plantes usages "des plantes"

De la plante au médicament
recherche
de nouvelles molécules thérapeutiques dans
le traitement du diabète.
I- De la phytothérapie à la phyto-pharmacologie
moléculaire.
L’usage des plantes médicinales remonte au environ de
5000 ans avant JC.
La médecine par les plantes est riche d’enseignements
grâce aux observations accumulées siècle après siècle.
Le corpus hippocratum œuvre d'Hippocrate (env. 280 av J-C),
De Materia Medica de Dioscoride datant du 1er siècle,
Au moyen-âge les monastères cultivent les simples
(herbularius) et fabriquent des drogues végétales.
Drogues = les poisons et les remèdes
Quelques simples
« antidiabétiques » d’antan:
La renouée des oiseaux
( Polygonum aviculare, Polygonacées )
ou
« herbe des saints-innocents »
Abbaye de Reichenau
La plante entière ou parfois la racine
(totum)
Polygonum aviculare
Famille des Polygonacées
Allium cepa
Famille des alliacées
Allium sativum (ail)
Famille des alliacées
Vaccinium myrtillus (myrtille)
Vaccinium myrtilloides (bleuet)
Vaccinium angustifolium
Famille des éricacées
Arctium majus (bardane ou Bouillon noir)
Arctium lappa L.(grande bardane)
Famille des composés
Plusieurs centaines de plantes répertoriées
comme antidiabétiques…
L’usage des plantes médicinales aujourd’hui
25% des médicaments modernes sont préparés à base de
plantes qui au départ étaient utilisées traditionnellement.
La médecine traditionnelle reste très répandue dans toutes
les régions du monde en développement.
En Afrique, jusqu’à 80% de la population
a recours à la médecine traditionnelle.
En chine, les préparations traditionnelles
à base de plantes représentent entre 30
et 50% de la consommation de
médicaments.
Dans les pays en développement, les herbes
médicinales servent souvent aux soins de premier
recours pour le plus grand nombre. (Photo CRDI :
Daniel Buckles)
25% du marché USA des produits pharmaceutiques repose
sur des principes actifs végétaux.
75% de la population mondiale se soigne avec des plantes.
Le marché mondial des plantes médicinales, en pleine
expansion, représente actuellement plus de 60 milliards de
$ par an.
La chimie : De la plante au principe actif
Dès le 19ème siècle, l’avancée scientifique permet le
fractionnement du totum et d’isoler le principe actif.
L’aspirine
A partir du saule blanc (Salix alba L.)
Préparation « antidouleur »
et de la reine des prés (Spiraea ulmaria).
(synthèse de 10 000 tonnes/an)
En 1887, F. Hoffmann (chimiste chez Bayer) trouve une voie de
synthèse afin d’obtenir l’acide acétyle salicylique presque pur.
Il n’est pas toujours aisée de produire ces médicaments par
chimie de synthèse.
- If du pacifique
(Taxus brevifolia)
= Le taxol
L'hémisynthèse du Taxol
A partir de la 10-désacétylbaccatine, extraite des écorces
de l'If européen (Taxus baccata) par l'équipe de Pierre
Potier (Institut des substances naturelles),
Obtention d’une substance plus active que le Taxol : le
Taxotère ou Docétaxel.
- pervenche de Madagascar
(Catharanthus roseus)
Production d’anticancéreux
= La vinblastine et la vincristine
La partie aérienne de la pervenche renferme 0,2% à 1%
d'alcaloïdes et le taux de vincristine, le plus rare des deux
alcaloïdes, est seulement de 0,0003% soit 3g pour 1 tonne
de matière sèche!!
L’ethnopharmacologie pour la recherche de
nouveaux médicaments :
Le vrai du faux ?
« Le Saule et la Reine des Prés, poussent dans des lieux
humides : ils seront donc bons pour les rhumatismes ».
Des expérimentations plus rationnelles ont confirmé la
véracité de nombreux usages traditionnels de plantes
médicinales.
Sur 295 plantes répertoriées « antidiabétiques » 238 sont
actives (81%) (Jachak, CRIPS, vol. 3, 2002)
Souvent une démarche opportuniste qui consiste à étudier
l’usage des plantes chez des populations « primitives » qui
ne sont pas encore entrées dans l’air moderne…
On consulte les sorciers ou guérisseurs…
Cependant une telle démarche a ses défauts :
- Le ressenti négatif de « pillage » des
connaissances d’une ethnie,
- L’approvisionnement de la matière
première. La culture de la plante n’est pas
toujours possible, risque d’appauvrissement
de la ressource et perte de la biodiversité.
L’approche médicament aujourd’hui = les
approches massives.
Récepteur - Ligand
Cible - Médicament
La cible moléculaire = test in vitro
Recherche de nouveaux ligands au sein
de larges collections de molécules.
