Synthèse de composés organométalliques et évaluation de leurs activités

THESE DE DOCTORAT DE
L’UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE ET DE l’UNIVERSITE DE SFAX
Ecole Doctorale de Chimie Moléculaire
Spécialité : Chimie Bioorganométallique
Présentée par Mehdi EL ARBI
Pour obtenir le grade de Docteur de l’université Paris VI et de l’Université de Sfax
Synthèse de composés organométalliques et évaluation de leurs activités
biologiques en phytopathologie et en thérapie
Soutenue le 11/12/2010
Devant le Jury composé de :
Pr. Ali GARGOURI Président
Dr. Radhouane GDOURA Rapporteur
Dr. Christophe BIOT Rapporteur
Dr. Anne VESSIERES Examinateur
Dr. Siden TOP Examinateur
Dr. Ali RHOUMA Examinateur
Pr. Gérard JAOUEN Co-Directeur
Pr. Ahmed REBAI Co-Directeur
Thèse préparée à l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris (France)
et à la Faculté des Sciences de Sfax (Tunisie)

Résumé
Les organométalliques ont acquis ces dernières années une grande importance grâce à
leurs activités biologiques potentielles ou démontrées. Le Ferrocène est connu en tant
que produit chimiquement et thermiquement stable dont son addition dans certaines
drogues a augmenté leurs activités biologiques (antitumorale, tel que le ferrocifène ;
antibiotiques, tel que le ferrocényl-penicilline et antifongique, tel que le ferrocène-
fluconazole). Cependant, dans le monde végétal, si l’utilisation du ferrocène a été brevetée
depuis 1977 comme fertilisant et pour la prévention et le traitement de la carence en fer, les
produits qui en sont dérivés sont encore mal étudiés en agriculture.
Partant de l’idée de l’existence d’une analogie entre le processus tumoral animal et végétal et
de la multifonctionnalité des composés thérapeutiques, cette thèse avait pour objectifs la
synthèse de divers composés organométalliques et la prospection de leurs effets biologiques
dans le règne végétal et animal. Ainsi, pour améliorer leur solubilité et faciliter leurs
utilisations, nous avons transformé ces composés en dérivés sucrés (pour les ferrociphénols)
ou en sel citrate (pour les composés aminés).
Les différents produits obtenus ont été testés contre les cellules tumorales MDA-MB-231, la
galle du collet ainsi que différents microorganismes pathogènes à l’Homme et aux végétaux.
Nous avons montré que les composés, organiques et ferrocéniques, analogues au tamoxifène,
portant des chaînes aminées se sont avérés efficaces aussi bien contre les microorganismes et
les cellules cancéreuses. Ces produits ont également démontré une excellente activité
phytosanitaire, meilleure que celles des composés de référence, contre les différents
microorganismes pathogènes à l’olivier.
Mots clés : Organométalliques, Ferrocène, Tamoxifène, MDA-MB-231, galle du collet,
activité antimicrobienne, activité antitumorale.

Summary
Organometallics have shown interesting applications during the last ten years, due to their
multiple biological activities and their potential use as biological probes, green catalysis and
therapeutic agents.
Ferrocene is known to be stable chemically and thermally and its addition in many drugs has
increased their biological activities (anti-tumourals such as ferrocifen, antibiotics such as
ferrocenyl-penecillin, antifungals such as ferrocen-fluconazol).
While the use of ferrocene is patented as a fertilizer and for the prevention and treatment of
iron deficiency in plants, only a few ferrocene derivatives have been studied for their
application in agriculture .
Starting from the idea of an analogy in tumour processes between crops and animals and due
to some multifunctional therapeutic compounds (anti-tumour, antibiotics, antifungal….), the
aim of the present thesis was the synthesis of organometallic molecules and their common
use in plant and animal therapies. Moreover, in order to improve their solubility and facilitate
their use, these synthetic compounds were converted to sugar derivatives (such as
ferrociphenols) or salt citrate derivatives (such as amino compounds).
The different compounds obtained were assayed against the MDA-MB-231 tumour cell line,
crown gall disease and against different pathogenic microbes affecting crops. We have shown
that the amino-tamoxifen analogues, organic or ferrocenic, were efficient against both tumour
and microbial cells. These compounds could be used in phytohealth monitoring due to their
ramarquable activity against olive tree microbial pathogens compared to many other standard
compounds.
Key words: Organometallics, Ferrocene, Tamoxifen, MDA-MB-231, crown gall,
antimicrobial, antitumour.

