des molécules anti-inflammatoires à grande valeur ajoutée dans le domaine de la pharmacologie. Les bioprospections menées en Nouvelle-Calédonie a conduit à la caractérisation de microalgues et de bactéries marines produisant des molécules bioactives à des fins d’application dans les biotechnologies bleues. Nous avons émis l’hypothèse que de nouvelles substances naturelles marines (MNPs) seraient à découvrir à partir de la biodiversité marine de Nouvelle-Calédonie et nous caractériserons l’activité antibactérienne et immunomodulatrice de MNPs issues de microalgues et bactéries marines néo-calédoniennes et disponibles dans les collections de l’IFREMER / ADECAL Technopole et de la start-up privée BIOTECAL.

Perspectives
Le projet ANR CHARM investiguera des bioactivités complémentaires afin d’identifier des molécules innovantes à proposer comme molécules plateformes auprès des industries pharmaceutiques dans le secteur des antibiotiques et immunomodulateurs. Les résultats seront utiles pour améliorer la chaine de valeur ajoutée dans le domaine des MNPs et des technologies bleues en Nouvelle-Calédonie. Ce projet répond donc au besoin de développement et d’exploitation durable des ressources biologiques marines et contribue à la Stratégie Nationale de Bioéconomie. Il contribue à la valorisation de la biodiversité des territoires ultra-marins en répondant au Livre Bleu Outre-Mer validé par le Ministère des Outre-Mer. Nous visons des applications à longs termes en industrie pharmaceutique par des partenariats avec le secteur privé.

PUBLICATIONS
Xuma C., Bourles A., Colot J., Guentas L., Matsui M., Marine Bacteria as a Source of Antibiotics Against Staphylococcus aureus: Natural Compounds, Mechanisms of Action, and Discovery Strategies, 2026, Marine Drugs, 24(1), 44, doi.org/10.3390/md24010044

Lasalo M., Jauffrais T., Georgel P., Matsui M., Marine Microorganism Molecules as Potential Anti-Inflammatory Therapeutics, 2024, Marine Drugs, 22(9):405, doi: 10.3390/md22090405

COMMUNICATIONS DES RÉSULTATS
Xuma et al., communication orale, Antibacterial Properties of Marine Bacteria Isolated from The New Caledonia Coast Against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, 2025, 13th Annual World Congress of Ocean, 11-13 novembre 2025, Osaka, Japon.

Xuma et al, poster, Antibiotic properties of Marine Natural Products (MNPs) derived from marine bacteria from New Caledonia against methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) and methicillin-resistant S. aureus (MRSA), 2024, Journées AntibioDEAL 2024, Apr 2024, Paris, France, ⟨pasteur-04665153⟩

Lasalo et al., poster, Anti-inflammatory activity of exopolysaccharides (EPS) from New Caledonian marine bacteria, 2023, poster, Natural Products as a Source of Inspiration in Chemistry and Biology, Jul 2023, Andover, United States . ⟨pasteur-04665151⟩

COMMUNICATIONS « GRAND PUBLIC »

Emission 2040 – CALEDONIA, Les substances naturelles, une filière d’avenir (2023)
Les substances naturelles sont un formidable réservoir de molécules aux multiples vertus. C’est sur les bactéries marines du lagon calédonien que Simon Gensous, responsable recherche et développement de Biotecal, et son équipe ont décidé d’orienter leurs recherches. Ces spécialistes en biotechnologies ont déjà découvert une molécule anti-rides pour le secteur de la cosmétique et travaillent également en collaboration avec les chercheurs de l’Institut Pasteur sur le secteur de la santé. L’objet de leurs recherches concernent des molécules antibiotiques et anti-inflammatoires. A l’heure où l’antibiorésistance préoccupe la recherche médicale au niveau mondial, et où les maladies inflammatoires chroniques sont en constante évolution, les bactéries marines calédoniennes pourraient bien apporter des solutions aux enjeux de santé humaine à l’échelle planétaire. Mais en attendant le marché de la cosmétique est le plus prometteur à court terme et il est très soutenu par le cluster pour l’innovation et la valorisation de la nature calédonienne. Le cluster Nativ NC regroupe des professionnels, du chercheur au transformateur, qui souhaitent innover dans le respect d’un monde durable. [Diffusé le 07–10-23] Copyright © CALEDONIA 2023