Automatisation et robotisation
possible.
Diversité de molécules :
1- chimiothèques = larges collections de molécules issues
de la chimie de synthèse et de la chimie combinatoire.
2- extractothèques = larges banques de fractions issues de
plantes (approche initiée par le professeur P. Potier).
Les substances naturelles végétales :
Dictionary of Natural Products (2001) avance
le chiffre >160 000 composés naturels.
10 000 nouvelles molécules chaque année sont isolées.
Soit nous partons d’une pathologie
3 approches possibles
1- L’approche opportuniste
1 modèle plante choisi sur des critères ethno-botaniques et etnopharmacologiques puissants…
Extraction par étape; d’un extrait brut à partir de la plante (totum) jusqu’à
la molécule pure. Chaque extrait est testé avant de réaliser un nouveau
sous-fractionnement… Les tests pertinents sont réalisés sur des modèles
animaux (in vivo).
L’avantage de cette démarche est que le test in vivo est le plus
potentialisant des tests.
On peut plus aisément envisager un test clinique.
2- L’approche raisonnée
Lorsque nous souhaitons engager une démarche systématique en testant
de nombreuses molécules (chimiothèque), il faut disposer de cibles
moléculaires…sur une pathologie particulière aussi ( par exemple certains
cancers)
Mais si pour la pathologie (pathologie du diabète de type 2 par exemple)
nous ne disposons que de peu de cibles… alors la chimiothèque n’est pas
idéale…
Il faut donc une démarche intermédiaire
Une collection de plantes choisie sur des critères ethnobotaniques
Une collection de fractions (extractothèque) raisonnable (100 plantes par
exemple)… avec 100 extraits par plante (10000 extraits).
Sur des modèles cellulaires ou des tissus ou des organes (ex-vivo)
3- L’approche massive
Si et seulement si, nous disposons de nombreuses cibles moléculaires.
Soit nous partons d’une chimiothèque
L’intérêt d’une telle banque de molécules est de cribler pour de
nombreuses pathologies et sur des cibles moléculaires uniquement.
II- La démarche raisonnée en action : Recherche de
nouvelles molécules antidiabétiques d’origine végétale
1980: laboratoire de pharmacologie du diabète de type 2 (UM1) et le
laboratoire des substances naturelles végétales (UM2).
Environmental Factors
Obesity
INSULIN RESISTANCE
GLUCOTOXICITY
HYPERGLYCEMIA
DEFICIENT INSULIN SECRETION
Genetic
component
Les médicaments:
Les insulino-stimulants: les sulfamides hypoglycémiants.
Leur action est indépendant du niveau de la glycémie. Un
traitement par les sulfamides peut entraîner une
hypoglycémie.
Tolbutamide
Glucose
cellule β pancréatique
Glut
Insuline
?
+
En absence de glucose, une conductance K+
diminue l’excitabilité membranaire
Glut
Insuline
cellule β pancréatique
K+ channel
K+
Em ~ EK = -80
mV
K+
Un apport de glucose diminue cette conductance K+
Glucose
cellule β pancréatique
Glut
Glut
Insuline
canaux K+
+
↑
+
Ca2+
canal
Ca2+
|Ca2+|
+
Ca2+
+
Vm↑
Canaux Ca2+ voltage-dépendants
Les insulino-sensibilisateurs: les biguanides (la
metformine) restaurent l’efficacité de l’insuline sur ses tissus
cibles.
Les inhibiteurs des α-glucosidases: ils retardent l’absorption
intestinale des glucides.
SULFONYLUREAS/GLINIDES
Pancreas
METFORMIN
Insulin
Liver
Glucagon
Intestine
+
Glucose production
Glucose
absorption
ALPHA-GLUCOSIDASE
INHIBITORS
Plasma
glucose
Glucose utilization
Insulin sensitive
tissues
Plasma
insulin
+
METFORMIN
THIAZOLIDINEDION
ES
Le médicament idéal:
Un produit de remplacement en cas d’échec primaire ou
secondaire aux sulfamides hypoglycémiants,
au mode d’action nouveau et complémentaire aux autres
médicaments
qui serait capable de stimuler la cellule β pancréatique, de
sensibiliser les tissus périphériques à l’insuline, sans causer
d’hypoglycémie.
Momordica charantia
famille des cucurbitacées
Des modèles de plantes médicinales antidiabétiques
1992: Isolement d’une molécule originale : La
4-hydroxyisoleucine à partir des graines de fenugrec.
Le fenugrec (Trigonella foenum greacum L.)
