Academic literature on the topic 'Composés bioactifs'

Background: The challenges of multiple antibiotic resistance by pathogenic microorganisms has necessitated the need for a continuous search for new and effective antimicrobial bioactive compounds. Objectives: In this study, the antimicrobial activity of extracts from fermented condiment from Parkia biglobosa was investigated against some pathogenic microorganisms. Materials and Methods: Gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS) was used to identify bioactive compounds in n-hexane extract (oil). Aqueous and n-hexane extracts of locust beans were tested against clinical isolates; viz., Klebsiella spp., Aeromonas hydrophilia, Citrobacter braakii, Enterobacter aerogenes, Shigella dysenteriae, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Escherichia coli, Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Aspergillus spp. and Candida albicans using agar well diffusion method. Results: The study revealed the phytochemicals in oil as phenols (41.8 mg/100g), flavonoids of 19.37 mg/100g, saponins (16.7 mg/100g), alkaloids (22.9 mg/100g), steroids (6.9 mg/100g), terpenoids (10.0 mg/100g) and cardiac glycosides (3.3 mg/100g). The aqueous extract contains phenols (33.7 mg/100g), flavonoids (12.3 mg/100g), alkaloids (17.6 mg/100g), saponins (5.0 mg/100g) and cardiac glycosides (1.2 mg/100g). The bioactive compounds in the n-hexane extract were ricinoleic acid, p-cymene, octadecanoic acid, n-hexadecanoic acid and others. Oil from fermented locust bean exhibited zones of inhibition ranging from 5 mm to 14 mm against the tested isolates at 10 mg/mL, while the aqueous extract displayed inhibition zones of 4 mm to 10 mm at 10.0 mg/mL. Conclusion: The chemical constituents in locally fermented condiment (locust bean) are responsible for pronounced antimicrobial properties. Hence, the condiment can be exploited for medicinal purposes. Keywords: Fermented food, condiment, n-hexane, phytochemicals and antimicrobials.

Les cônes marins sont des animaux remarquables qui ont développé au cours de l’évolution des outils leur permettant de survivre et de se nourrir sous la mer quels que soient le prédateur ou la proie auxquels ils pourraient être confrontés. Leurs venins de prédation et de défense contiennent des centaines de peptides bioactifs dont l’ω- conotoxine ziconotide, première conotoxine thérapeutique utilisée dans le traitement des douleurs chroniques intenses et pharmacorésistantes aux traitements antalgiques recommandés comme la morphine. Cette revue fait le point sur le mode d’action du ziconotide et met en valeur d’autres composés de venins de cônes ayant un potentiel thérapeutique pour traiter les douleurs pathologiques.

Le cancer est une maladie complexe qui présente un réel problème de santé publique à travers le monde et cause statiquement sept millions de décès chaque année. Au cours des dernières décennies, la thérapie anticancéreuse a connu un réel bouleversement et un foisonnement de découvertes fondamentales. Plusieurs études accumulatives ont révélé l’activité antitumorale des substances naturelles isolées à partir de plantes. Les huiles essentielles (HE) et leurs constituants ont montré des activités anticancéreuses puissantes in vitro et in vivo. Cependant, les mécanismes d’action sont encore peu étudiés et moins connus. Par ailleurs, leur application dans l’industrie pharmaceutique nécessite une spécificité– sélectivité pharmacodynamique absolue. Dans le présent travail, nous présentons une synthèse des travaux réalisés sur les mécanismes d’actions anticancéreuses des HE et leurs composés bioactifs.

La présence d’une diversité de molécules spécifiques qui coexistent dans le lait sous forme de structures supramoléculaires, telles les micelles de caséine et les globules gras, fait de ce fluide biologique un système extraordinairement complexe, physiquement stable, capable de vectoriser les composés bioactifs présents aussi bien dans sa fraction protéique que dans sa fraction lipidique. Les avancées réalisées tant sur la composition que sur l’organisation structurale de ces structures, même s’il subsiste des zones d’ombre, nous montrent que cette organisation n’est pas sans importance sur les effets qu’elles exercent sur l’organisme. La mise en évidence dans le lait de nanovésicules sécrétées par la cellule épithéliale mammaire (lactosomes) et capables de transmettre à d’autres cellules ou organismes des informations d’une autre nature constitue, à cet égard, un nouveau champ d’investigation passionnant.

Au Mali, les racines de Securidaca longipedunculata sont fortement utilisées et les peuplements de l’espèce se font de plus en plus rares. Ce travail visait à effectuer une étude comparative des paramètres pharmacognosiques des feuilles, écorces de tronc, écorces de racine et de la racine entière. Les échantillons ont été analysés pour déterminer les caractéristiques botaniques et physicochimiques. Des extraits aqueux et organiques ont été préparés pour caractériser les principaux constituants bioactifs par des techniques colorimétriques et chromatographiques. Les composés majoritaires ont été extraits par ultrasons et quantifiés. Les éléments botaniques communs étaient des fibres, cristaux d’oxalate de calcium, xylèmes et parenchymes. Des sclérites et fragments d’épiderme étaient seulement dans les feuilles. Le meilleur rendement d’extraction a été obtenu avec l’éthanol. Les principaux constituants étaient des tanins, flavonoïdes, coumarines, anthraquinones et saponines dans les feuilles ; des coumarines et saponines dans les écorces de tronc, écorces de racine et la racine entière. Les constituants majoritaires étaient des saponines triterpéniques dont 1,51 g de précipités enrichis ont été extraits à partir des écorces de racine. Les feuilles ont qualitativement présenté le plus de constituants bioactifs. Des investigations sont nécessaires pour évaluer leur efficacité afin de diminuer la pression sur les racines. English title: Pharmacognostic study of the leaves, root bark, trunk bark and whole root of Securidaca longipeduncultata Fresen (Polygalaceae), harvested in Mali In Mali, the roots of Securidaca longipedunculata are used extensively, and stands of the species are becoming increasingly are becoming increasingly rare. The aim of this work was to carry out a comparative study of the pharmacognosic parameters of leaves, trunk bark, root bark and the whole root. Samples were analyzed for botanical and physicochemical characteristics. Aqueous and organic extracts were prepared to characterize the main bioactive constituents using colorimetric and chromatographic techniques. Major compounds were ultrasonically extracted and quantified. Common botanical elements were fibers, calcium oxalate crystals, xylem and parenchyma. Sclerites and epidermal fragments were only found in leaves. The best extraction yield was obtained with ethanol. The main constituents were tannins, flavonoids, coumarins, anthraquinones and saponins in the leaves; coumarins and saponins in the trunk bark, root bark and whole root. The main constituents were triterpene saponins, of which 1.51 g of enriched precipitates were extracted from root barks. Leaves qualitatively presented the most bioactive constituents. Further investigations are needed to assess their effectiveness in reducing pressure on the roots.

Ficus sycomorus est une plante présente dans le nord de la Côte d’Ivoire et dont les feuilles sont prisées par les éleveurs pour leurs bétails. Cependant, des données scientifiques sur la toxicité et la composition phytochimique de cette plante sont méconnues en Côte d’Ivoire. L’objectif de ce travail était d’évaluer la toxicité aiguë et subaiguë des extraits issus des feuilles de Ficus sycomorus chez des rats Wistar. Les extraits aqueux et hydroéthanolique ont été obtenus par macération (homogénéisation). Les résultats obtenus ont révélé que ces extraits contiennent des composés bioactifs qui donneraient aux feuilles des propriétés pharmacologiques. Les feuilles de Ficus sycomorus sont sans danger pour la santé car la DL50 des extraits est supérieure à 5000 mg/kg. De plus, l’utilisation quotidienne des extraits a révélé leurs activités néphro, hépato et cardio protectrice. Une diminution du poids relatif du foie des rats femelles traités a été observée ainsi qu’une augmentation significative du taux de globules blancs et des plaquettes sanguines de tous les animaux traités. Ces extraits ont également significativement baissé le taux de LDL-cholestérol des animaux traités. Ces résultats montrent que ces extraits de feuilles n’ont généré aucun dommage durant la période d’étude, aux doses étudiées.

Objectifs : L’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet de la digestion gastro-intestinale in vitro sur vitro sur la teneur des polyphénols totaux, des flavonoïdes, des tanins et le potentiel antioxydant des parties comestibles (feuilles et bulbes) d’Allium triquetrum (Ail triquètre). Méthodologie et résultats : Les teneurs en polyphénols totaux, en flavonoïdes et en tanins de la plante non digérée et digérée ont été évaluées par dosage spectrophotométrique. La détermination de l’activité antioxydante a été effectuée par deux méthodes DPPH, ABTS. Les résultats obtenus montrent que la digestion gastro-intestinale in vitro réduit les teneurs des polyphénols totaux , des flavonoïdes et des tanins. Une forte capacité antioxydante a été obtenue pour les extraits d’ail triquètre. L’étude de l’effet de la digestion in vitro sur l’activité antioxydante par la méthode DPPH montre une augmentation de cette dernière par rapport à l’extrait de l’ail triquètre non digérée. Cependant, la méthode ABTS a abouti à des effets différents selon la phase de digestion, la phase salivaire semble diminuer l’activité antioxydante. Par contre, une augmentation de celle-ci a été notée durant la phase gastrique suivie d’un abaissement au cours de la phase intestinale. La phase gastrique a révélé la meilleure activité pour les deux méthodes de détermination du pouvoir antioxydant. Conclusion et applications : La composition phénolique et l’activité antioxydante d’ail triquètre ont été modifiées de manière significative pendant la digestion in vitro. Les polyphénols totaux, les flavonoïdes et les tanins étaient instables dans l’environnement gastro-intestinal tandis que le potentiel antioxydant a été relativement maintenu après la digestion. Les résultats obtenus dans cette étude pourraient servir comme donnés préliminaires à des analyses futures concernant l'amélioration de la bioaccessibilité des ingrédients bioactifs dans le corps humains. Mots clés : Allium triquetrum, digestion gastro-intestinale in vitro, polyphénols totaux, flavonoïdes, tanins, activité antioxydante 17821 Laib et al., J. Appl. Biosci. Vol: 171, 2022 Effet de digestion gastro-intestinale in vitro sur les composés phénoliques et l’activité antioxydante d’ail triquètre Allium triquetrum L. ABSTRACT Objective :The objective of this work is to evaluate the effect of in vitro gastro-intestinal digestion on the total polyphenol content, flavonoids, tannins and the antioxidant potential of edible parts (leaves and bulbes) of Allium triqutrem (three cornered leek) Methodology and Results: The contents of total polyphenols, flavonoids and tannins of the digested and undigested plant were determined by spectrophoyometric methods. The determination of antioxidant activity was carried out by two methods DPPH and ABTS. The results obtained show that in vitro gastrointestinal digestion decreases the contents of total polyphenols, flavonoids and tannins. Allium triquterm extracts reveals a strong antioxidant activity which increases after gastrointestinal digestion for the DPPH method. However, the ABTS method Results obtained for the three phases of digestion are different .salivary phase cause a decrease in the antioxidant activity. However, antioxidant activity increase during the gastric phase then increases after the intestinal digestion. The gastric phase revealed the best activities for the two methods of antioxidant activity evaluation. Conclusion and applications of results: The phenolic composition and antioxidant activity of the three cornered leek were significantly altered during invitro digestion. Total polyphenols, flavonoids and tannins were unstable in the gastrointestinal environment while the antioxidant potential was relatively maintained after digestion. The results obtained in this study could be used as preliminary data for future analyses concerning the improvement of bioaccessibility of bioactive ingredients in the human body. Keywords: Allium triquetrum, in vitro gastro-intestinal digestion, total polyphenols content, flavonoids, tannins, antioxidant activity.