Présentation de Céphas XUMA, Prix du Jury, Ma Thèse en 180 secondes (MT180) 2024
PRopriétés Antibiotiques de substances NAturelles issues de micro-organismes marins de Nouvelle-Calédonie contre des souches antibiorésistantes (acronyme : PRANA)


C’NATURE – Diversité des bactéries retrouvées en Nouvelle-Calédonie (2023)
Céphas XUMA a participé à la conférence C’NATURE en présentant l’intérêt d’étudier les bactéries marines à des fins d’applications pharmacologiques notamment antibiotiques – d’après le projet de thèse PRopriétés Antibiotiques de substances NAturelles issues de micro-organismes marins de Nouvelle-Calédonie contre des souches antibiorésistantes (acronyme : PRANA)

Présentation de Malia LASALO, Prix de la Valorisation, Doctoriales 2022
Investigation du potentiel immunomodulateur de substances naturelles issues de micro-organismes marins de Nouvelle-Calédonie

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La biodiversité en réponse aux enjeux de santé humaine en Nouvelle -Calédonie

La Nouvelle-Calédonie est reconnue comme un des 36 hotspots mondiaux de biodiversité terrestre et marine. Avec près de 80 % d’endémisme végétale et plus de 3 200 espèces natives, le territoire néo-calédonien représente ainsi une source considérable de substances naturelles bioactives. Parmi cette flore endémique, l’Institut Pasteur de Nouvelle-Calédonie, en collaboration avec l’université de la Nouvelle-Calédonie (UNC) et l’Institut de recherche pour le développement (IRD), a montré que l’extrait de feuille d’une plante Annonaceae locale, Xylopia pancheri, possède une activité antibactérienne importante contre le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM). La résistance aux antibiotiques reste en effet une problématique mondiale de santé publique, étant à l’origine de plus de 1,2 millions de décès en 2019. Parmi les bactéries impliquées, l’émergence de souches de SARM a conduit au retrait de molécules du domaine pharmaceutique si bien que la recherche de nouveaux antibiotiques efficaces se poursuit.

Photographie prise par Daniel et Irène Létocart de Xylopia pancheri, issue du site de l’association Endemia : https://endemia.nc/flore/fiche1682

Pour consulter l’article complet : « Antimicrobial activity of Xylopia pancheri Baill. Leaf extract against susceptible and resistant Staphylococcus aureus. » https://doi.org/10.1002/ptr.7714.

Les extraits de plante d’une Lamiaceae, Coleus forsteri, en photographie ci-dessus, possède des activités anti-inflammatoires.

Les populations néo-calédoniennes ont aussi recours à l’usage de nombreuses plantes traditionnelles notamment dans le cadre familial comme médecines complémentaires et alternatives. Parmi ces plantes traditionnelles, l’IPNC, en collaboration avec l’UNC, l’IRD et l’université MacQuarie à Sydney, a démontré que les extraits de plante d’une Lamiaceae, Coleus forsteri (anciennement Plectranthus forsteri), possèdent des activités anti-inflammatoires sur des macrophages humains en inhibant différents médiateurs inflammatoires : les cytokines et l’acide quinolinique. La caractérisation chimique des extraits de cette plante a montré la présence de molécules diterpènes pouvant expliquer ces effets biologiques. Cette plante, aussi appelée Hmitre ou Arnica kanak, est traditionnellement utilisée pour traiter les symptômes grippaux. La confirmation biologique de son activité anti-inflammatoire au niveau cellulaire pourrait aider à mieux comprendre le mode d’action de cette plante traditionnelle.

Pour consulter l’article complet : « Anti-inflammatory activities of Coleus forsteri (formerly Plectranthus forsteri) extracts on human macrophages and chemical characterization » https://doi.org/10.3389/fphar.2022.1081310

Photographie de cellules activées, confirmant l’activité anti-inflammatoire au niveau cellulaire.