Avant-propos
Toute bonne chose a une fin, c’est maintenant pour moi le temps de jeter
la serviette et de terminer cette trépidante aventure que fut le doctorat.
Mon parcours fut parsemé d’émotions de toutes sortes : enthousiasme,
excitation, fatigue, stress, lassitude, toute la gamme y a passé dans l’ordre et
dans le désordre. À un certain moment donné, en début de parcours, incertain de
mon aptitude à aller jusqu’au bout, j’ai même pensé tout abandonner. Plusieurs
années d’incertitude plus tard, j’en suis finalement là, en train de rédiger l’avant-
propos de ma thèse, que je me suis réservé pour la toute fin de cette dernière
partie de l’aventure mais non la moindre, la rédaction, que je ne suis pas
fâchée de terminer. Je crois laisser pour la postérité un compte rendu de
qualité : j’y ai mis tout mon cœur ainsi que tout mon savoir-faire accumulé
depuis 32 ans.
J’en profite au passage pour remercier toutes les personnes qui ont
contribué de près ou de loin à la réussite de mon aventure effectuée, dans le
cadre d’une cotutelle entre l’Université Pierre et Marie Curie (Laboratoire
« Charles Friedel» à l’ENSCP) et l’Université de Sfax (Unité de recherche
« Protection des Plantes et Environnement » à l’Institut de l’olivier).
Je remercie le Professeur Gérard JAOUEN pour m’avoir accueilli dans son
laboratoire. Ce travail n’aurait pas pu se faire sans son aide précieuse, sa
gentillesse, ses compétences en chimie et son professionnalisme. Ses
encouragements, associés aux moyens matériels dont j’ai disposés, m’ont permis
de mener à bien la recherche présentée dans ce rapport. C’est pourquoi je lui
exprime ma plus grande gratitude et j’espère que j’étais à la hauteur de la
confiance qu’il m’a faite.

Je tiens tout particulièrement à exprimer le témoignage de toute ma
gratitude et l’expression de mes vifs remerciements au Professeur Ahmed
REBAI qui a cru en moi et a accepté de diriger mes travaux de recherche. Je le
prie de croire à ma respectueuse estime et à ma sincère reconnaissance pour ses
conseils, ses critiques qui m’ont été très précieux et indispensables ainsi que
pour toutes les aides qu’il m’a fournies tout le long de ma recherche.
Je tiens, aussi, à exprimer le témoignage de toute ma gratitude et
l’expression de mes vifs remerciements au Docteur Siden TOP, qui a assuré
l’encadrement de la partie chimique de mon travail. Je le remercie pour ses
connaissances précieuses en chimie, pour sa gentillesse et pour sa patience à mon
égard, depuis les procédures compliquées pour l’élaboration de la cotutelle en
passant par les surprises administratives d’inscription et en finissant par
l’adaptation des périodes de mon stage au laboratoire à mes possibilités de
désengagement professionnel. Je le remercie d’avoir su me guider dans ce
travail, d’avoir été présent chaque fois que j’en avais besoin. Sa grande culture
de la chimie organométallique a été une source de solutions pour tous les
problèmes rencontrés durant ma thèse. Merci Siden pour votre disponibilité,
dans les bons comme dans les mauvais moments.
J’exprime mes vifs remerciements au Docteur Pascal PIGEON, Ingénieur
de recherche, pour sa disponibilité, son soutien, son professionnalisme, ses
connaissances en chimie et pour son extrême gentillesse. Les conversations que
nous avons eues, furent extrêmement utiles ainsi qu’un plaisir que je n’oublierai
jamais. Si je parviens aujourd’hui à mettre fin à cette aventure, c’est en grande
partie grâce à vous. Mille mercis Pascal pour tout ce que vous avez fait pour moi.
Je tiens, aussi, à exprimer le témoignage de toute ma gratitude et
l’expression de mes vifs remerciements aux Docteurs Sami AIFA, maitre de

Conférences au centre de biotechnologie de Sfax et Ali RHOUMA, maître de
recherche à l’Institut de l’Olivier, qui m’ont également dirigé tout le long de
cette aventure et étaient présents pour me prêter main forte, à chaque fois que
j’en ai eu besoin. Vous étiez là, depuis le choix de ma thématique de recherche,
pour la résolution des difficultés que j’ai rencontrées tout au long de mon
parcours et pour la correction de mon manuscrit et de mes publications. Je ne
garderai de cette expérience que de bon souvenir.
Je remercie le Docteur Christophe BIOT (Université de Lille) ainsi que le
Docteur Radhouane GDOURA (Faculté des Sciences de Sfax) d’avoir accepté de
juger mon travail. Je remercie également le Professeur Ali GARGOURI (Centre
de Biotechnologie de Sfax) et le Docteur Anne VESSIERES pour avoir accepté
d’être membres de mon jury. C’est pour moi un honneur et un privilège de leur
présenter mon travail de recherche. Je leur exprime ma plus grande gratitude et
mon plus profond respect.
Je tiens aussi à adresser des remerciements particuliers à Madame Anissa
CHAARI, attachée de recherche à l’Institut de l’olivier pour avoir
généreusement partagé avec moi son précieux savoir technique en culture
cellulaires ainsi qu’à Mademoiselle Marie Aude PLAMONT pour m’avoir accueilli
et aidé, lors de la réalisation des essais biologiques.
J’adresse mes remerciements chaleureux à tous ceux que j’ai côtoyés,
tout au long de ces quatre années, qui grâce à eux étaient fort agréables. A
Méral GORMEN, Tesnim DALLEGI, Franck MARTIAL, Kelvin YONG LENG TAN,
Didier hamels et jean-Philippe MONSERRAT au laboratoire Charle Friedel pour
leur aide et leur bonne humeur. A Slim ZOUARI, Sonda CHERIF, Sondos HARIZ
et Houcine BENDAOUD à l’ISET de Sfax pour leurs aides et leurs
encouragements. A Thabet YANGUI et Samira HAJTAYEB de l’Unité Protection