De la famille des légumineuses
Du genre Trigonella
Originaire des Indes et du MoyenOrient
Cette plante se retrouve dans de
nombreuses pharmacopées :
laxative,
antiseptique,
carminative,
augmente la lactation, et …
antidiabétique.
source de diosgénine utilisée dans
l’hémisynthèse d’hormones stéroïdiques
Broyage
Extraction à l’hexane
En présence de trifluorotrichloroethane
Extrait lipidique
Extraction ethanolique (70%)
Extrait
«tégument et albumen »
Extrait
«cotylédons et embryon »
fibres 79,4%
protéines 52,8%
acides aminés 18,8%
Saponines 7%
Tests in vivo chez des chiens et des rats normaux ou
rendus diabétiques insulino-dépendants chimiquement.
Extrait lipidique
Pas d’effet
Extrait « tégument et
albumen »
Antihyperglycémique
Antidiabétique
Hypolipidémiant
Extrait « cotylédons et
embryon »
Hypolipidémiant
Insulino-stimulant
A partir de l’extrait « cotylédons et embryon », préparation d’un extrait
« saponines stéroïdiques, flavonoïdes et acides aminés libres » qui
augmente le taux d’insuline plasmatique des animaux non à jeun.
Purification des sous-extraits «saponines stéroïdiques et trigonelline»
et «acides aminés libres»
Tests in vitro sur pancréas isolés perfusés de rats normaux
« saponines stéroïdiques et
flavonoïdes »
Pas d’effet
« acides aminés libres »
Effet insulino-stimulant
C’est également un insulino-sensibilisateur des tissus extrapancréatiques : musculaire et hépatique.
Les résultats in vitro sont confirmés in vivo chez l’animal normal et
diabétique.
Cette fraction contient un acide aminé particulier: la 4hydroxyisoleucine.
4-hydroxyisoleucine
CH3
H2N
CH3
R
S
HOOC
S
OH
An original amino acid with dual
antidiabetic action
Glucose-dependent
insulin amplifying
effect on pancreas
Insulin-sensitizing
action on hormonesensitive tissues
Purification of 4-hydroxyisoleucine from Fenugreek
Defatted with hexane
Fenugreek seeds
Extraction with ethanol
250,00
15,489
200,00
mV
150,00
100,00
19,213
50,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00
Minutes
500,00
450,00
CH3
400,00
H2N
15,492
350,00
300,00
R
mV
250,00
200,00
S
150,00
Ion exchange chromatography
CH3
S
19,484
100,00
50,00
0,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00
Minutes
HOOC
OH
Elution of amino acids and basic compounds
Adsorption chromatography
on silica gel
Improvement of glucose tolerance in
dogs after a single oral dose
77
66
*
*
Controls
33
22
4-OH-ILE
200 µM
11
00
33
8,3
8,3
GLUCOSE
GLUCOSE (mM)
(mM)
OGTT
2,5
PLACEBO
+ 4-O H-Ile 18 m g/kg
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-30
55
44
16,7
16,7
GLYCEMIA (mg/dL)
INSULIN RELEASE
(pmol/8 islets)
Glucose-dependent insulin response in
isolated human islets
INSULINEMIA (mg/dL)
3,0
0
30
60
90
120 150 180
0
30
60
90 120 150 180
200
175
150
125
100
75
50
-30
TIME (min)
Glucose-dependent insulin stimulating effect
in isolated pancreas
4-OH ILE 200 µM
80
70
60
50
G 10.0 mM
40
30
20
10
G 8.3 mM
0
G 6.6 mM
G 5.0 mM
-10
30
45
TIME (min)
60
75
INCREMENTS (ng/min)
INSULIN SECRETION (ng/min)
90
50
40
30
20
10
0
4
6
8 10 12
GLUCOSE (mM)
Le programme technologique « BIORESSOURCE ET
BIOMOLECULES »
Utilisation des plantes médicinales de la région
Languedoc-Roussillon pour la recherche de nouveaux
antidiabétiques.
Démarche ethno-pharmacologique afin de :
1- Créer une petite collection de plantes :
Des plantes « antidiabétiques »,
Des plantes méditerranéennes, de notre région
2- Disposer d’une ressource biologique ciblée, contrôlée et
préservée.