In addition to their effect on body composition (fat reduction), conjugated linoleic acid isomers (CLA) can play several health benefits, including anti-cancer, anti-atherogenic, anti-adipogenic, anti-diabetic, anti-inflammatory, possible cholesterolemia regulation, and immune function stimulation. Probiotics have been found to produce CLA, however, there is still controversy in the results obtained on the production and effects of human gut bacterial CLA reported in literature. Most of the biological effects have been attributed to cis9, trans11, and trans10, cis12 isomers. The aim of this review was to highlight and discuss how probiotic bacterial CLA isomers provided health benefits. [Au-delà des effets des isomères conjugués de l’acide linoléique (conjugated linoleic acid isomers (CLA)) sur la composition corporelle (diminution de la graisse), ces composés bioactifs ont des effets sur la santé humaine, tels que les effets anti-can-céreux, anti-athérogéniques, anti-adipogéniques, anti-diabétiques, antiinflammatoires, impact potentiel sur la cholestérolémie et stimulation de la fonction immunitaire. Les bactéries probiotiques ont été trouvées capables de conjuguer l’acide linoléique. Toutefois, peu d’études ont mis le point sur cette production des isomères conjugués d’acide linoléique par des bactéries intestinales humaines et restent peu concluantes. Leurs effets santé ont été reliés à deux types d’isomères, à savoir le 9cis, 11trans et le 10trans, 12cis. La présente mise au point a pour objet de souligner les données disponibles concernant les effets des isomères CLA sur la santé, en particulier ceux produits par des bactéries probiotiques. Les mécanismes impliqués dans leurs activités sont aussi évoqués.]

Catharanthus roseus (L.) G. Don, est une plante médicinale largement utilisée en tradithérapie contre le diabète, l’hypertension, le cancer et les effets du stress oxydatif. Elle existe en trois variétés ("rosea", "alba" et "hybride") selon la couleur des fleurs. L’étude actuelle porte sur le criblage phytochimique et l’activité antioxydante in vitro (DPPH et FRAP) de l’extrait hydro-éthanolique des trois variétés. Les tests ont été effectués sur les extraits des feuilles, fleurs et racines. On a noté la présence des alcaloïdes, phénols, flavonoïdes, tanins, saponines, stérols, terpènes et quinines. Cependant, l’absence des sucres réducteurs, des flavonoïdes et des saponines dans les racines ainsi que les quinines dans les feuilles a été relevée. L'analyse comparative par piégeage du radical DPPH a montré que les extraits des fleurs et racines de l’hybride étaient plus actifs, respectivement de 130,023±3,2 et 131,189±1,8 mg EqQ/g. Une tendance différente a été observée dans les extraits des feuilles où la meilleure valeur DPPH de 65,746±2,5 mg EqQ/g est attribuée à "rosea" alors que celle du FRAP de 139,935±2,57 mg EqAA/g provient de "alba". Ces résultats devraient encourager la poursuite des travaux sur l'identification et la caractérisation de nouveaux composés bioactifs sélectivement abondant pour une meilleure valorisation de Catharanthus roseus sur le plan de phytomédicaments.Mots clés : Catharanthus roseus, variétés, criblage phytochimique, antioxydant. English Title: Phytochemical study and comparative antioxidant activity of the three varieties of Catharanthus roseus (L.) G. DonCatharanthus roseus (L.) G. Don, is a medicinal plant widely used in the treatment of diabetes, hypertension, cancer, and effects of oxidative stress. C. roseus exists in three varieties ("rosea", "alba" and "hybrid") depending on the colour of the flowers. This study focused on phytochemical screening and in vitro antioxidant activity (DPPH and FRAP) of the hydro-ethanol extract of the three varieties. The tests were carried out on leaves, flowers, and roots extracts. The presence of alkaloids, phenols, flavonoids, tannins, saponins, sterols, terpenes, and quinines were noted. However, the absence of reducing sugars, flavonoids, and saponins in the roots and quinines in the leaves was observed. Comparative analysis of DPPH radical scavenging showed that extracts from the flowers and roots of the hybrid were more active, respectively at 130.023±3.2 and 131.189±1.8 mg EqQ/g. FRAP values of the same samples were 175.166± 9.28 and 121.311±7.8 mg EqAA/g dry matter. For the leaves, the best DPPH value of 65.746±2.5 mg EqQ/g was attributed to "rosea" while the FRAP value of 139.935±2.57 mg EqAA/g was for "alba". These interesting antioxidant activities of the "hybrid" variety may be useful against oxidative stress pathologies. The current study might then promote the continuing identification and characterization of new bioactive compounds for a development of Catharanthus roseus.Keywords: Catharanthus roseus, varieties, phytochemical screening, antioxidant.

Le présent mémoire se divise en deux parties. La première décrit le développement d’une nouvelle méthodologie de synthèse de peptides analogues contraints par une sulfahydantoïne. La deuxième partie décrit la synthèse de nouveaux composés dérivés du motif sulfahydantoïne au potentiel antibactérien. Le premier chapitre est consacré à la description des agents thérapeutiques peptidiques et de leurs applications. Il est sujet également de l’intérêt de développer de nouveaux peptides contraints. Le deuxième chapitre décrit la synthèse du motif sulfahydantoïne ainsi que la synthèse de peptides analogues contraints sur support solide et en solution. Le troisième chapitre traite des résultats conformationnelles des peptides contraints obtenus à l’aide de la spectropolarimétrie de dichroïsme circulaire et par la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Le quatrième et dernier chapitre porte sur la synthèse de nouveaux composés dérivés de la sulfahydantoïne et leur caractérisation. Finalement, les résultats des tests biologiques réalisés avec les composés sont présentés.

La réalisation d'observatoires biogéochimiques autonomes pour l'étude de la colonne d'eau dans l'océan ouvert et des écosystèmes chimiosynthétiques profonds est une étape primordiale dans l'acquisition de données océaniques pour une meilleure compréhension des écosystèmes. Nous nous intéressons ici à l'acide silicique et aux ions sulfure, composés clés de la chaîne alimentaire marine. Nous proposons une méthode de mesure voltamétrique des ions sulfure sur électrode d'argent ainsi qu'une mesure originale sans calibration basée sur la différence de solubilité entre le chlorure d'argent et le sulfure d'argent. Une méthode d'analyse de l'acide silicique autonome en réactifs est développée grâce aux molybdates et aux protons libérés lors de l'oxydation du molybdène. Ces développements analytiques ont permis de participer à la validation d'un potentiostat immergeable autonome, premier pas vers un capteur pour la mesure de ces paramètres in situ. En parallèle une analyse des masses d'eau du Passage de Drake est réalisée grâce aux données hydrographiques collectées pendant la campagne Drake ANT XXIII/3 en 2006
The implementation of in situ autonomous observatories for biogeochemical studies in the open ocean water column and in deep-sea chemosynthetic environments is crucial for the understanding of these ecosystems. We focussed this study on silicate and sulphide, two key compounds of the marine food chain. A voltammetric method for sulphide measurements on silver electrode is presented, and a new method for quantitative determination based on the solubility difference between silver chloride and silver sulphide is proposed. A completely reagentless method for silicate measurements is developed using molybdate and protons produced during molybdenum oxidation. These analytical developments allowed us to validate a submersible potentiostat, first step toward a new sensor for in situ measurements. A Drake Passage water masses analysis is also performed using data collected during the Drake ANTIII/3 oceanographic cruise in 2006

