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Evaluation des propriétés anti-infectieuses envers Pseudomonas aeruginosa des feuilles de Tambourissa purpurea A. DC (Monimiaceae), une plante médicinale endémique malgache

par Mahavy, Christian
Président du jury Raherimandimby, Marson
Promoteur Baucher, Marie ;Rasamiravaka, Tsiry
Co-Promoteur El Jaziri, Mondher ;Andrianarisoa, Blandine
Publication Non publié, 2023-07-04

Thèse de doctorat

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Résumé :

Dans la lutte incessante contre les infections bactériennes, et face aux défis de la résistance aux antibiotiques, la recherche de nouveaux composés ciblant la virulence bactérienne est une approche thérapeutique d’intérêt. Connaissant la grande richesse des plantes médicinales en tant que sources de composés naturels, nous nous sommes fixé pour objectif de rechercher des composés ayant des propriétés antivirulences envers Pseudomonas aeruginosa à partir d’une plante médicinale endémique de Madagascar, Tambourissa purpurea A. DC., une Monimiaceae utilisée traditionnellement pour soigner les maladies parodontales et les caries dentaires. Suite au criblage de différents extraits de feuilles de T. purpurea pour leur activité anti-infectieuse chez P. aeruginosa, le composé xanthophylle lutéine (Lut) a été isolé de l’extrait hexanique. Ce composé, à 22 μM, inhibe la formation du biofilm de P. aeruginosa (de 56 %) et son maintien ainsi que l’expression des gènes du système las et rhl du Quorum Sensing (QS). Par conséquent, la production de facteurs de virulence contrôlés par le QS, notamment les rhamnolipides, la pyocyanine, l’élastase et les mobilités des types twitching et swarming sont considérablement réduits (62 %, 67 %, 19 %, 34 %, et 40 % d’inhibition, respectivement). De plus, la Lut désorganise la structure du biofilm établi et augmente significativement l’activité bactéricide de la tobramycine contre les cellules de P. aeruginosa encapsulées dans le biofilm. De manière intéressante, le gène régulateur des facteurs de virulence vfr a été suggéré comme étant la cible principale de la Lut. Ces résultats suggèrent que la Lut représente une candidate potentielle pour des investigations in vivo quant à son effet anti-QS et antibiofilm sur des modèles infectieux d’organismes supérieurs. Ils confortent également la richesse des plantes médicinales malgaches en tant que sources de composés anti-infectieux innovants ainsi que l’importance de telle investigation afin de renforcer notre arsenal thérapeutique en composés antivirulences et antibiofilm pour la lutte contre les bactéries multirésistantes.

In the ongoing fight against bacterial infections and with regard to the challenges of antibiotics resistance, the search for new compounds targeting bacterial virulence appears as a relevant therapeutic approach. Knowing the great abundance of medicinal plants as a source of natural compounds, we set ourselves the goal of the researching natural compounds with antivirulence properties targeting the virulence of Pseudomonas aeruginosa, from a medicinal plant endemic to Madagascar, Tambourissa purpurea A. DC., a Monimiaceae traditionally used to treat periodontal diseases and dental caries. Following the screening of different extracts of T. purpurea leaves for their anti-infective activity in P. aeruginosa, the xanthophyll compound lutein (Lut) was isolated from the hexanic extract. This compound, at 22 μM, inhibited P. aeruginosa biofilm formation (by 56%) and maintenance as well as the expression of the Quorum Sensing (QS) las and rhl genes. As a result, the production of QS-controlled virulence factors including rhamnolipids, pyocyanin, elastase as well as the twitching and swarming motility are significantly reduced (62%, 67%, 19%, 34%, and 40% inhibition, respectively). In addition, Lut disrupts the structure of the established biofilm and significantly increases the bactericidal activity of tobramycin against biofilm-encapsulated P. aeruginosa cells. Interestingly, the virulence factor regulator gene vfr was proposed as the main target of Lut. These results suggest that Lut represents a potential candidate for in vivo investigations of its anti-QS and antibiofilm effect in infectious models of higher organisms. They also support the richness of Malagasy medicinal plants as sources of innovative anti-infectious compounds and the importance of such investigation to strengthen our therapeutic arsenal of antivirulence and antibiofilm compounds in the fight against multidrug-resistant bacteria.