Plantes
Collection de plantes
Chimie extractive
Collection de biomolécules
Criblages
Molécules antidiabétiques
Collection de plantes
Plantes méditerranéennes
antidiabétiques
Plantes « exotiques »
Collaborations avec le jardin
Botaniques de Roquebrun
Et le Conseil Général de
l’Hérault
Collaborations avec des
Pays d’Afrique
Algérie
Congo Kinshasa
Construction de la collection de plantes
Connues pour un effet antidiabétique
193 espèces méditerranéennes ont été
répertoriées
82 espèces collectées selon un cahier de
charge rigoureux (procédure certifiée)
Ramassage réalisé par le jardin
méditerranéen De Roquebrun
- Identités (Photos des plantes)
- Lieux de ramassage (marquage GPS)
- Temps (conditions climatiques, cycle de
la plante (marqueurs moléculaires et
physiologiques)
Collection de plantes
Fractionnement des plantes
Plantes méditerranéennes
antidiabétiques
Plantes « exotiques »
Collaborations avec le jardin
Botaniques de Roquebrun
Et le Conseil Général de
l’Hérault
Collaborations avec des
Pays d’Afrique
Algérie
Congo Kinshasa
Mise en place de la procédure de fractionnement
Et des tests de contrôle
Le fractionnement des plantes
Fine poudre
In 50 mM Tris HCl pH8,
150 mM NaCl,
2 mM EDTA
Peptide fraction
EP
Solide
EtOH/H2O
(7:3)
Solide
Extraction
CH2Cl2
Chromatographie
Sur colonne
LH20
EOH
Ultrafiltration
CH2Cl2
(EDCl)
Extraction à l’hexane
Solide
E1-2-3- …
EtOH/H2O
U1-2-3- …
Le fractionnement des plantes
Peptide fraction
EP
EtOH/H2O
EOH
CH2Cl2
(EDCl)
Fract EFract +
E+
Carte d’identité : système code barre
Chromatographie CCM permettant de
révéler différentes espèces moléculaires
Collection de plantes
Fractionnement des plantes
Plantes méditerranéennes
antidiabétiques
Plantes « exotiques »
Collaborations avec le jardin
Botaniques de Roquebrun
Et le Conseil Général de
l’Hérault
Collaborations avec des
Pays d’Afrique
Algérie
Congo Kinshasa
Mise en place de la procédure de fractionnement
Et des tests de contrôle
Tests fonctionnels sur cellules
Et systèmes de quantification de la réponse
Criblage
Collection de plantes
Fractionnement des plantes
Criblage
Plantes méditerranéennes
antidiabétiques
Plantes « exotiques »
Collaborations avec le jardin
Botaniques de Roquebrun
Et le Conseil Général de
l’Hérault
Collaborations avec des
Pays d’Afrique
Algérie
Congo Kinshasa
Mise en place de la procédure de fractionnement
Et des tests de contrôle
Tests fonctionnels sur cellules
EtLa
systèmes
de quantification
delignée
la réponse
lignée INS
1E
La
L6
sécrétrice d’insuline,
(myocytes)
glucose
dépendante
évaluation
de la
Collaborations
Sur nos
fractions
stimulation de la
captation
dede
glucose
Apports
fractions
sécrétion d’insuline
pures
par les cellules β
Vue globale du programme
Collection de plantes
« antidiabétiques » de
notre région
Criblage sur tests
fonctionnels
Phytochimie
Collection de
fractions
Test de sécrétion d’insuline
sur cellules β en culture
Insulino-stimulant
Captation du glucose
sur myocytes en culture
Insulino-sensibilisateur
Investigation sur les effets potentiels insulinotropes
de deux molécules pures : Sat 1 et Sat 2
Collaboration avec le laboratoire de Botanique, (LBPM, UMR 5175)
Professeur Claude ANDARY
400
350
300
+ glucose
250
+ SAT1 10 ug/mL
200
+ SAT1 50ug/mL
150
+ Tolbu 200 uM
100
50
0
0 mM
3 mM
5 mM
11 mM
% de lta F ins uline s é c ré té e / de lta F
ins uline e ndogè ne (té m oin 0 m M gluc os e =
100% )
% delta F insulin e sécrétée/ delta F
in su lin e end og ène (tém oin 0m M
g lu co se = 100% )
Tests réalisés sur la lignée INS 1E, sécrétrice d’insuline, glucose
dépendant
400
350
300
+ glucose
250
+ SAT2 10ug/mL
200
+ SAT2 50ug/mL
150
+ Tolbu 200uM
100
50
0
0 mM
3 mM
5 mM
11 mM
L’effet insulinotropique de Sat 2 a été confirmé in vivo
chez le rat normal
La famille des dérivés cafeiques
L’acide chicorique
-acide caféique
HO
HO
CH
CH
COOH
-acide chlorogénique ( acide 5-caféoylquinique)
HO
CO2H
O
HO
O
OH
OH
OH
-acide chicorique (acide dicaféoyltartrique)
HO
COOH
HO
CH
CH CO
OH
O C H
H C O CO CH
COOH
CH
OH
L’acide chlorogénique est connu comme insulinosensibiliseur
= inhibiteur de la glucose-6-phosphatase
essentiellement hépatique (Hemmerle et al. (1997) J.
Med Chem, 17;40(2): 137-45)
Van Dijk et al. ont montré que cette substance et ses
dérivés de synthèse diminuent la néoglucogénèse et le
ratio glucose/glucose-6-phosphate cellulaire.
Aucune substance naturelle ou chimique connue pour inhiber la
glucose-6-phosphatase hépatique n’est rapportée dans la
littérature comme insulino-stimulant de la cellule β.