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Les maladies inflammatoires chroniques sont un fardeau de santé important à travers le monde. Les traitements actuellement disponibles soulagent la douleur et l’inflammation, mais leurs effets secondaires rendent leur utilisation à long terme risquée. À la lumière de cette problématique, la communauté scientifique s’intéresse au potentiel d’anti-inflammatoires naturels comme les endocannabinoïdes. Les endocannabinoïdes sont des lipides endogènes qui activent les récepteurs cannabinoïdes (CB1 et CB2). Ils régulent ainsi divers processus physiologiques tels l’appétit, l’adipogénèse et la nociception. Les deux endocannabinoïdes les mieux caractérisés, le 2-AG et l’AEA, peuvent également moduler l’inflammation en activant le récepteur CB2 à la surface des cellules immunitaires. Les souris déficientes pour le récepteur CB2 présentent un phénotype inflammatoire exacerbé, suggérant que ce récepteur est anti-inflammatoire. Cependant, le rôle des endocannabinoïdes dans l’inflammation est beaucoup plus complexe puisqu’ils peuvent être métabolisés en une grande variété de médiateurs lipidiques de l’inflammation. Leur voie de dégradation principale est leur hydrolyse en acide arachidonique (AA), qui sert de précurseur à la biosynthèse d’éicosanoïdes pro-inflammatoires comme le leucotriène B4 et la prostaglandine E2. Ils peuvent également être métabolisés directement par certaines enzymes impliquées dans la synthèse d’éicosanoïdes, pour générer des médiateurs comme les prostaglandines-glycérol (PG-G). Par conséquent, les endocannabinoïdes peuvent générer un profil unique d’effets pro- et anti-inflammatoires. Des stratégies thérapeutiques visant à bloquer l’hydrolyse des endocannabinoïdes pour amplifier leurs effets anti-inflammatoires ont été étudiées, mais une très grande proportion de cette recherche a été effectuée sur des animaux. Les façons dont les endocannabinoïdes sont synthétisés et dégradés par les leucocytes humains, ainsi les effets de leurs métabolites sur les fonctions de ces cellules, sont mal définis. Bien que les résultats obtenus dans des modèles animaux soient prometteurs, ces mécanismes doivent être mieux caractérisés chez l’humain avant qu’il ne soit envisageable de les manipuler afin de traiter les maladies inflammatoires. Le premier objectif de mon doctorat était de caractériser les voies de dégradation et de biosynthèse des endocannabinoïdes chez les leucocytes humains. Nous avons documenté l’expression de toutes les lipases hydrolysant le 2-AG, chez plusieurs types leucocytaires. Ces résultats ont souligné que chaque leucocyte exprime plusieurs 2-AG hydrolases et que les inhibiteurs sélectifs actuellement disponibles n’inhibent que partiellement l’hydrolyse du 2-AG chez ces cellules. Ces données ont également démontré que les leucocytes humains hydrolysent très efficacement le 2-AG, une découverte qui nous a permis de mettre en évidence une nouvelle voie de biosynthèse du 2-AG par les leucocytes. En présence d’inhibiteurs d’hydrolyse, les neutrophiles, éosinophiles et monocytes stimulés avec de l’AA ont produit des quantités de 2-AG environ 1000 fois supérieures aux niveaux rapportés dans la littérature. Ils ont également transformé d’autres acides gras polyinsaturés en leurs endocannabinoïdes-glycérol respectifs. Nous avons démontré que cette voie de biosynthèse est dépendante de la réacylation des acides gras dans les phospholipides membranaires, et que leur métabolisme subséquent en endocannabinoïdes implique possiblement l’acide lysophosphatidique comme intermédiaire. Cette étude est la première à rapporter une biosynthèse significative d’endocannabinoïdes par les leucocytes humains, et à démontrer que cette biosynthèse est indépendante de la voie classique de biosynthèse du 2-AG. Nous avions également pour objectif de caractériser l’impact du 2-AG et des PG-G sur les fonctions des leucocytes humains. Nous avons démontré qu’en présence d’IL-5, une cytokine impliquée dans l’inflammation éosinophilique présente dans l’asthme, le 2-AG induit une migration importante des éosinophiles. Cet effet du 2-AG requiert à la fois l’activation du récepteur CB2 et l’hydrolyse du 2-AG en AA pour produire des métabolites de la 15-lipoxygénase. Ceci souligne que l’hydrolyse du 2-AG permet la production de médiateurs causant des effets pro-inflammatoires et qu’il serait souhaitable de bloquer cette hydrolyse in vivo. Finalement, nous avons étudié l’effet de la PGE2-G sur les fonctions des neutrophiles et démontré qu’elle inhibe plusieurs fonctions effectrices de ces cellules. Cet effet inhibiteur nécessite l’hydrolyse de la PGE2-G en PGE2 par les neutrophiles, et l’activation du récepteur EP2 à leur surface. Nos travaux permettront de mieux comprendre la façon dont l’hydrolyse des endocannabinoïdes devrait être bloquée chez les humains, ainsi que tous les effets biologiques qui en découleront. Le but ultime est de développer de nouveaux traitements contre les maladies inflammatoires chroniques, qui maximiseront les effets analgésiques et anti-inflammatoires des endocannabinoïdes tout en limitant leurs effets néfastes.
Les maladies inflammatoires chroniques sont un fardeau de santé important à travers le monde. Les traitements actuellement disponibles soulagent la douleur et l’inflammation, mais leurs effets secondaires rendent leur utilisation à long terme risquée. À la lumière de cette problématique, la communauté scientifique s’intéresse au potentiel d’anti-inflammatoires naturels comme les endocannabinoïdes. Les endocannabinoïdes sont des lipides endogènes qui activent les récepteurs cannabinoïdes (CB1 et CB2). Ils régulent ainsi divers processus physiologiques tels l’appétit, l’adipogénèse et la nociception. Les deux endocannabinoïdes les mieux caractérisés, le 2-AG et l’AEA, peuvent également moduler l’inflammation en activant le récepteur CB2 à la surface des cellules immunitaires. Les souris déficientes pour le récepteur CB2 présentent un phénotype inflammatoire exacerbé, suggérant que ce récepteur est anti-inflammatoire. Cependant, le rôle des endocannabinoïdes dans l’inflammation est beaucoup plus complexe puisqu’ils peuvent être métabolisés en une grande variété de médiateurs lipidiques de l’inflammation. Leur voie de dégradation principale est leur hydrolyse en acide arachidonique (AA), qui sert de précurseur à la biosynthèse d’éicosanoïdes pro-inflammatoires comme le leucotriène B4 et la prostaglandine E2. Ils peuvent également être métabolisés directement par certaines enzymes impliquées dans la synthèse d’éicosanoïdes, pour générer des médiateurs comme les prostaglandines-glycérol (PG-G). Par conséquent, les endocannabinoïdes peuvent générer un profil unique d’effets pro- et anti-inflammatoires. Des stratégies thérapeutiques visant à bloquer l’hydrolyse des endocannabinoïdes pour amplifier leurs effets anti-inflammatoires ont été étudiées, mais une très grande proportion de cette recherche a été effectuée sur des animaux. Les façons dont les endocannabinoïdes sont synthétisés et dégradés par les leucocytes humains, ainsi les effets de leurs métabolites sur les fonctions de ces cellules, sont mal définis. Bien que les résultats obtenus dans des modèles animaux soient prometteurs, ces mécanismes doivent être mieux caractérisés chez l’humain avant qu’il ne soit envisageable de les manipuler afin de traiter les maladies inflammatoires. Le premier objectif de mon doctorat était de caractériser les voies de dégradation et de biosynthèse des endocannabinoïdes chez les leucocytes humains. Nous avons documenté l’expression de toutes les lipases hydrolysant le 2-AG, chez plusieurs types leucocytaires. Ces résultats ont souligné que chaque leucocyte exprime plusieurs 2-AG hydrolases et que les inhibiteurs sélectifs actuellement disponibles n’inhibent que partiellement l’hydrolyse du 2-AG chez ces cellules. Ces données ont également démontré que les leucocytes humains hydrolysent très efficacement le 2-AG, une découverte qui nous a permis de mettre en évidence une nouvelle voie de biosynthèse du 2-AG par les leucocytes. En présence d’inhibiteurs d’hydrolyse, les neutrophiles, éosinophiles et monocytes stimulés avec de l’AA ont produit des quantités de 2-AG environ 1000 fois supérieures aux niveaux rapportés dans la littérature. Ils ont également transformé d’autres acides gras polyinsaturés en leurs endocannabinoïdes-glycérol respectifs. Nous avons démontré que cette voie de biosynthèse est dépendante de la réacylation des acides gras dans les phospholipides membranaires, et que leur métabolisme subséquent en endocannabinoïdes implique possiblement l’acide lysophosphatidique comme intermédiaire. Cette étude est la première à rapporter une biosynthèse significative d’endocannabinoïdes par les leucocytes humains, et à démontrer que cette biosynthèse est indépendante de la voie classique de biosynthèse du 2-AG. Nous avions également pour objectif de caractériser l’impact du 2-AG et des PG-G sur les fonctions des leucocytes humains. Nous avons démontré qu’en présence d’IL-5, une cytokine impliquée dans l’inflammation éosinophilique présente dans l’asthme, le 2-AG induit une migration importante des éosinophiles. Cet effet du 2-AG requiert à la fois l’activation du récepteur CB2 et l’hydrolyse du 2-AG en AA pour produire des métabolites de la 15-lipoxygénase. Ceci souligne que l’hydrolyse du 2-AG permet la production de médiateurs causant des effets pro-inflammatoires et qu’il serait souhaitable de bloquer cette hydrolyse in vivo. Finalement, nous avons étudié l’effet de la PGE2-G sur les fonctions des neutrophiles et démontré qu’elle inhibe plusieurs fonctions effectrices de ces cellules. Cet effet inhibiteur nécessite l’hydrolyse de la PGE2-G en PGE2 par les neutrophiles, et l’activation du récepteur EP2 à leur surface. Nos travaux permettront de mieux comprendre la façon dont l’hydrolyse des endocannabinoïdes devrait être bloquée chez les humains, ainsi que tous les effets biologiques qui en découleront. Le but ultime est de développer de nouveaux traitements contre les maladies inflammatoires chroniques, qui maximiseront les effets analgésiques et anti-inflammatoires des endocannabinoïdes tout en limitant leurs effets néfastes.
Chronic inflammatory diseases are an important health burden worldwide. The currently available treatments alleviate pain and inflammation, but their numerous adverse effects make their long term use difficult. Therefore, the scientific community is studying the anti-inflammatory potential of mediators such as endocannabinoids. Endocannabinoids are endogenous lipids that activate the cannabinoid receptors, namely CB1 and CB2. In doing so, they regulate various physiological functions and cognitive processes functions such as appetite, adipogenesis and nociception. The two best-characterized endocannabinoids, 2-AG and AEA, also exert effects on immune cell functions, leading to the modulation of immunity and inflammation. They do so by activating the CB2 receptor, which is expressed in the periphery, notably on immune cells. Notably, it was shown that mice lacking the CB2 receptor display an exacerbated inflammatory phenotype, suggesting that CB2 activation by endocannabinoids is anti-inflammatory. However, the biological effects of endocannabinoids are far more complex, given that they can be metabolized into a wide variety of bioactive lipids. The main degradation pathway for 2-AG and AEA is their hydrolysis into arachidonic acid (AA), a fatty acid that acts a precursor for the biosynthesis of several pro-inflammatory eicosanoids such as leukotriene B4 and prostaglandin E2. They can also be directly metabolized by eicosanoid-biosynthetic enzymes, which generates mediators such as glyceryl-prostaglandins (PG-Gs). Therefore, endocannabinoids can generate an intriguing profile of pro- and anti-inflammatory effects, depending on the balance between their catabolic pathways and receptor activation. Therapeutic strategies aiming at blocking endocannabinoid hydrolysis to amplify their anti-inflammatory effects have been extensively studied. However, most of these studies were conducted in animals. Endocannabinoid metabolism by human leukocytes, as well as the effects of their metabolites on human leukocytes functions, are poorly defined. Although the data obtained from animal models is promising, these mechanisms must be characterized in humans before they can be manipulated to treat inflammatory diseases. Our first aim was to characterize endocannabinoid biosynthetic and hydrolytic pathways in human leukocytes. We documented the expression of several 2-AG hydrolases in human neutrophils, eosinophils, monocytes, lymphocytes and alveolar macrophages. The data we obtained underscored that each cell type expresses several 2-AG hydrolases, and that the selective inhibitors that are currently available only partially block 2-AG degradation by leukocytes. Our results also show that human leukocytes are experts at hydrolyzing 2-AG, a finding that allowed us to establish a novel 2-AG biosynthetic pathway in human leukocytes. In the presence of 2-AG hydrolysis inhibitors, neutrophils, eosinophils and monocytes stimulated with AA produced 2-AG in amounts ~ 1000 times greater than those previously reported. They also converted other polyunsaturated fatty acids into their glycerol-containing endocannabinoid counterparts. We showed that this endocannabinoid biosynthetic pathway depends on fatty acid reacylation into membrane phospholipids, and that their subsequent metabolism into endocannabinoid likely requires the production of a lysophosphatidic acid intermediate. This study is the first one to report a significant endocannabinoid synthesis by human leukocytes, and to show that this biosynthesis is independent from the classical 2-AG biosynthetic pathway. We also aimed to characterize the impact of 2-AG and PG-Gs on human leukocyte functions. We showed that in the presence of IL-5, a cytokine involved in the eosinophilic inflammation found in asthma, 2-AG induces eosinophil migration. This requires the activation of the CB2 receptor, as well as 2-AG hydrolysis into AA to produce 15-lipoxygenase metabolites. This underscores that 2-AG hydrolysis by eosinophils allows for the synthesis of mediators that have pro-inflammatory effects, and that blocking this hydrolysis in vivo may be beneficial. We also studied the biological effects of PGE2-G and found that it inhibits several effector functions of human neutrophils. This inhibitory effect requires PGE2-G hydrolysis into PGE2 by neutrophils, and the activation of the EP2 receptor on their surface. Our work will allow a better understanding of how endocannabinoid hydrolysis should be blocked in humans, and of the biological effects that will result from this inhibition. The goal is to develop new treatments against chronic inflammatory diseases, which will enhance the analgesic and anti-inflammatory effects of endocannabinoids while limiting their deleterious effects.
Chronic inflammatory diseases are an important health burden worldwide. The currently available treatments alleviate pain and inflammation, but their numerous adverse effects make their long term use difficult. Therefore, the scientific community is studying the anti-inflammatory potential of mediators such as endocannabinoids. Endocannabinoids are endogenous lipids that activate the cannabinoid receptors, namely CB1 and CB2. In doing so, they regulate various physiological functions and cognitive processes functions such as appetite, adipogenesis and nociception. The two best-characterized endocannabinoids, 2-AG and AEA, also exert effects on immune cell functions, leading to the modulation of immunity and inflammation. They do so by activating the CB2 receptor, which is expressed in the periphery, notably on immune cells. Notably, it was shown that mice lacking the CB2 receptor display an exacerbated inflammatory phenotype, suggesting that CB2 activation by endocannabinoids is anti-inflammatory. However, the biological effects of endocannabinoids are far more complex, given that they can be metabolized into a wide variety of bioactive lipids. The main degradation pathway for 2-AG and AEA is their hydrolysis into arachidonic acid (AA), a fatty acid that acts a precursor for the biosynthesis of several pro-inflammatory eicosanoids such as leukotriene B4 and prostaglandin E2. They can also be directly metabolized by eicosanoid-biosynthetic enzymes, which generates mediators such as glyceryl-prostaglandins (PG-Gs). Therefore, endocannabinoids can generate an intriguing profile of pro- and anti-inflammatory effects, depending on the balance between their catabolic pathways and receptor activation. Therapeutic strategies aiming at blocking endocannabinoid hydrolysis to amplify their anti-inflammatory effects have been extensively studied. However, most of these studies were conducted in animals. Endocannabinoid metabolism by human leukocytes, as well as the effects of their metabolites on human leukocytes functions, are poorly defined. Although the data obtained from animal models is promising, these mechanisms must be characterized in humans before they can be manipulated to treat inflammatory diseases. Our first aim was to characterize endocannabinoid biosynthetic and hydrolytic pathways in human leukocytes. We documented the expression of several 2-AG hydrolases in human neutrophils, eosinophils, monocytes, lymphocytes and alveolar macrophages. The data we obtained underscored that each cell type expresses several 2-AG hydrolases, and that the selective inhibitors that are currently available only partially block 2-AG degradation by leukocytes. Our results also show that human leukocytes are experts at hydrolyzing 2-AG, a finding that allowed us to establish a novel 2-AG biosynthetic pathway in human leukocytes. In the presence of 2-AG hydrolysis inhibitors, neutrophils, eosinophils and monocytes stimulated with AA produced 2-AG in amounts ~ 1000 times greater than those previously reported. They also converted other polyunsaturated fatty acids into their glycerol-containing endocannabinoid counterparts. We showed that this endocannabinoid biosynthetic pathway depends on fatty acid reacylation into membrane phospholipids, and that their subsequent metabolism into endocannabinoid likely requires the production of a lysophosphatidic acid intermediate. This study is the first one to report a significant endocannabinoid synthesis by human leukocytes, and to show that this biosynthesis is independent from the classical 2-AG biosynthetic pathway. We also aimed to characterize the impact of 2-AG and PG-Gs on human leukocyte functions. We showed that in the presence of IL-5, a cytokine involved in the eosinophilic inflammation found in asthma, 2-AG induces eosinophil migration. This requires the activation of the CB2 receptor, as well as 2-AG hydrolysis into AA to produce 15-lipoxygenase metabolites. This underscores that 2-AG hydrolysis by eosinophils allows for the synthesis of mediators that have pro-inflammatory effects, and that blocking this hydrolysis in vivo may be beneficial. We also studied the biological effects of PGE2-G and found that it inhibits several effector functions of human neutrophils. This inhibitory effect requires PGE2-G hydrolysis into PGE2 by neutrophils, and the activation of the EP2 receptor on their surface. Our work will allow a better understanding of how endocannabinoid hydrolysis should be blocked in humans, and of the biological effects that will result from this inhibition. The goal is to develop new treatments against chronic inflammatory diseases, which will enhance the analgesic and anti-inflammatory effects of endocannabinoids while limiting their deleterious effects.

