Etude de l'impact de la différenciation cellulaire sur la biosynthèse de la galanthamine chez Leucojum aestivum L. (Amaryllidaceae) - Université de Lorraine Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Etude de l'impact de la différenciation cellulaire sur la biosynthèse de la galanthamine chez Leucojum aestivum L. (Amaryllidaceae)

Résumé

Leucojum aestivum L. is a medicinal plant which contains isoquinoline alkaloids, in particular galanthamine, which is used in the treatment of Alzheimer disease in the whole world because of its inhibiting activities of acetylcholinesterase. This alkaloid possesses cholinesterase inhibitory activity. Facing the growing demand from the pharmaceutical market, related to the ageing of the population, the natural sources is insufficient. The aim of this thesis is to produce galanthamine by plant tissue cultures from genetically modified tissues or not as an alternative way to obtain this valuable metabolite. It is known that the undifferentiated state of the cells in in vitro cultures strongly limits the alkaloid synthesis. A strategy consists in leading the cells to a sufficient level of differentiation to allow an activation of the secondary metabolism. This level could be reached by the addition of exogenic phytoregulators in the culture medium or, by the transfer of the rol genes of Agrobacterium rhizogenes which, by modulating the metabolis.m of the endogenous phytoregulators, induce a cellular differentiation. Primary explants of 1. aestivum. were placed in various culture media to study their capacity to develop callogenesis. Under certain conditions of culture, an indirect embryogenesis was observed as well as a direct organogenesis which appeared by the development of bulblets and roots. A genetic protocol of transformation of 1. aestivum. with A. rhizogenes (LBA 9402) and A. tumefaciens modified (C58ClRifR) was devèloped. Gnly of genetic transformation by SAAT of bulbs in vivo explants with LBA 9402 led to hairy roots formation, which integrated the genes rol A, Band C. We also developed an analysis technical by H.P.Le. which enabled us to determine the content of galanthamine various in vitro materials. The highest content of galanthamine was observed in the embryogenic callus cultivated on medium MS 30 + 10[micro]M 2.4-D + 10[micro]lM BAP. The aim of the last part of this work is to increase the biosynthesis of galanthamine in the in vitro cultures by introducing into the culture medium a biogenetic precursor, the 4'-O-methylnorbelladine. The biosynthesis of the galanthamine was increased in the embryogenic callus, it passed from 0% to 62.6% 10 -3% M.S.
Leucojum aestivum L. est une plante médicinale qui renferme des alcanoïdes isoquinoléiques, en particulier la galanthamine, qui est utilisée dans le traitement de la maladie d'Alzheimer dans le monde entier en raison de ses activités inhibitrices de l'acétylcholinestérase. Face à la demande croissante du marché pharmaceutique liée au vieillissement de la population, des problèmes d'approvisionnement apparaissent. Ce travail de thèse vise à produire la galanthamine par des procédés biotechnologiques susceptibles de constituer un mode alternatif de production contrôlée à partir de tissus génétiquement modifiés ou non de L. aestivum. Il est connu que l'état indifférencié des cellules en culture in vitro limite fortement la synthèse d'alcaloïdes. Une stratégie consiste donc à amener les cellules à un niveau de différenciation suffisant pour permettre une activation du métabolisme secondaire. Ce niveau pourrait être atteint par l'ajout de phytorégulateurs exogènes dans le milieu de culture ou par le transfert des gènes rol d'Agrobacterium rhizogenes qui, en modulant le métabolisme des phytorégulateurs endogènes, induisent une différenciation cellulaire. Des explants primaires de L. aestivum ont été placés dans différents milieux de culture pour étudier leur capacité à développer une callogénèse. Dans certaines conditions de culture, une embryogénèse indirecte a été observée ainsi qu'une organogénèse directe qui s'est manifestée par le développement de bulbilles et de racines. Un protocole de transformation génétique de L. aestivum. avec une souche d'Agrobacterium rhizogenes (LBA 9402) et d'une souche d'Agrobacterium tumefaciens modifiée (C58C1Rif(R)) a été mis au point. Seule la technique de la transformation génétique par SAAT des feuilles de bulbes in vivo avec la souche LBA 9402 a conduit à l'obtention de chevelus racinaires qui ont intégré les gènes rol A, B et C. Nous avons également mis au point une technique d'analyse par C.L.H.P. pour déterminer la teneur en galathamine des différents matériels in vitro obtenus. La teneur en galathamine la plus élevée a été observée dans les cals enbryogènes cultivés sur milieu MS 30 + 10µM 2,4-D + 10 [micro]M BAP. La dernière partie de ce travail vise à augmenter la biosynthèse de la galanthamine dans les cultures in vitro établies en introduisant dans le milieu de culture un précurseur biogénétique, la 4'-O-méthylnorbelladine. La biosynthèse de la galathamine a été accrue dans les seuls cals embryogènes, elle est passée de 0% à 62.6 % 10(-3)% M.S.
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Dates et versions

tel-01747018 , version 1 (29-03-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01747018 , version 1

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Citer

Mamadou Falilou Diop. Etude de l'impact de la différenciation cellulaire sur la biosynthèse de la galanthamine chez Leucojum aestivum L. (Amaryllidaceae). Biologie cellulaire. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2007. Français. ⟨NNT : 2007NAN10154⟩. ⟨tel-01747018⟩
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