Récemment, il a été montré que l’acide caféique a une
activité insulino-stimulante.
insuline sécrétée / contenu en insuline
en % du témoin sans glucose
Démonstration de l’effet direct insulino-stimulant
de l’acide chicorique (SAT2) sur la cellule β isolée
de type INS1E.
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
3 mM
5 mM
3 mM
+
SAT2
24,5 µM
3 mM
+
SAT2
122 µM
concentration en glucose du milieu
3mM
+
Tolbutamide
200 µM
Effet insulino-stimulant de l’acide chicorique
(SAT2) sur des îlots de Langerhans isolés de rat
incubés.
sécrétion d'insuline en ng/ 3 îlots
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
8,3 mM
16,7 mM
8,3 mM
+
SAT2
10 µg/mL
8,3 mM
+
SAT2
50 µg/mL
Concentration en glucose
Les îlots de Langerhans de pancréas de rat sont isolés par digestion du
pancréas à l’aide de la collagénase selon une méthode adaptée de celle
de Lacy et coll. (14). Dans chaque tube (essai), trois îlots sont incubés
pendant 1 heure dans un milieu Krebs-Ringer avec ou sans SAT2.
Effet de l’injection intrapéritonéale (IP) d’acide
chicorique (SAT2) sur une épreuve
d’hyperglycémie provoquée (1g/kg IP) chez le rat
normal éveillé.
200
180
rats non traités
160
rats traités
140
100
B
80
T0
min
10
min
20
min
30
min
60
min
90
min
Te mps
(30 premières minutes après injection)
120
ASC en ng d'insuline/mL
sécrétion d'insuline en % du
témoin T0
A
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
A- Cinétiques de l’insulinémie après
0,00
Rats
l’injection.
non traités
B- Aires sous la courbe (ASC) de
l’insulinémie lors des 30 premières
minutes après l’injection.
Chaque cinétique représente une moyenne de 8 animaux.
Rats
traités
Cette augmentation de sécrétion d’insuline n’est
cependant pas suivi d’effet au niveau de la glycémie.
Nous pensons que la variation significative de
l’insulinémie est trop faible pour un effet sur la
glycémie.
Le traitement des rats par 3 mg/Kg d’acide chicorique
est trop faible?
Un traitement à 30mg/kg a été réalisé…Insulinémie ?
Problème au dosage
Glycémie = un effet antihyperglycémiant possible…
0,8
0,7
0,6
0,5
traités
0,4
Non traités
0,3
0,2
0,1
0
0
10
20
30
60
90
120
∆ de glycémies IPGTT rats normaux, acide chicorique à 30 mg/Kg
Pancreatic β
Cell
Glucose
Insulin
GLP-1
Glucose
IRS
cAMP
Glycolysis
Pyruvate
PKA
PI3-K
Insulin
Leucine
+
Potentiation
pathways
[Ca2+]c
TCA
cycle
Ca2+
Mitochondria
∆ψc
∆ψm
red. equ.
e- transport chain
+
K+
ATP
–
–
ATP/ADP
Sulfonylureas
**
60
40
20
0
4-OH-Ile
GLUCOSE
-
+
2.8 mM
-
+
8.3 mM
-
+
16.7 mM
1250
1000
75
INSULIN SECRETION (ng/mg prot)
Glucose utilization
(pmoles H2O/islet/90 min)
80
GLUTAMATE CONTENT (nmoles/mg prot)
100
100
***
50
25
750
***
500
250
0
0
G 1mMG1 +
ID0101
G 5mMG5 +
ID0101
G G15 +
15mMID0101
G 1mMG1 +
ID0101
G 5mMG5 +
ID0101
G G15 +
15mMID0101
200 Before treatment
After treatment
GLYCEMIA (mg/dl)
*
150
100
50
3
INSULINEMIA (ng/ml)
Antidiabetic effect in rats
(chemically-induced diabetes),
after repeated administration
(50 mg/kg IP, daily, 6 days)
N
D
DT
Before treatment
N
D
DT
After treatment
2
*
1
0
N
D
DT
N
D
DT
Insulin-sensitizing effect in insulin-resistant rats (high sucrose diet)
during a euglycemic hyperinsulinemic clamp
Activation of the insulin receptor signaling pathway
Insulin
Receptor
Shc
IRS-1
Ras
PI3K
PI3'kinase activity (arbitrary unit)
MUSCLE
Insulin
Metabolic
Effects
MAPK
p90 S6K
GLUT4
Translocation
Protein
Synthesis
Glycogen
Synthesis
*
*
5
0
C
PI3'kinase activity (arbitrary unit)
MAPKK
*
10
Raf
PKB
A
15
INS
ID1101
INS+ID1101
15
B
LIVER
*
10
*
*
5
0
C
INS
ID1101
INS+ID1101
TITRE :
RECHERCHE SUR LES
PLANTES UTILISÉES POUR
LE TRAITEMENT DU
DIABÈTE SUCRÉ EN
MÉDECINE
TRADITIONNELLE
CONGOLAISE
Par J.L. MOSWA
INTRODUCTION
Maladie chronique, coûteuse,
débilitante, Diabète, problème de
santé publique dans tous les pays.