La mise au point de nouveaux matériaux possédant des propriétés antibactériennes est un sujet intéressant le monde médical et environnemental. Pour cela, les polymères commerciaux de Merrifield et de Wang-benzaldéhyde ont été modifiés par greffage de motifs calixarèniques polycationiques antibactériens inspirés des travaux du laboratoire et désignés pour interagir avec la surface bactérienne chargée négativement. Ces calixarènes ont été modifiés sur la partie basse, de façon contrôlée, par incorporation d'un groupe espaceur fonctionnel permettant d'accéder à un greffage ciblé du polymère. Nous avons en premier lieu évalué plusieurs types de fonctionnalités introduites sur le calixarène, permettant la fixation de ces motifs sur le support polymérique. Ainsi une amination réductrice a été choisie pour l’ancrage sur la résine de Wang-benzaldéhyde, tandis qu’un point d’ancrage de type pyridinium, pour la résine de Merrifield, a retenu notre attention et s'est avéré être un excellent candidat pour le greffage des calixarènes. La validité de ce point d’ancrage pyridinium a pu être vérifiée par l’incorporation d’une sonde fluorescente (pyrène) et caractérisée par fluorescence à l’état solide, par spectroscopie infrarouge et analyse élémentaire, ces deux dernières étant appliquées à l'ensemble des polymères préparés par la suite. Au travers d'une étude de capture–relargage en milieu aqueux de deux antibiotiques carboxyliques (type quinolone et ß-lactame) le polymère pyridinium modèle, sans calixarène, a montré tout son intérêt, face à la cholestyramine (Questran®) ou à l'Amberlite IRA-400, en tant que résine échangeuse d'anions et pouvant mener à une utilisation en tant que dépolluant/décontaminant. En amont des études antibactériennes de ces nouveaux matériaux nous avons cherché à quantifier la capacité du matériau à retenir/séquestrer des bactéries. L’électrophorèse capillaire, méthode analytique rapide et sensible, s’est présentée comme une solution adéquate. Sur le modèle E. coli., les résines polycationiques synthétisées ont été évaluées en tant que séquestrants en milieu aqueux. Les résultats obtenus prouvent l’efficacité de certaines d’entre elles; la capture a finalement été confirmée par microscopie de fluorescence confocale. Le nombre de bactéries fixées à la surface du matériau a pu être visuellement évalué
Development of new materials with antibacterial properties is a major concern in medical and environmental world. It’s for that reason that, Merrifield and Wang commercial polymers were modified by grafting polycationic calixarenic sub-units inspired by laboratory work and designed to interact with negatively charged bacterial surface. Those calixarenes were modified on the lower part, in a controlled manner, by the incorporation of a functional spacer group leading to a targeted grafting of the polymer. We have, at first, evaluated several kinds of functionalities introduced on the calixarene, giving us the opportunity to graft them on the polymeric support. Like this, a reductive amination was chosen to anchor the Wang-benzaldehyde resin, whereas a pyridinium anchoring point was pointed out as a very good candidate for the grafting of calixarenes. The validation of this pyridinium anchoring point was checked by incorporation of a fluorescent probe (pyrene) and characterized by solid state fluorescence, by infrared spectroscopy, those two lasts analysis were applied for all the other grafted polymers grafted after that. Through a capture-release study in aqueous media of two carboxylic antibiotics (quinolone and ß–lactame kind), the pyridinium polymer model, without calixarène, showed his interest faced to Cholestyramine (Questran®) or Amberlite IRA-400, as an anion exchange resin and leading to depoluting/decontamination applications. Before antibacterial studies of thoses new materials, we wanted to find a way to quantify the material capacity to catch/hold bacteria. Capillary electrophoresis, rapid and sensitive analytical method, appeared as a perfect solution. Using E. coli model, synthesized polycationic resins were evaluated as sequestering agent in aqueous media. Results obtained prove the efficiency of some of them; capture was finally confirmed by confocal fluorescent microscopy. The number of bacteria fixed by material surface could be visually evaluated

Le diabète de type 2 est souvent associé à un stress oxydant pouvant entrainer plusieurs complications métaboliques. Au Sénégal, en plus du traitement médicamenteux, les plantes médicinales restent encore très utilisées dans la prise en charge de cette pathologie. Le but de ce travail a été de contribuer à la valorisation de la biodiversité sénégalaise et plus particulièrement d’approfondir les connaissances phytochimiques de Parinari macrophylla Sabine, utilisée traditionnellement pour le traitement du diabète. Pour cela, l’activité anti-radicalaire totale et au niveau moléculaire des feuilles et écorces a été déterminée par les méthodes TEAC, ORAC et HPLC - ABTS•+ online. De plus un screening phytochimique (réactions de précipitation, CCM) a été réalisé et a permis de mettre en évidence plusieurs groupes chimiques de composés tels que des flavonoïdes, des tanins, des terpènes, des anthracènes, des saponosides, des hétérosides cardiotoniques et des alcaloïdes. Pour l’identification des composés actifs, la RMN et l’approche par réseau moléculaire (UHPLC-MS), ont permis d’identifier l’acide chlorogénique, l’hyperoside, la procyanidine B2 et d’autres procyanidines. L’étude in vitro réalisée sur un modèle cellulaire RINm5F a montré une faible activité anti-radicalaire des extraits de plante vis-à-vis d’un stress induit à l’HX-XO. Toutefois les composés identifiés dans cette étude sont connus pour leurs effets antioxydants et inhibiteurs sur les enzymes digestives responsables du métabolisme du glucose. Cela pourrait justifier l’utilisation de cette plante dans le traitement du diabète de type 2 par les tradithérapeutes Sénégalais
Type 2 diabetes is often associated with oxidative stress that can lead to several metabolic complications. In Senegal, in addition to drug treatment, medicinal plants are still widely used in the treatment of this pathology. The aim of this work was to contribute to the enhancement of Senegalese biodiversity and more particularly to improve the phytochemical properties of Parinari macrophylla Sabine, traditionally used for the treatment of diabetes. For this, the total antiradical activity and at the molecular level of leaves and bark has been determined by the TEAC, ORAC and HPLC - ABTS-+ online methods. In addition, a phytochemical screening (precipitation reactions, CCM) was carried out and revealed several chemical groups of compounds such as flavonoids, tannins, terpenes, anthracenes, saponosides, cardiotonic heterosides and alkaloids. For the identification of active compounds, NMR and the molecular network approach (UHPLC-MS), identified chlorogenic acid, hyperoside, procyanidin B2 and other procyanidins. The in vitro study carried out on a RINm5F cellular model showed a low anti-radical activity of plant extracts against HX-XO-induced stress. However, the compounds identified in this study are known for their antioxidant and inhibitory effects on digestive enzymes responsible for glucose metabolism. This could justify the use of this plant in the treatment of type 2 diabetes by Senegalese traditional therapists

