Production par voie biotechnologique d'alcaloïdes d'intérêt médical à partir de la pervenche de Madagascar (Catharanthus roseus (L.) G. Don)

Abstract

La Catharanthus roseus (L.) G. Don a une valeur thérapeutique très importante grâce à ses alcaloïdes indoliques terpéniques (AITs). Cependant, les faibles rendements en ces alcaloïdes justifient le recours à l’utilisation des techniques des cultures in vitro et de la transgénèse végétale afin d’accroître leur production. Cela pour mettre à la disposition de l’industrie pharmaceutique un procédé de production de ces AITs (Ajmalicine, catharanthine et vindoline). Le matériel végétal utilisé est obtenu par l’induction des pousses (Ps) et par l’établissement des cultures de chevelus racinaires (CRs). Afin d’optimiser la production de la biomasse et des AITs, différents éliciteurs sont utilisés (l’acide salicylique, le CaCl2, la 5-azacytidine et la trichostatine). L’effet des ces éliciteurs est évalué par le poids sec et la teneur en AITs (après extraction, identification et dosage par LC-MS / MS). Trois lignées de CRs sont sélectionnées (LP10, LP21 et L54) selon leur degré de ramification et leur bonnecroissance. Aussi, une confirmation de leur nature transgénique par la détection de la présence d’un fragment du gène rolB par PCR, est réalisée. L’étude de la cinétique de croissance des Ps et des trois lignées sélectionnées de CRs a montré que l’accumulation importante des AITs coïncide avec la phase exponentielle prolongée de croissance de la biomasse. L’élicitation des CRs par l’acide salicylique (AS) a permis d’avoir des améliorations très intéressantes des teneurs en ajmalicine et en catharanthine. La teneur en ajmalicine la plus élevée est obtenue avec la lignée LP10 (493,65 mg / 100 g M.S) traitée par 10-3 M d’AS pendant 24 heures. En outre, la teneur en catharanthine la plus élevée est enregistrée pour la lignée LP10 (568,29 mg / 100 g M.S) après 48 heures de contact avec 10-4 M d’AS. Par ailleurs, l’élicitation des pousses par l’AS a montré des améliorations importantes pour la teneur en ajmalicine (238,61 mg / 100 g M.S), en catharanthine (221,87 mg / 100 g M.S) et en vindoline (346,44 mg / 100 g M.S) après un temps de contact de 24 heures avec 10-6 et 10-5 M d’AS. L’application de CaCl2, a engendré des résultats moins intéressants par rapport à l’AS; chez les CRs et chez les Ps. Par contre, l’élicitation combinée par l’AS et le CaCl2, a donné des résultats très intéressants. Pour les CRs, la lignée LP10 a enregistré les meilleures teneurs en ajmalicine (590,29 mg/ 100 g M.S) et en catharanthine (597,44 mg/ 100 g de M.S), soit une amélioration de la teneur en ajmalicine et en catharanthine de 82,55 % et 65,28 %, respectivement, après un traitement de 10-3 M d’AS et de 3 mM de CaCl2. Chez les Ps, la teneur en vindoline (527,50 mg/ 100 g M.S) et en catharanthine (244,51 mg/100 g) ont été clairement améliorées après un traitement combiné de 10-5 M d’AS et de 5 mM de CaCl2, soit une amélioration de 133,81 % et de 131,79 % par rapport au témoin expérimental.