Sa prévalence à travers le monde en
croissance selon l’O.M.S., elle
connaîtra une augmentation de 122 %
d’ici l’an 2025, passant de 135 à 300
millions d’habitant.
Caractérisé par une hyperglycémie
chronique, le rétablissement d’une
glycémie normale est l’objectif de tout
traitement antidiabétique dont les
quatre pierres angulaires sont le
régime alimentaire, l’exercice
physique, la médication et l’éducation.
1920 : Introduction en thérapeutique de
l’insuline, hormone naturelle de
régulation du métabolisme du glucose
sécrétée par le pancréas
Vers les années 1950 : Sulfonylurées
et les biguanides, médicaments
antidiabétiques considérés comme
artificiels,
On estime que 75 % des diabétiques sont
soignés sans recourir à l’insuline
De ces diabétiques non insulinoinsulinodépendants, seuls 3030-50 % voient leur
glycémie normalisée par le régime
alimentaire seul .
50 % autres recourent nécessairement
-
-
-
Sulfonylurées et la metformine: bons
résultats dans le traitement oral du
diabète non insulinoinsulino-dépendant.
Mais importantes limitations :
Aucun n’est capable de ramener la
glycémie dans les limites normales
De réinstaller l’homéostase
glucidique.
Ils s’accompagnent souvent d’effets
secondaires
Par ailleurs, le coût de ces produits
dans les pays en développement,
lorsqu’on les trouve, sont souvent
hors de portée financière de la
majorité de la population.
D’où : nécessité de rechercher des
nouvelles approches pour le
contrôlede la glycémie.
Les plantes utilisées en médecines
traditionnelles : source de nouveaux
composés antidiabétiques actifs par
voie orale.
Plus de 700 traitements à base des
plantes décrits dans la littérature et pour
un certain nombre de ces traitements,
propriétés antihyperglycémiantes
confirmées par l’expérimentation
scientifique.
Ainsi, diverses molécules à activité
antidiabétique ont été identifiéés. Elles
comprennent des groupes chimiques aussi
variés que les alcaloïdes, les glycosides,
les polysaccharides, les flavonoides, les
hypoglycines, les tanins
D’autre part, l’Organisation Mondiale de la
Santé (O.M.S.) , à travers son comité
d’expert sur le diabètes sucré,
recommande que les méthodes
traditionnelles pour le traitement du
D’où ce projet portant sur la recherche sur les
plantes utilisées en médecine traditionnelle
congolaise pour soigner le diabète sucré.
OBJECTIFS
Découvrir, à partir des plantes utilisées en
médecine traditionnelle congolaise, des
nouvelles molécules ou extraits qui soient
efficaces, par voie orale contre le diabète
sucré, peu coûteux, facilement
disponibles.
Aider à faire un choix judicieux des
plantes et valoriser la médecine
traditionnelle congolaise par des études
scientifiques
Le diabète affectant les populations de
tous les pays du monde, de telles
découvertes profiteraient également à
l’humanité toute entière.
APPROCHE METHODOLOGIQUE
Cinq étapes ont été prévues :
La première étape : inventaire
auprès des guérisseurs traditionnels
des plantes utilisées pour soigner le
diabète sucré.
Deuxième étape : identification
botanique, à l’herbarium de l’Institut
National d’Études et de Recherches
Agronomiques (INERA), des plantes
entrant dans la composition de ces
recettes.
-
La troisième étape : évaluation de
l’activité biologique.
Celle – ci est réalisée par des tests
pharmacologiques visant à :
-Rechercher l’activité
antihyperglycémiante
de ces plantes ( tests in vitro et
in vivo)
-Déterminer le mécanisme
-
-
-
Le modèle des souris diabétiques db/db et
le modèle des souris hyperglycémiques à
la STZ ainsi qu’après surcharge en glucose
sont utilisés.
Les taux plasmatiques de glucose sont
déterminés par la méthode de glucose
oxydase et l’insuline sera déterminée par
dosage radio immunologique ou par
HTRF.
Des expérimentations chez le rat normal
ou diabétique sont envisagées ainsi que
des études in vitro sur des cellules B
pancréatiques et sur des myocytes en
culture.
Quatrième étape : screennig
chimique pour les plantes ayant
manifesté une activité
antihyperglycémiante en vue de
l’isolement et de l’identification des
principes ou extraits actifs.