Cette étude se déroule en deux parties, la première partie est consacrée à la mise en place d’une méthodologie dans le but d’isoler les métabolites secondaires. La seconde partie décrit les propriétés phytochimiques de poudres issues de matrices végétales en fonction de leur granulométrie. Dans la première partie, qui est consacrée à l’isolement de métabolites secondaires par HPLC semi-préparative, la mise en place du processus d’isolement de l’hédéracoside C et l’α-hédérine, a été effectuée à partir d’extraits de parties aériennes du lierre (Hedera helix L.). La généralisation de ce processus d’isolement appliqué aux extraits de parties aériennes du millepertuis (Hypericum perforatum L.) a permis d’isoler avec succès un hypéroside qui est un des flavonoïdes marqueur du millepertuis. Le but de cette deuxième partie est dans un premier temps, de valider le procédé de broyage et de tamisage du matériel végétal : PTC « Pulvérisation & Tamisage différentiel Contrôlés » à l’échelle industrielle pour la production de différentes classes granulométriques des poudres. A cet effet, les résultats d’analyses phytochimiques de classes granulométriques de neuf plantes de la Région Lorraine obtenues par PTC à l'aide d’un pilote industriel sont comparés à ceux obtenus à l’échelle du laboratoire. Les plantes sélectionnées snot : le fenouil (Foeniculum vulgare Mill.), le saule blanc (Salix alba L.), le millepertuis (Hypericum perforatum L.), l’ortie (Urtica dioica L.), la solidage (Solidago virgaurea L.), la piloselle (Hieracium pilosella Vaill.), le rosier des chiens (Rosa canina L.), la griffe du diable (Harpagophytum DC.) et le lierre (Hedera helix L.). L’évaluation de l’activité antioxydante ainsi que les analyses effectuées par LC-MS indiquent que la production des poudres à l’échelle du laboratoire est généralisable à l’échelle industrielle.Par ailleurs, pour la première fois, l’application à quatre fruits : la cerise (Prunus avium L.), la pêche (Prunus persica L.), la quetsche (Prunus domestica subsp. Insititia L.) et la mirabelle (Prunus domestica subsp. Syriaca) de la Région Lorraine du procédé PTC à l’échelle du laboratoire montre que l’extraction par voie sèche est une nouvelle méthode pour enrichir certaines classes granulométriques en composés bioactifs
This study is divided into two parts, the first one is devoted to the implementation of a methodology to isolate secondary metabolites. The second describes the phytochemical properties of powders of vegetal material according to their particle size. In the first part, which is dedicated to the isolation of secondary metabolites by semi-preparative HPLC, setting up the isolation process for hederacoside C and α-hederin was performed using extracts of aerial parts of ivy (Hedera helix L.). The generalization of this isolation process applied to the extracts of aerial parts of st. john's wort (Hypericum perforatum L.) lead to successful isolation the hyperoside, which is one of the characteristic flavonoids of st. john's wort. The purpose of this second part is to validate the process of grinding and sieving plant material: CDS « Comminution and to control Diffraction Sieving » under industrial scale to product different granulometric classes of powders. For this purpose, the results of phytochemical analyses of granulometric classes of nine plants from the Lorraine Region obtained by CDS using an industrial pilot are compared with those obtained under laboratory scale. Selected plants are fennel (Foeniculum vulgare Mill.), white willow (Salix alba L.), st. john's wort (Hypericum perforatum L.), nettle (Urtica dioica L.), goldenrod (Solidago virgaurea L.), pilosella (Hieracium Pilosella Vaill.), dog rose (Rosa canina L.), devil's claw (Harpagophytum DC.) and ivy (Hedera helix L.). The evaluation of the antioxidant activity, as well as the analyses carried out by LC-MS, indicate that the production of powders under laboratory scale is generalizable to industrial scale. In addition, for the first time, the application of the CDS process under laboratory scale for four fruits: cherry (Prunus avium L.), peach (Prunus persica L.), damson (Prunus domestica subsp. Insititia L.) and mirabelle (Prunus domestica. subsp. Syriaca) from Lorraine Region shows that CDS is a new dry extraction method to enhance bioactive compound concentrations in particular granulometric classes

Le travail suivant est consacré d'une part à l'emploi du calix[4]arène comme une plate-forme organisatrice de principes actifs pour la conception de nouvelles prodrogues. Ce concept a été développé avec des substances antibactériennes ou antivirales, choisies comme modèles. Les conjugués calixarène - anti-infectieux ainsi synthétisés sont amphiphiles et insolubles dans l'eau. Leur comportement interfacial a été étudié via l'interface eau-air, mime d'une interface hydrophile-hydrophobe physiologique, à l'aide de la technique des films monomoléculaires de Langmuir. Nos résultats indiquent que ces prodrogues étalées à l'interface eau-air peuvent libérer leurs principes actifs dans la sous-phase. La méthodologie développée pour ces études de réactivité interfaciale pourrait à l'avenir être appliquée à d'autres prodrogues à base de calix[4]arène. Un second projet a concerné le trifluoroacétate de tétra-p-(guanidinoéthyl)-calix[4]arène (CX1). Ce composé présente des propriétés antibactériennes à large spectre, couplées à une faible toxicité cellulaire. Nos travaux ont visé à mieux comprendre son mode d'action, lié à une perturbation des parois bactériennes, par une approche physico-chimique. La technique de Langmuir a donc été employée afin d'étudier les interactions entre le CX1 et des films monomoléculaires de phospholipides étalés à l'interface eau-air, utilisés comme modèles de membrane bactérienne. Nos résultats nous ont permis de proposer un mode d'organisation des membranes bactériennes sous l'influence du CX1. Nous avons ainsi apporté des précisions sur son mécanisme d'action qui pourraient être utiles dans le développement de nouveaux calixarènes antibactériens
This work begins with utilization of the calix[4]arene macrocycle as organizing platform of anti-infectious molecules shaped as prodrug. The concept has been explored using antibacterial (nalidixic acid) and antiviral (aciclovir, ganciclovir) molecules, chosen as models. The calixarene - anti-infectious conjugates synthesized have amphiphilic structure and are insoluble in aqueous media. Their interfacial behavior was studied via the air-water interface, considered as mimic of biological hydrophilic-hydrophobic interfaces, using Langmuir monolayers technique. Our results indicate that calixarene-based prodrugs spread at the air-water interface are able to release anti-infectious molecules into the subphase. The original methodology employed for interfacial reactivity studies could be applied to further calixarene-based prodrugs. A second project concerns the trifluoroacetate salt of tetra-p-(guanidinoethyl)-calix[4]arene (CX1). CX1 is antibacterial, active against various Gram-positive and Gram-negative bacteria, with low eukaryotic cell toxicity. The aim of our work was to get more insight in the mechanism of action of CX1, involving bacterial wall disruption, by a physico-chemical approach. The Langmuir monolayers technique was employed in order to study interactions between CX1 and phospholipid monolayers spread at the air-water interface, used as models of bacterial membranes. Our results led us to propose a particular reorganization mode of bacterial membranes upon interactions with CX1. This proposal gives more understanding in the mechanism of biological activity of CX1, and could be helpful in developing new antibacterial calixarene derivatives

Le choix des molécules à tester joue un rôle essentiel dans le succès d'un criblage destiné à identifier de nouveaux composés bioactifs. Les deux étapes importantes dans la préparation des molécules pour le criblage sont le choix de l'espace chimique à considérer et la sélection des molécules pertinentes dans cet espace.
Idéalement la préparation des composés destinés au criblage devrait se faire grâce à un logiciel dédié à cette problématique. Il n'existe cependant aucun logiciel qui soit complètement adapté. Nous avons donc entrepris le développement d'un logiciel de ce type : ScreeningAssistant.
Ce logiciel s'appuie sur un système de gestion de bases de données et permet de créer et de maintenir à jour des chimiothèques de plusieurs millions de molécules uniques provenant de fournisseurs différents. Il permet également de filtrer les structures, en éliminant les molécules potentiellement problématiques ou avec des probabilités d'activités faibles, et de sélectionner un ensemble de composés divers.
Ce logiciel a été utilisé pour l'analyse d'une base de 5 millions de références provenant de 38 fournisseurs de produits chimiques. La proportion de composés uniques, originaux, « drug-like », « lead-like », et divers ont été comparés. La diversité a été étudiée en utilisant des notions différentes, et un score de diversité globale, prenant en compte la diversité suivant les différents critères, a été proposé.
Différentes applications de sélection de composés pour le criblage sont présentées. Ces applications utilisent le programme ScreeningAssistant et d'autres algorithmes développés pour résoudre certains problèmes particuliers.