 

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Projet MECAFLAVO : Compréhension des relations structures-activités dans les MECanismes Anti-inflammatoires d’analogues de FLAVOnoïdes – partenariat avec l’Université de la Nouvelle-Calédonie, la James Cook University et l’Université de Limoges (financement Fond Pacifique, 2021-2024)

Le traitement des maladies inflammatoires chroniques tels que la polyarthrite rhumatoïde ou les maladies inflammatoires de l’intestin (maladie de Crohn) nécessite l’utilisation de corticostéroïdes ou de molécules anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) présentant de nombreux effets secondaires parfois sévères. Les anticorps monoclonaux sont également employés avec un taux important de patients non répondant ou une perte d’efficacité à long terme. La recherche de nouvelles substances ou l’optimisation de produits naturels anti-inflammatoires restent donc au cœur des investigations pharmacologiques. La pinocembrine est un flavonoïde de la sous-classe des flavanones retrouvée dans de nombreuses plantes et possédant une activité anti-inflammatoire. L’hémi-synthèse de dérivés de la pinocembrine a permis d’améliorer l’activité anti-inflammatoire de cette molécule. La pinocembrine peut être convertie biosynthétiquement en pinobanksine par hydroxylation adjacente à la cétone. L’isolement des métabolites secondaires, souvent présents en faible quantité dans les organismes vivants, reste complexe et couteux. L’objectif de ce projet est donc de synthétiser et évaluer le potentiel anti-inflammatoire d’analogues de pinocembrine et de pinobanksine afin de comprendre le mécanisme d’action de cette famille de flavonoïdes et améliorer leur index thérapeutique. L’activation photochimique des réactions organiques sera utiliser comme solution alternative renouvelable aux réactions de synthèse classiques. L’évaluation de l’activité anti-inflammatoire des analogues synthétiques sera réalisée sur un modèle cellulaire activé par une endotoxine bactérienne simulant l’inflammation in vitro. Nous investiguerons l’effet des molécules sur la production d’oxyde nitrique inflammatoire par les cellules activées. Les résultats apporteront des informations sur l’influence des différents motifs moléculaires sur les activités biologiques.  Les premiers résultats de cette étude ont été publiés dans Molecules en mars 2022.

PUBLICATIONS

Cynthia Sinyeue, Mariko Matsui, Michael Oelgemöller, Frédérique Bregier, Vincent Chaleix, Vincent Sol, Nicolas Lebouvier, 2022, Synthesis and Investigation of Flavanone Derivatives as Potential New Anti-Inflammatory Agents, Molecules, 9;27(6):1781, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8953636/

Les résultats du projet MECAFLAVO ont été présentés en séminaire le 29/04/2022 à l’Université de la Nouvelle-Calédonie : https://unc.nc/comprehension-des-relations-structures-activites-dans-les-mecanismes-anti-inflammatoires-danalogues-de-flavonoides-mecaflavo-presentation-du-volet-biologie/

Séminaire – Compréhension des relations structures-activités dans les MECanismes Anti-inflammatoires d’analogues de FLAVOnoïdes (MECAFLAVO ) : présentation du volet biologie
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Une communication sur les molécules anti-inflammatoires dérivées de substances naturelles au 7ème International Electronic Conference on Medicinal Chemistry

Les flavonoïdes sont une classe de composés naturels possédant diverses structures phénoliques et largement distribués dans le règne végétal. Il en existe plus de 5000 structures identifiées dont le motif moléculaire principal consiste en 2 noyaux benzéniques séparés par un noyau pyrane oxygéné. La pinocembrine est un flavonoïde de la sous-classe des flavanones retrouvée dans de nombreuses plantes et possédant des activités anti-inflammatoires. L’objectif de cette étude menée par l’Université de la Nouvelle-Calédonie en partenariat à l’IPNC est de synthétiser et évaluer le potentiel anti-inflammatoire d’analogues de la pinocembrine afin de comprendre leur mécanisme d’action et leur relation structure-fonction, et ainsi améliorer l’index thérapeutique de cette famille de flavonoïdes.

Anti-inflammatory effects of flavonoids derivatives: Investigation of their structure activity relationship

https://sciforum.net/paper/view/11345