A cet effet : fractionnement guidé
par l’activité biologique pour localiser
les fractions bioactives sur lesquelles
seront appliquées les différentes
techniques chromatographiques, les
spectroscopies UVUV-VIS, IR, RMN et la
spectrométrie de masse en vue
d’identifier et d’isoler les principes
actifs.
La cinquième et dernière étape :
Après des essais pharmacologiques
positifs, des essais toxicologiques
seront envisagés en vue de
l’obtention éventuelle de
médicaments traditionnels améliorés.
RESULTATS DEJA OBTENUS
Les résultats déjà obtenus dans le
cadre de cette étude sont les
suivants :
Nous avons dressé une liste de 90
plantes utilisées comme
antidiabétiques par les tradipraticiens
congolais à partir de l’enquête que
nous avons menée.
Nous avons évalué l’activité
biologique de 13 de ces plantes et 9
soit 69 % ont présenté une activité
antihyperglycémiante et 1 principe
actif a été obtenu, à l’état pur, d’une
de ces plantes.(J. Nat. Prod. 1999,
62(2),345 Pub.en coll)
Partie Expérimentale
MATERIEL VEGETAL ET OBTENTION DES
EXTRAITS
Matériel végétal constitué des feuilles pour
Cajanus cajan , Ocimum
gratissimum,Psidium guajavum, Laportea
aestuans, Paropsia brazzeana et
Voacanga africana; des racines pour
Maprounea africana et Crossopteryx
febrifuga; des ecorces du tronc pour
Musanga cecropioides
Identification botanique à l’herbarium de
l’INERA, Fac. Des sciences, UNIKIN
Séchage à l’air libre, puis réduction en
poudre fine.
Préparation du décocté, puis filtration
Préparation des extraits aqueux et
acétoniques
Lyophilisation et obtention des
extraits secs
a) Hyperglycémie induite par
surcharge en glucose
-
-
-
-
Répartition des animaux en deux lots de
6 souris chacun : lot témoin et lot essai
Détermination de la glycémie à jeun (de
16 à 18 heures) des souris de deux lots
Administration par voie orale au moyen
d’une canule oesophagique de l’extrait
des plantes aux souris des lots essais
Administration du véhicule chez les
souris des lots témoins.
TESTS BIOLOGIQUES TESTS
D’ORIENTATION
Des souris Balb – C mâles, âgées
d’environ 1 mois et demi, souris
obtenues de l’animalerie de l’Institut
National de Recherche Bio – Médical
(INRB) de Kinshasa (RDC)
Ainsi que des souris diabétiques
db/db ont servi comme animaux
d’expérience.
b) Détermination des glycémies
Surcharge en glucose une heure après
- Les glycémies ont été déterminées aux
temps 0, 30, 60 et 90 min.
- La méthode enzymatique au glucose
oxydase utilisant les lecteurs de glycémie a
servi pour le dosage du glucose.
- Le pourcentage de variation des glycémies
a été déterminé par application de la
formule GxGx-Go/Go* 100 dans laquelle Go
est la glycémie aux temps 0 et GX les
glycémies aux différents temps.
-
c) Hyperglycémie induite par
l’action de la streptozotocine (STZ)
Inductiion de l’hyperglycémie par
injection intrapéritonéale de la
streptozotocine en solution dans du
NaCl à 0,9 % et à la dose de 65 mg
/Kg de poids corporel.
On attendait 48 heures avant de
mener l’expérience afin de permettre
le développement du diabète .
Dans ces conditions, les glycémies
obtenues étaient supérieures à 400
mg/dl
Mot de la fin
Collaboration
Partenariat ( Chargé des Relations Internationales,UNIKIN)
Equipe de Kinshasa :
)
Votre Equipe :
♦ Ressources végétales ( RD Congo : 3 /4 de la forêt
africaine, flore +++)
♦ Compétences
- Identification botanique
- Préparation des extraits
- Tests in vivo ( avec possibilité d’affiner
Technologie lourde:
♦ Purification et isolement principes
♦ Tests in vitro sur les lignées cellulaires, ilôts de
L . et pancréas
Ciblage et mécanisme d’action
Actions à mener ensemble :
♦ Échanges d’information, de documentations, de
chercheurs
♦ Recherche de financement
EXTRAITS--MOLECULES des Végétaux
EXTRAITS
INS-1-E et Myocytes
INSsouris)
Ilôts de langerhans (rat )
vitro
Pancréas isolé (rat)
et Myocytes
In vivo (rat, souris)
Langerhans (rat)
In vivo (rat,
In
INS-1-E
INSIlôts de
Pancréas
isolé (rat)
Moswa J.L.
Kapanda N.
Mayangi M.
Bunga M.
Nkubu C.
Musuyu M.
Clinicien
Bieleli E.
Plantes
Habari
(INERA)
Guérisseurs
Trad.