Plusieurs études ont rapporté l'activité antimicrobienne et anti-oxydante d'extraits de sous-produits végétaux. Le recours à l'utilisation de ces extraits dans les produits alimentaires pourrait constituer une stratégie innovante et prometteuse. Les résidus de fruits et légumes peuvent être une source potentielle de composés bioactifs. L'enjeu de cette étude était d'initier des recherches qui pourront aboutir au développement d'agents anti-oxydants-antimicrobiens à partir des sous-produits végétaux destinés à la conservation des aliments, comme une alternative aux produits chimiques synthétiques. L'étude initiale a été d'identifier des extraits de fruits et légumes qui possèdent à la fois de grandes propriétés antimicrobiennes et anti-oxydantes. Enfin, des moyens simples pour augmenter l'activité antimicrobienne de ces extraits ont été étudiés. Environ 160 extraits aqueux de sous-produits de fruits et légumes ont été criblés pour évaluer leur potentiel antimicrobien et anti-oxydant. L'activité antimicrobienne a été déterminée par l'inhibition de la croissance d'Escherichi coli et de Bacillus subtilis. L'activité anti-oxydante a été mise évidence par le test au DPPH (2,2-diphenyl -1-picrylhydrazyl). L'étude a conduit à l'identification des extraits présentant à la fois un potentiel antimicrobien et des propriétés anti-oxydantes. Les propriétés bioactives des extraits sont influencées par le pH de l'extrait, le type de tissu (fruits, feuilles et racines) et le type physiologique des fruits (climactérique). Les résultats ont montré l'existence d'une relation entre les propriétés anti-oxydantes et antimicrobiennes des extraits de plantes. De ce fait, l'indice anti-oxydant-antimicrobien développé pourrait être utile dans le choix des sources végétales bioactives. Les extraits de plantes aux propriétés antimicrobiennes et anti-oxydantes présentent un potentiel comme agent de conservation sécuritaire, bénéfique pour la santé et économique. La considération de la vitesse de piégeage des radicaux (facteur du temps) pour définir l'efficacité réelle (capacité) du système anti-oxydant a été considérée comme la meilleure manière d'exprimer avec plus de fiabilité le pouvoir anti-oxydant réel. La nouvelle expression, le pouvoir antiradicalaire - ARP, produite à partir du test DPPH, peut être plus utile pour identifier l'activité anti-oxydante des échantillons biologiques. Certains échantillons présentaient une valeur ARP élevée tels que les extraits de rambutan, feuille de canneberge, feuille de bleuet, feuille de vigne (sauvage), feuille de framboise, feuille de bétel, avocat, grenade et cherimoya. Les extraits de feuilles possèdent, en général, une valeur d'ARP supérieure à celle des fruits tandis que, les extraits de racines présentent les plus faibles ARP. De plus, cette étude montre également que le nombre moyen d'oxydation du carbone de mélanges complexes tels que des extraits de plantes peut prédire leur pouvoir anti-oxydant, en dépit de la disparité entre les tissus de feuilles et de fruits. Le spectre d'activité anti-radicalaire d'extraits sélectionnés a été exploré. L'activité anti-oxydante a été évaluée par différentes méthodes incluant, capacité anti-oxydante équivalente de Trolox (TEAC), essai de radicaux libres (DPPH), test du pouvoir réducteur d'ion ferrique (FRAP), mesure du potentiel d'oxydoréduction, réduction du peroxyde d'hydrogène, du radical hydroxyle, d'anion superoxyde, d'oxyde nitrique et de l'activité de chélation du fer. Les teneurs totales en composés phénoliques (TPC) et en flavonoïdes (TFC) des extraits ont également été déterminées. Les extraits de feuille de bétel, fruit de bleuet, feuille de cassis, feuille de canneberge ont montré une bonne activité de piégeage des radicaux (essai TEAC); ceux de pomme, oseille, vigne rouge et racine de pissenlit étaient efficaces contre SOA; ceux de feuilles de canneberge, feuille de bleuet, cassis et romarin contre le radical hydroxyle; ceux de bette à carde, panais, brocoli et orange contre H2O2; et ceux de pomme de terre, banane, oseille, feuille d'argousier contre l'oxyde nitrique. Les extraits de feuille et fruit de bleuet, grenade, cassis et feuille de bétel ont montré un bon pouvoir réducteur d'ion ferrique. Les extraits possédant la capacité élevée de chélation du fer étaient: feuille d'argousier, radis, panais, feuille de bétel et mangoustan. L'extrait de feuille de bétel présentait des activités élevées, y compris de fixation du fer et de piégeage de divers radicaux, à l'exception de l'oxyde nitrique, où l'activité était néanmoins modérée. Les essais de TEAC, de DPPH et de FRAP fournissent essentiellement la même réponse concernant l'activité anti-oxydante des extraits de plantes, ce qui suggère que l'un de ces essais serait suffisant pour évaluer leur capacité anti-radicalaire.
Cette étude suggère également que l'activité anti-oxydante d'une substance, déterminée par un ou plusieurs essais, ne donne pas une image complète de son efficacité contre les diverses espèces de radicaux oxygénés; et elle montre que la détermination du spectre de l'activité anti-radicalaire serait nécessaire. L'activité antimicrobienne des extraits de plantes sélectionnés a été évaluée en détail par turbidimétrie en milieu liquide et par diffusion en milieu solide (gel). L'activité antimicrobienne a été exprimée dans la première méthode par l'inhibition de la croissance (GI), par la concentration minimale inhibitrice (MIC) et par une nouvelle expression, dénommée index antimicrobien (AMI). Dans la seconde méthode, l'activité a été exprimée en zone d'inhibition. L'AMI prend en compte les trois phases de croissance des bactéries. Bien que les méthodes turbidimétriques soient fiables dans l'évaluation de l'activité antimicrobienne des substances, la nouvelle expression (AMI) semble être plus significative car, elle comprend l'information sur l'interaction entre la substance et le micro-organisme et sa vitesse de croissance en présence de cette substance. De plus, l'AMI démarque l'activité des échantillons, même ceux qui sont très actifs. Le spectre d'activité antimicrobienne des extraits de plantes sélectionnés a été également étudié. Seulement quelques extraits ont montré un spectre d'activité antimicrobienne assez large. En effet, seul l'extrait de feuille de bétel a un large spectre d'activité contre les bactéries, les levures et les champignons, suivis des extraits de grenade et de fruits d'argousier qui semblent être efficaces contre les bactéries et les levures. L'extrait de cassis est effectivement une substance antibactérienne. Finalement, différentes stratégies pour améliorer l'activité antimicrobienne d'extraits anti-oxydants-antimicrobiens sélectionnés ont été explorées. Trois approches, incluant l'extraction par solvants sélectifs, le mélange binaire des extraits et l'addition de composés végétaux, ont été étudiées. L'activité anti-oxydante-antimicrobienne et le profil phytochimique ont été analysés. Le résultat montre que l'eau chaude peut être utilisée comme solvant pour l'extraction d'agents anti-oxydants-antimicrobiens d'origine végétale, bien qu'un solvant polaire extrait en préférence les substances phénoliques et modestement les substances non polaires comme les terpénoïdes. Toutefois, compte tenu du rendement et de l'activité des extraits, l'eau semble être appropriée, et elle peut être considérée comme un solvant efficace pour les fruits qui sont riches en substances phénoliques. Néanmoins, d'autres solvants sélectifs doivent être considérés pour l'extraction des substances actives non-polaires issues de matière première végétale comme les feuilles. Certaines augmentations de l'activité antimicrobienne sont possibles par le mélange de deux extraits de plantes ou par l'addition de composés végétaux. On a aussi observé que la composition des mélanges peut être importante, car les interactions synergiques ou antagonistes se retrouvent dans certaines proportions. Le mélange des extraits de grenade et cassis d'une part et le mélange des extraits de thé vert et pomme de cajou d'autre part ont montré une amélioration d'activité. L'ajout de glyoxal de méthyle et mono-caprine a également produit une augmentation de l'activité des extraits de plantes. L'addition de glyoxal de méthyle à 25 % (p/p) a amélioré l'activité des extraits de grenade et de cassis. Dans l'ensemble, ce travail a exploré le potentiel des extraits des sous-produits de fruits et de légumes comme agent anti-oxydant-antimicrobien. Les extraits de plantes montrant des potentiels anti-oxydants et antimicrobiens regroupent: olive, canneberge, noni, feuille de bétel, cassis, grenade, citronnelle, épinard, raisin vert (vin), cassis (résidu), aubergine, ramboutan, prune indienne, feuille de canneberge, feuille de romarin, feuille de vigne (sauvage), thé vert, mangoustan et feuille de framboise. Cependant, de cette liste, seuls quelques extraits (feuille de bétel, grenade, résidus de cassis) présentent un large spectre d'activité anti-oxydante et antimicrobienne. En outre, cette étude a introduit de nouvelles expressions pour l'activité anti-oxydante (ARP) et antimicrobienne (AMI) des mélanges complexes tels que les extraits de plantes. Ces expressions peuvent être utiles pour le criblage de matériels d'origine végétale dans la recherche de ces activités. Un autre enseignement de cette étude est que l'amélioration de l'activité antimicrobienne des extraits de plantes ne peut pas être possible simplement par le mélange d'extraits, en raison des interactions potentielles entre les composants des extraits. La connaissance de la composition phytochimique est essentielle pour comprendre de telles interactions, dans la sélection des mélanges et pour déterminer les approches possibles pour améliorer l'activité antimicrobienne.
Les sous-produits de végétaux peuvent être une source potentielle d'antioxydant-antimicrobiens pour une application dans la conservation des aliments, comme alternative aux agents synthétiques, mais beaucoup de travaux sont encore nécessaires pour atteindre ce but, ce qui nécessiterait une approche systémique.
There is a growing interest in the development of strategies to use agricultural and industrial residues as a source of high value-added, including bioactive products. The residues of fruits and vegetables may be a potential source of bioactive compounds. The major objective of this work is to conduct studies to pave the way for the development of antioxidant-antimicrobials from plant by-products for use in food preservation, as alternative to synthetic chemicals. The starting point was the identification of extracts of fruit and vegetable extracts exhibiting high antimicrobial and antioxidant properties. The selected extracts were then characterized for their spectrum of antioxidant and antimicrobial activities. Finally, simple ways of enhancing the antimicrobial activity of the selected extracts were examined. Aqueous extracts of about 160 fruit and vegetable by-products were evaluated for their potential as antimicrobial and antioxidant agents. The growth inhibiting activity of all the 160 extracts were tested against Escherichia coli, and Bacillus Subtilis; and the antioxidant activity was determined by DPPH radical scavenging assay. The pH of the extract, type of tissue (fruit, leaf and root) and physiological type of fruits (climacteric) had impact on the bioactive properties. There was some relationship between antioxidant and antimicrobial properties of the plant extracts. The proposed antioxidant-antimicrobial index may be useful in the selection of plant sources of bio-actives. Consideration of rate of radical quenching (time factor) to define actual efficacy (capacity) of antioxidant system was found to be a better and reliable way of expressing the real antioxidant power. The new expression, antiradical power - ARP, generated from DPPH assay may be more useful in identifying the antioxidant activity of biological samples. Some samples exhibited high ARP value such as rambutan, cranberry leaf, blueberry leaf, grape leaf (wild), raspberry leaf, betel leaf, avocado, pomegranate and custard apple. Leaf extracts possess, in general, higher ARP than fruits, and root extracts possess low ARP. In addition, this study also suggests that average carbon oxidation number of complex mixtures such as plant extracts may portend their antioxidant power, in spite of the disparity between leaf and fruit materials. In chapter 4, plant extracts selected from the original 160 were investigated for their spectrum of anti-radical activity. The antioxidant activity was evaluated by Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), DPPH free radical assay (DPPH), ferric reducing power assay (FRAP), redox potential measurement, hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide anion, nitric oxide and iron chelating activities. Their total phenolic content (TPC) and total flavonoid content (TFC) were also determined. Betel leaf, blueberry fruit and black currant and cranberry leaf showed high radical scavenging activity (TEAC assay); apple, sorrel, red grape and dandelion root were effective against SOA; cranberry leaf, blueberry leaf, black currant and Rosemary against hydroxyl radical; rainbow chard, parsnip, broccoli and orange against H2O2; and potato, banana, sorrel, sea buckthorn leaf against nitric oxide. Blueberry leaf and fruit, pomegranate, black currant and betel leaf showed high ferric ion reducing power. The extracts showing high iron binding capacity were: sea buckthorn leaf, radish, parsnip, betel leaf and mangosteen. Betel leaf extract exhibited high activities, including iron binding and scavenging of various radicals except nitric oxide, where the activity was moderate. TEAC, DPPH and FRAP assays provide essentially the same response with respect to the antioxidant activity of plant extracts, suggesting that any one of them would be adequate to evaluate their anti-radical capacity. This study also suggests that antioxidant activity of a substance, determined by one or more related assays, does not give the complete picture of its effectiveness against various species of oxygen radicals; and emphasizes that determination of the spectrum of the anti-radical activity would be necessary. In chapter 5, the antimicrobial activity of selected plant extracts was evaluated in detail by turbidimetric methods in liquid medium, and by well-diffusion method in gel medium. The antimicrobial activity was expressed in the former by growth inhibition, minimum inhibitory concentration - MIC and by a new expression, the antimicrobial index – AMI; and in the latter, expressed by zone of inhibition. AMI takes into account all the three growth phases of the bacteria. Although the turbidimetric methods were in good agreement in the assessment of the activity of the substances, the new expression, AMI, appears to be more meaningful since it carries the information regarding interaction between the substance and the microorganism and the growth rate in the presence of that substance. In addition, AMI demarcates the activity of samples, even those found to be highly active. Furthermore, the spectrum of antimicrobial activity of selected plant extracts was also examined. Only a few extracts showed some broad spectrum in their activities. In effect, only betel leaf extract showed a broad spectrum of antimicrobial activity against bacteria, yeasts and fungi; whereas pomegranate and sea buckthorn fruit extracts appear to be effective against both bacteria and yeasts. Black currant extract is effectively an antibacterial substance. In chapter 6, various ways of enhancing the antimicrobial activity of selected antioxidant-antimicrobial extracts were explored. Three approaches, including selective solvent extraction, binary blending of extracts and addition of plant compounds were investigated. Antioxidant, antimicrobial activity and the profile of phytochemical classes were analyzed. The results showed that hot water could be used for solvent extraction of antioxidant-antimicrobials from plant materials, albeit a polar solvent that extracts phenolic substances preferably and only modestly non-polar substances such as terpenoids. However, considering the yield of the extracts and the activity, water appeared to be an effective solvent solvent for fruit sources that are rich in phenolic substances. Other selective solvents must be considered for extraction of active non-polar substances for plant sources such as leaves. Some enhancement in antimicrobial activity was possible by either mixing plant extracts or by the addition of plant compounds. It was also observed that the composition of blends or mixtures might be important, since synergistic or antagonistic interactions occurred at certain proportions. Pomegranate and black currant extract blends and green tea and cashew apple extract blends showed enhancement in activity. The addition of methyl glyoxal and mono-caprin also showed enhancement in the activity of plant extracts. Methyl glyoxal at 25 % (w/w) addition improved the activity of pomegranate and black currant extracts. Overall, this work explored the potential of extracts of fruit and vegetable by-products as anti-oxidant-antimicrobials. Some plant extracts having potential as antioxidant-antimicrobial agents. They include: olive, cranberry, noni, betel leaf, black currant, pomegranate, lemon grass, spinach, green grape (wine), black currant (residue), egg plant, rambutan, Indian plum, cranberry leaf, rosemary leaf, grape leaf (wild), green tea, mangosteen and raspberry leaf. However, the list is reduced to a few (betel leaf, pomegranate, black currant residue), should broad antioxidant and antimicrobial activities are taken into account. In addition, this study introduces new expressions for antioxidant (ARP) and antimicrobial (AMI) activities of complex mixtures such as plant extracts, and they can be useful in the screening of plant materials for these activities. The knowledge of the phytochemical composition is essential to understand such interactions, in the selection of mixtures and to determine possible approaches to enhance the antimicrobial activity. Plant by-product can be a potential source of antioxidant-antimicrobial for use in food preservation, as alternative to synthetic agents, but much work is needed to realize this goal, and that would require a systemic approach.

