Contribution à l'étude phytochimique et à l'évaluation du potentiel anti-cancéreux de Glaucium flavum, une plante utilisée en médecine traditionnelle algérienne

Ce travail de thèse a été mené afin d’évaluer les propriétés anticancéreuses de plantes médicinales algériennes dans le cadre de la recherche de nouvelles molécules à potentialités anticancéreuses. La première partie du travail a consisté à sélectionner des plantes utilisées en médecine traditionnelle locale afin d’en évaluer le pouvoir cytotoxique potentiel vis-à-vis de lignées de cellules cancéreuses mammaires humaines. Le screening de l’activité anticancéreuse in vitro a permis de sélectionner l’extrait de la racine de Glaucium flavum (G. flavum) qui s’est révélé très actif sur les cellules cancéreuses sans pour cela affecter les cellules normales testées. L’analyse par cytométrie de flux a démontré que l’extrait de la plante induisait un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M avec une surexpression de la protéine antiproliférative p21. Cet arrêt du cycle est suivi par une induction de la mort cellulaire par apoptose. Un test in vivo (modèle CAM) a confirmé notre intérêt pour cette plante. En effet, un impact significatif du traitement avec G. flavum a été observé sur la croissance tumorale et l'angiogenèse tumorale associée. Au vu de ces résultats prometteurs, cette plante a fait l’objet d’une étude phytochimique approfondie afin d’identifier le(s) alcaloïde(s) responsable(s) de l’effet anti-cancéreux. La deuxième partie du travail présente l’exploration phytochimique de l’extrait de la racine de G. flavum. A partir de l’extrait dichlorométhane de la racine, nous avons pu isoler un alcaloïde majoritaire, la protopine. Cependant, la protopine purifiée n’a pas permis de reproduire complètement l’effet anticancéreux de l’extrait alcaloïdique total. Nous avons pu isoler et identifier un deuxième alcaloïde majoritaire de la racine, la bocconoline. Nous avons démontré une activité antiproliférative significative de cette molécule sur la croissance des cellules cancéreuses de manière dose-dépendante (avec une IC50 de 7,8 μM) sans pour cela affecter la croissance des cellules non tumorales. La quantification de ces deux alcaloïdes dans G. flavum a révélé que la racine contient 0,84% de protopine et 0,07% de bocconoline (m/m), tandis que la partie aérienne ne contient que 0,08% de protopine et pas de bocconoline. Nos résultats ont confirmé que le principal alcaloïde de la partie aérienne de G. flavum est la glaucine et nous avons montré pour la première fois que la protopine est le principal alcaloïde de la racine. Enfin, nous sommes les premiers à démontrer que l’effet anticancéreux spécifique de l’extrait de racine de G. flavum contre les cellules cancéreuses du sein, peut être attribué, au moins en partie, à la bocconoline/This thesis was conducted in order to evaluate the anticancer properties of Algerian medicinal plants and in the framework of the discovery of new molecules with potential anticancer properties. The first part of this work consisted in the selection of specific plants used in local traditional medicine to assess their cytotoxic activity against human breast cancer cells. The screening in vitro of anticancer activity, allowed us to select the root extract of Glaucium flavum (G. flavum), which proved to be very active on breast cancer cells without affecting normal cells. Flow cytometry analysis showed that the plant extract induced a cell cycle arrest in G2/M phase with an overexpression of the antiproliferative protein p21 in cancer cells. The cell cycle arrest was followed by an induction of apoptosis. Then, an in vivo test (CAM model) confirmed the anticancer effect of this plant. Indeed, we observed a significant effect of G. flavum treatment on tumor growth and tumor-associated angiogenesis. Considering these promising results, this plant has been subjected to a phytochemical investigation to identify phytochemical alkaloids responsible for the anticancer effect. The second part of the work consisted in the phytochemical exploration of G. flavum root extract. We isolated the major alkaloid, protopine, from the dichloromethane root extract. However, purified protopine did not reproduce the full cytotoxic activity of the alkaloid extract on cancer cells. Further, we isolated and purified another major alkaloid of root extract, bocconoline. We demonstrated the significant antiproliferative activity of this molecule on the growth of cancer cells in a dose-dependent manner, with an IC50 value of 7.8 µM. Only a low cytotoxic effect was observed against normal human cells. Quantification of alkaloids in G. flavum revealed that the root part contained 0.84% of protopine and 0.07% of bocconoline (w/w), while the aerial part contained only 0.08% of protopine and no bocconoline was detected. Our results confirmed that the main alkaloid of G. flavum aerial part is glaucine and we report for the first time that protopine is the major root alkaloid. Finally, we are the first to demonstrate a specific anticancer effect of G. flavum root extract against breast cancer cells which can be attributed, at least in part, to bocconoline.