Animalerie
(INRB)
Karemerhe
Mulumba
Composition de l’Équipe de Recherche
UNIVERSITE DE KINSHASA
FACULTE DE PHARMACIE
LABORATOIRE DE RECHERCHE
DE SUBSTANCES ANTIDIABETIQUES
B .P. 212
KINSHASA XI
REP . DEM . DU CONGO
TESTS BIOLOGIQUES
QUANTITATIFS
-
-
Des souris diabétiques db/db mâles,
âgées de 7 à 9 semaines ont servi
comme animaux d’expérience.
Les souris db/db : souris diabétiques
par modification génétique
(Glycémies de l’ordre de 300 à 600
mg/dl)
-
-
-
Le matériel végétal est constitué des
racines de Maprounea africana
(EUPFORBIACEAE) récoltées dans la
périphérie de la ville de Kinshasa,
République Démocratique du Congo;
L’identification botanique a été réalisée à
l’Herbarium de l’Institut National d’Étude
et Recherche Agronomique (INERA),
Faculté des Sciences Agronomiques,
Université de Kinshasa;
Le séchage s’est fait au soleil puis
réduction de la drogue en poudre fine.
TESTS BIOLOGIQUES
PRÉLIMINAIRES
Les tests biologiques préliminaires ont été
réalisés sur des extraits organiques et sur
des extraits aqueux tels que préparés par
les tradipraticiens
Les souris diabétiques db/db, souris rendus
diabétiques par modification génétiques ont
été utilisées comme animaux de laboratoire
Seules les souris dont les glycémies étaient
comprises entre 350 et 600 mg/dl étaient
retenues pour l’étude.
Les souris étaient reparties en en 3 lots de
8 souris chacun de telle sorte que la
glycémie moyenne était équivalente dans
chaque lot (cage)
Les souris recevaient par voie orale par
gavage , une fois par jour, pendant 2
jours, le véhicule, l’extrait ou la metformin
(témoin)
L’extrait était administré à la dose de
1g/Kg de poids et la metformin à la dose
de 250 mg/Kg de poids corporel
Le prélèvement de sang à partir de la
veine de la queue se faisait 3 heures et 27
heures après l’administration du véhicule,
de l’extrait et de metformin
Le glucose sanguin était déterminé par la
méthode de glucose oxydase avec lecture
au spectrophotomètre
Les poids individuels des souris et la prise
moyenne de nourriture par cage étaient
calculés à 0 et 24 heures après
l’administration
EXTRACTION ET
IDENTIFICATION
Obtention d’un macéré hydroalcoolique
Extractions successives guidées par
l’activité biologiques
Purification sur colonne puis par
chromatographie liquide à haute
performance
Caractérisation et iden tification par
spectroscopie UV, IR, RMN et spectre de
masse
MAPROUNEACINE
ÉVALUATION DE L’ACTIVITÉ
BIOLOGIQUE
L’activité antihyperglycémiante de
Maprouneacine a été évaluée selon le modèle
des souris diabétiques db/db tel que décrit
précédemment
3 lots de souris recevant chacune le véhicule,
la metformin ou la maprouneacine étaient
utilisées
La maprouneacine était administrée à la dose
unique de 0,5 mg/Kg et la metformin
(témoin) à la dose unique de 250 mg/Kg de
poids corporel
Le prélèvement de sang et le dosage de la
glycémie se faisaient 3 heures et 27 heures
après administration
La détermination de poids individuels des
souris et de la moyenne de la prise de
RÉSULTATS ET DISCUSSION
La Maprouneacine se présente sous forme d’un
verre instable et incolore
Le spectre UV dans le mélange MeCN:H20 (6:4)
présente au maximum d’absorption à 235 nm
Le spectre IR présente des bandes d’absorption
respectivement à max: 2960, 1731, 1094 cm-1
Les spectres RMN sont donnés dans le tableau 1
Le spectre de masse donne un ion moléculaire à
m/z à 767
Le tableau 2 donne les modifications de
glycémies, de poids corporel et de prise de
nourriture observées entre les souris des
différents
CONCLUSION
-
-
Les tradipraticiens préparent le décocté de
Maprounea africana en faisant bouillir
pendant 30 minutes les racines.
Il est à noter que l’extrait CH2Cl2 du
décocté tel que préparé par les
tradipraticiens a permis, après analyse, de
mettre en évidence la présence de la
Maprouneacine
Ces résultats suggèrent que la
Maprouneacine est responsable du moins
en partie de l’efficacité de ce traitement
par les tradipraticiens.
Moswa J.L.
Kapanda N.
Mayangi M.
Nkubu C.
Musuyu
Bunga M.
Plantes
Cliniciens
Habari (INERA)
Tradipraticiens
Bieleli (CUK)
Composition Equipe de Recherche( Congo)
Animalerie
(INRB)
Kamerhe
Mulumba
Musanga cecropioides
Laportea aestuans
Ocimum gratissimum