Cancer is a major public health concern, and there are no entirely effective treatments. Therefore, natural product-based alternative therapies have been suggested as effective therapeutics against cancer. Marine algae are a promising research tool considered a natural source of bioactive compounds embedded in marine ecology. Algae synthesize a vast variety of bioactive compounds, including polysaccharides, polyphenols, sterols, alkaloids, flavonoids, tannins, proteins, essential fatty acids, enzymes, vitamins, and carotenoids. These pure compounds are composed of intricate structures and exhibit a wide array of possible capabilities, including anticancer potency, in a plethora of in vitro and in vivo settings. Further, these bioactive constituents derived from seaweeds target crucial molecules that control the development of cancer. So, this chapter mainly focuses on the anti-cancer properties of pure compounds isolated from seaweeds and their therapeutic potential against a wide array of cancer types.

In the last decades, food-derived bioactive compounds from marine and aquaculture sources garnered much attention due their potential to act as natural alternatives to synthetic compouds widely used. The consumer preference toward health-promoting foods and to development of new functional food is a leading trend in the food industry. The 70% of the earth’s surface is covered by the world’s oceans, which represents an enormous potential resource for the discovery of bioactive molecules. Furthermore, in the last, aquaculture is the fastest-growing sector in agriculture and has been highlighted as an alternative to ensure future global access to seafood. The industrial fish processing generates about 350–600 kg solid wastes per ton and are mainly used as a product with low cost as fish and shrimp meal. However, these byproducts are natural sources of bioactive compounds.The identification of bioactive compounds from marine and aquaculture byproducts sources has been a major effort in several types of research in the world. These organisms serve as a rich source of functional materials such as collagen, gelatin, polysaccharides, enzymes, and bioactive peptides with valuable nutraceutical, and pharmaceutical potentials. This review will address these compounds that can be used for the development of functional foods.

Highly branched cyclic glucan (HBCG) or cyclic amylopectin (CA) is a new type of dextrin that is produced from amylopectin via cyclization reaction of a branching enzyme. HBCG is a white odourless powder in which the structural units consist of α-d-glucose monomers. HBCG is made of at least 80% highly-branched cyclic dextrin molecules, which are characterized by a molecular weight ranging from 30 000 to 1 000 000 and a weight-average degree of polymerization of 2500 glucose units. The dextrose equivalent (DE) value of HBCG, a measure of the reducing power (d-glucose), is <5 (the DE value of dextrose is 100). The short linear chains of HBCG are composed of α-(1 → 4)-linked glucose units with branching occurring via α-(1 → 6) glucosidic bonds, while the ring structure (or cyclic α-glucan moiety) is formed by an α-(1 → 6) linkage between the terminal glucose of a free chain and a non-terminal glucose in another chain and is composed of 16 to 100 α-linked glucose units. HBCG also contains less than 3.5% of single glucose molecules, and approximately 10% of other saccharide molecules that are either smaller or larger than HBCG.

The broad bean progenitor was a local wild vegetation, which was discovered in a prehistoric Natufian culture site. It is in symbiosis with Rhizobium leguminosarum for nitrogen fixation. It has a large genetic diversity and belongs to the third largest family of angiosperms, with over 16,000-19,000 species. Commonly, the genotypes are V. faba var. major, minor, equina and paucijuga. Some of its applications, for example, are as pills for Parkinson´s disease or hypertensive patients due to its L-Dopa, and high potassium and low sodium contents, respectively. Likewise, bread, biscuits, pasta, emulsions and beverages can be fortified with broad bean flour, improving the protein content. The majority of proteins contained in the broad bean are globulins (80%), followed by albumins (20%), and, in a lesser amount, glutelins (15%) and prolamins (6%). Globulins are composed of legumin and vicilin/convicilin. Broad bean is a cheap and healthy source of protein. Therefore, it can produce biologically active peptides; for example, NPN-1 can decrease muscle wasting; protein hydrolysates are hypocholesterolemic; VFTI-G1 is anticarcinogenic (IC50=30µM); moreover, a protease inhibitor isolated from a broad bean, is useful in the treatment of fungal disease in HIV-infected patients (51.2% inhibition at 32 µM). In addition, fraction F1 has antityrosinase activity IC50=0.140; and fabatins have moderate activity against E. coli, E. Hirae and P. aeruginosa. The future of product developments in food and pharmacology lies in a combination of breakthroughs in genetics, physiology of the gut, hydrolysis, extrusion and purification of BAPs.

Abstract Cold Gas Spray (CGS) technology has allowed the development of biofunctional composite coatings composed of 45S5 and Polyetheretherketone (PEEK). The combination of a bioactive glass material embedded in a biocompatible polymeric matrix becomes this new composite in an interesting material for orthopedic applications since meet the biomechanical and biological requirements of an artificial implant. In the present study, blends of bioactive glass 45S5 and PEEK powder with different granulometry and 45S5/PEEK ratio have been prepared. These mixtures of powders have been deposited onto PEEK substrates by CGS with the goal of incorporating a bioactive additive to the biocompatible polymer, which can improve the bone-implant interaction of PEEK. The deposition efficiency (DE) and thickness of the coatings have been evaluated and from the results obtained, it was possible to conclude that DE and coating thickness are significantly affected by the granulometry and by the 45S5/PEEK ratio of the blends. By Scanning Electron Microscopy (SEM) inspection, it was observed that the use of blends with high 45S5/PEEK ratio led to the deposition of coatings with high content of 45S5 particles embedded in the polymeric matrix. Finally, the friction behavior of the coatings was analyzed performing ball-on-disk tests and these experiments showed that the presence of glass particles has a beneficial role in the wear resistance of the coatings.

Osteochondral tissue is composed of ordered and random biological nanostructures and can, in principal, be classified as a nanocomposite material. Thus, the objective of this research is to develop a novel biomimetic biphasic nanocomposite scaffold via a series of 3D fabricating techniques for osteochondral tissue regeneration. For this purpose, a highly porous Poly(caprolactone) (PCL) bone layer with bone morphogenetic protein-2 (BMP-2)-encapsulated Poly(dioxanone) (PDO) nanospheres and nanocrystalline hydroxyapatite was photocrosslinked to a Poly(ethylene glycol)-diacrylate (PEG-DA) cartilage layer containing transforming growth factor-β1 (TGF-β1)-encapsulated PLGA nanospheres. Novel tissue-specific growth factor-encapsulated nanospheres were efficiently fabricated via a wet co-axial electrospraying technique. Integration and porosity of the distinct layers was achieved via co-porogen leaching and ultraviolet (UV) photocrosslinking of water soluble poly(ethylene glycol) (PEG) and <150 um sodium chloride salt particles providing greater control over pore size and increased surface area. Our in vitro results showed significantly improved human bone marrow derived mesenchymal stem cells (hMSCs) adhesion and differentiation in bone and cartilage layers, respectively. In addition, we are working on developing a novel table top stereolithography (SL) apparatus for the manufacture of custom designed 3D biomimetic scaffolds with incorporated growth factor encapsulated nanospheres for osteochondral defect repair. Our early-stage SL development has illustrated good corroboration between computer-aided design (CAD) and manufactured constructs with controlled geometry. The ultimate goal of the novel tabletop SL system is the manufacture of patient-specific implantable 3D nanocomposite scaffolds for osteochondral defect repair. The current SL system developed in our lab allows for efficient photocrosslinking of two novel nanocomposite polymeric materials for the manufacture of three-dimensional (3D) osteochondral constructs with good spatiotemporal control of growth factor release in addition to exhibiting similar mechanical properties to that of the native tissues being addressed.

Introdução: Algumas espécies de cogumelos comestíveis com potencial medicinal, são fontes de vários compostos bioativos que expressam atividade antioxidante, agentes antimicrobianos, agentes antitumorais, agentes anti-inflamatórios, entre outros. A relação do tipo de substrato de cultivo com as propriedades bioativas do cogumelo é de interesse para a economia, diminuindo assim os custos do processo de cultivo e daqueles que buscam por alimentos mais saudáveis. Sendo o estado do Pará, o maior produtor de cacau do Brasil, torna-se interessante estudar a viabilidade do cultivo de “super cogumelos” em casca de cacau. Objetivo: Realizar levantamento bibliográfico quanto aos compostos bioativos produzidos por cogumelos em diferentes tipos de substrato e a viabilidade do cultivo em resíduos do cacau Material e métodos: Realizou-se o levantamento bibliográfico através de plataformas de pesquisa científica, como Periódicos Capes, Science, Springer e google acadêmico. Resultados: Ao total, 37 artigos incluindo os de revisões foram encontrados com a pesquisa "Bioactive compounds, Mushroom, Cocoa Pod Husk" no anos de 2015-2020. Ao todo, 18 publicações são nacionais. Cerca de 13 artigos abordam marjoritariamente sobre os compostos fenólicos presente nos coguemlos. Os compostos fenólicos são os principais antioxidantes encontrados nos fungos. Uma das propriedades importantes dos compostos fenólicos é a capacidade de eliminar radicais livres. Cogumelos do gênero Pleurotus cultivado em resíduos de cupuaçu e tucumã apresentaram alta capacidade antioxidante comparada ao cultivo em capim suplementado com farelo de trigo. Outros 4 artigos apontam o uso da casca de cacau no cultivo de Pleurotus ostreatus, demonstrando-se ser viável e sustentável produzir cogumelos no estado do Pará. Conclusão: A ingestão de cogumelos com elevadas propriedades bioativas produzidos a partir da casca de cacau como substrato de cultivo pode enriquecer a dieta da população rural.Visto que, nos últimos anos houve um aumento em números de publicações. Outro benefício desse uso é ao meio ambiente, evitando o descarte inadequado e gerando fontes potenciais de contaminação de microrganismos patógenos.

The encapsulation of lipophilic vitamins and other bioactive molecules in nanoemulsions can promote their stabilization, bioaccessibility, and bioavailability, which impacts various physiological processes. This research investigated how triacylglycerol crystallinity influenced the effect of beta-carotene (BC) encapsulation on emulsion properties, the degradation of BC nanoemulsions over time, and BC bioaccessibility during static in vitro digestion. Emulsions composed of 10 wt% palm stearin (PS) or palm olein (PO), 0.4 wt% Span 60, and 0.01 wt% BC were tempered to achieve four emulsions with different physical states: crystalline solid (PS-SE-BC); partially crystalline solid (PS-SE-25-BC); undercooled liquid (PS-LE-BC); and a control emulsion (PO-BC) not susceptible to crystallization. BC degradation under accelerated lighting conditions at 37o C, melting behaviour, and particle size were measured at baseline and after 14 days. Emulsions were subjected to simulated in vitro gastric and duodenal digestion for up to 24 hours, and BC bioaccessibility was determined at 1, 2, 4 and 24 hours. The baseline particle size distributions for all emulsions at baseline were similarly monomodal, centred around 0.8 um, and unchanged from emulsions without BC. However, at day 14, all the palm stearin emulsions had monomodal distributions but consisted of larger particles. The melting behaviour of emulsions at baseline and day 14 were similar, except for PS-LE-BC, which contained some solid fat by day 14. All emulsions showed statistically similar BC degradation after 14 days (P >0.05), and BC bioaccessibility was similar between all emulsions (P >0.05). Therefore, the presence of lipid crystallinity in the nanoemulsions did not significantly influence BC degradation or BC bioaccessibility. These results help to explain how lipid crystallinity may impact bioactive stability and bioaccessibility, highlighting its wide-ranging implications for nutrient delivery.

Silicone based medical devices, where the function is enhanced by the release of a drug or other bioactive compound, are of interest for a variety of applications. Such a device must release the drug at a given rate over a given period of time, while maintaining the shape and material properties required for the primary function of the device. Achieving these goals in an optimal fashion is challenging if one relies solely on traditional experimental work. Accurate numerical modeling compliments experimentation by allowing fast evaluation of parameters and subsequent validation of a select set of promising cases. Our ultimate goal is a numerical model which can accurately predict drug release characteristics from silicone elastomers with complicated geometry and inhomogeneous drug dispersion. In this work, we lay the foundations for such a comprehensive model. We describe a numerical model for simple geometries and carry out a parametric study for various initial and boundary conditions. We validate our modeling work by comparison with experimental trials, carried out by our own group. The work is carried out in a group composed of engineers and pharmaceutical scientists, ensuring step-by-step validation of models against experimental results.

Over the past decade, the potential of edible insects as a novel food ingredient in high value-added products has been investigated to find alternatives to conventional animal protein sources that are over-exploited and harmful to the environment. One of the most challenge for the edile insect industry is to improve the consumer acceptability for this non conventional food matrix. Although there are many complex factors that influence the consumers' perceptions and acceptability of insects as food, it is well-documented that insect-based foods in which insects were not visible to the consumer created less aversion, highlighting the importance of developing products with processed insects. In this context, the development of edible insect ingredients, from meal until insect protein isolate, is currently largely studied. More specifically, and because these ingredients are composed of a high amount of proteins, this macronutrient is of specific significance. In this context, edible insect proteins represent a great opportunity for the development of the edible insect industry due to their interesting nutritional aspect and bioactive properties. However, for the development of edible insect-based food for human consumption, it become necessary to control the impact of conventional and emerging food processing on the insect protein structures and techno-functional properties. Simultaneously, it is crucial to ensure that the insect-based food products generated after the different processing steps are safe for the consumer, mainly in terms of microbial contaminations and allergenicity. Consequently, and regarding the different points indicated above, this presentation will highlight the different opportunities and challenges regarding the development of insect protein-rich food ingredients.

Oleaginous yeasts may provide an alternative platform for the sustainable production of microbial lipids-derived biodiesel and other health promoting bioactive metabolites such as natural pigments. In this regard, traditional fermented foods are unique and untapped habitats for the isolation and characterization of oleaginous yeasts with beneficial properties. In this study, we analysed the yeast diversity from selected traditional fermented foods of Manipur and Mizoram, India and studied their oleaginous attributes for biodiesel production. 14 potential oleaginous yeasts were isolated using culture-dependent techniques. The isolates were identified by 5.8S internal transcribed spacer (ITS) rRNA gene sequencing. Intracellular triacylglycerides (TAG) accumulation by yeast cells were confirmed by Nile red fluorescence microscopy. Fatty acid methyl esters (FAME) profile of the yeast strains were analysed by GC-MS. The identified yeast isolates belonged to seven different genera viz. Rhodotorula, Pichia, Candida, Saturnispora, Wickerhamomyces, Zygoascus and Saccharomyces. Rhodotorula mucilaginosa R2 exhibited the maximum lipid content (% lipid/g dry cell weight) of (21.63 %) after 96 h of growth in nitrogen-limited medium. R. mucilaginosa R2 single cell oil (RMSCO) was transesterified into biodiesel with a conversion efficiency of 96.6 % using a heterogeneous potassium hydroxide catalyst (K-RAC) supported on R. mucilaginosa R2 deoiled cake activated carbon. The physico-chemical properties of the biodiesel derived from R. mucilaginosa R2 single cell oil were within the limits of ASTM and EN standards. FAME analysis of the transesterified lipid extract suggested the potential use of yeast derived oil as an alternative to vegetable oil for biodiesel production. Furthermore, carotenoids obtained from the pink yeast R. mucilaginosa R2 was composed of torularhodin, torulene and β-carotene and exhibited strong antioxidant activity. Keywords: Oleaginous yeast, Triacylglycerides, Fermented food, Rhodotorula mucilaginosa

Abstract Despite recent advances in bone tissue engineering, patient-specific treatment of bone pathology using porous osteoconductive scaffolds has faced clinical challenges, which to a great extent stem from a lack of mechanical strength as well as bioactivity (which are critical for osteogenesis, bone bridging, and ultimately bone healing). There is a need for synthesis of not only biocompatible, but also mechanically strong materials with low immunogenicity for bone regeneration. The goal of this industry-academia research work is to fabricate porous, biologically active, and mechanically robust bone tissue scaffolds for treatment of bone fractures, defects, and diseases. In pursuit of this goal, the overall objective of the work is to systematically investigate the effects of Nylon-6 as well as Nylon-66 on the mechanical properties of bone tissue scaffolds, fabricated using fused deposition modeling (FDM), which is a high-resolution additive manufacturing method. In this study, the fabricated bone scaffolds were composed of cellulose fibers, polyamide (nylon), as well as polyolefin (referred to as PAPC hereafter), having complex internal microstructures, designed based on triply periodic minimal surfaces (including Schwarz Gyroid, Schwarz Primitive, Schwarz Diamond, and Neovius microstructures). Three types of scaffolding composite materials, i.e., PAPC-I (Nylon-6-based), PAPC-II (Nylon-6-based), and PAPC-V (Nylon-66-based) were utilized in this study. The FDM fabrication of the bone scaffolds was based on a microcapillary nozzle (heated at 215 °C for PAPC-II as well as 235 °C for PAPC-I and PAPC-V) with a diameter of 400 μm, a print speed of 10 mm/s, and a material flow of 120%. Material deposition was on a heated surface, kept at 80 °C for PAPC-II as well as 95 °C for PAPC-I and PAPC-V. A layer height and line width of 200 μm and 300 μm, respectively, were set for the 3D-fabrication process. To avoid filament breakage during the FDM material deposition process, retraction distance as well as retraction speed were reduced to 5 mm and 10 mm/s, respectively. In addition, due to the brittle nature of PAPC-V (having a high Nylon-66 content), it was preheated prior to feeding. The mechanical properties (such as elasticity modulus) of the FDM-fabricated bone scaffolds were characterized using compression testing. Overall, the outcomes of this study will pave the way for patient-specific fabrication of mechanically robust and bioactive bone tissue scaffolds with optimal medical properties for the treatment of bone pathology.

medicine, industry, and biotechnology. Fungi produce a wide range of bioactive compounds, such as alkaloids, antibiotics, antifungals, immunomodulators, anticancer agents, enzymes, and vitamins. However, these compounds are often locked inside the fungal cell wall, which is composed of chitin, a tough substance that is dif�icult to digest by humans1. Therefore, it is essential to have a good extraction technique that can break down the chitin and release the valuable compounds from the fungi, this is especially essential in the laboratory for accurate lab assays and potency determination during routine HPLC chromatography analysis. During licensure and/ or certi�ication any given lab will be required to take a pro�iciency test which gauges the lab’s pro�iciency at measuring a given matrices for accurate evaluation. They evaluate our abilities to run the gear and accurately measure the potency of what was extracted; however, at the time of this writing none existed for extraction of the fungal material itself, so this remains a variable between testing labs. It is important that we openly share our extraction techniques for evaluating fungi materials speci�ically for the clean extraction of active alkaloids for which potency can be measure via chromatography and/or spectrometry devices. In this way hopefully creating less variables between testing lab and more concise results. In this paper, we present a novel sample prep and extraction technique for fungi that uses speci�ic solvent composition in conjunction with M.A.E (microwave assisted extraction) in 75% methanol , 25% water which helps break the cell wall to release the compounds. Also used is an ultrasonication unit and vortex mixer. Our technique quickly releases all the available alkaloids for accurate chromatography measurements in just two hours, forty-�ive minutes with minimal handling. We demonstrate the effectiveness and ef�iciency of our technique by applying it to magic mushroom fruit bodies for the extraction of tryptamines namely psilocybin and its active derivative psilocin; however, this technique can be used for other species of fungi and compounds like Cordyceps/ cordycepin or Lions’ mane/ erinacines, etc.. We also compare our technique with other popular methods in terms of extraction techniques, digestion times and solvent compositions. Our results show that our technique is superior to the others in terms of time and effectiveness while pulling all the active compounds and not degrading them. Our extraction technique for fungi chromatography analysis offers a new and improved way to access the natural products of fungi and explore their potential for various biotechnological applications. We hope that our technique will inspire further research and innovation in the field of fungal extraction and natural product.