des Plantes et Environnement pour leur aide, leur disponibilité et les facilités
qu’ils m’ont accordés le long de cette aventure.
D’autres compagnons m’ont également épaulé de différentes façons dans
ma quête du doctorat et sans tous les nommer ici (je risquerai fâcheusement
d’en oublier), je tiens à remercier : Collègues de travail complices, stagiaires
maladroits mais bien intentionnés, amis de longue date espiègles ou fêtards, tous
ceux à qui le chapeau semble adéquat, je vous le mets chaleureusement.
Je ne saurais oublier de remercier Monsieur Mohamed BELLAJ qui m’a
accueilli chez lui, durant mes stages en France, Mon ami de toujours Karim
AMMOUS avec qui j’ai cohabité lors de mes passages à Paris, Mon oncle Nizar et
sa femme Lobna, Ahmed BOURICHA et sa femme Salma, Sami EL ARBI ainsi que
mes beaux parents, ma belle sœur Fatma et mon beau frère Mohamed qui ont
pris soin, pendant mon absence, de ma famille. Tous étaient là pour m’aider, lors
des missions impossibles, et ma mission n’aurait pas abouti sans leurs aides
précieuses.
Je ne saurais clore ces remerciements sans exprimer mes immenses
reconnaissances à mes parents qui m’ont soutenu tout le long de ma vie éducative.
Je leur dois beaucoup. Qu’ils reçoivent ici ma profonde gratitude pour leurs
innombrables sacrifices.
Finalement, je n’aurais jamais pu réussir ma mission sans le support de ma
femme. Merci Dorra pour tous les sacrifices que tu n’as cessés de faire le long
de ces dernières années. Je considère cette thèse la tienne et celle de notre fils
Mohamed que dieu nous le garde.
Mehdi El Arbi

Table des matières
INTRODUCTION GENERALE .................................................................................................................... 1
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ……………………………………………….………………………………...3
1. LA GALLE DU COLLET COMME EXEMPLE DE CANCER VEGETAL ET PROTECTION
CHIMIQUE DES CULTURES .................................................................................................................... 3
1.1. AGROBACTERIUM : AGENT CAUSAL DE LA GALLE DU COLLET ............................................................. 3
1.1.1. Concepts généraux....................................................................................................................... 3
1.1.1.1. Le T-DNA ..............................................................................................................................................4
1.1.1.2. La prolifération cellulaire ........................................................................................................................4
1.1.2. Processus d’infection................................................................................................................... 5
1.1.2.1. Reconnaissance bactérie/hôte...................................................................................................................6
1.1.2.2. Induction des gènes vir............................................................................................................................7
1.1.2.3. Transfert du T-DNA................................................................................................................................ 8
1.1.2.3.1. Production du brin T........................................................................................................................8
1.1.2.3.2. Le transporteur T.............................................................................................................................8
1.1.2.3.3. Intégration dans le génome de l’hôte .............................................................................................. 10
1.2. LA MORT CELLULAIRE PROGRAMMEE (PROGRAMMED CELL-DEATH « PCD ») CHEZ LES VEGETAUX ......... 12
1.2.1. Effecteurs de la mort.................................................................................................................. 15
1.2.1.1. Activité caspase et les métacaspases....................................................................................................... 15
1.2.1.2. Autres protéases.................................................................................................................................... 17
1.2.1.3. Nucléases.............................................................................................................................................. 18
1.2.2. Signalisation, régulation et régulateurs .................................................................................... 19
1.2.2.1. Signaux et sentiers de mort.................................................................................................................... 19
1.2.2.2. Régulateurs........................................................................................................................................... 23
1.3. LA LUTTE CONTRE AGROBACTERIUM TUMEFACIENS .......................................................................... 26
1.3.1. Lutte culturale............................................................................................................................ 26
1.3.2. Recherche de phénotypes génétiquement résistants .................................................................. 26
1.3.3. La lutte biologique..................................................................................................................... 26
1.3.4. Lutte chimique............................................................................................................................ 27
1.4. LES FLEAUX DES CULTURES ET L’EXTENSION DE LA PROTECTION CHIMIQUE ..................................... 28
2. LES COMPOSES ORGANOMETALLIQUES .................................................................................... 33
2.1. INTRODUCTION ................................................................................................................................... 33
2.2. HISTORIQUE........................................................................................................................................ 35
2.2.1. Origine des complexes organométalliques ................................................................................ 35
2.2.2. Les premiers remèdes organométallique efficaces.................................................................... 36
2.3. PROPRIETES MEDICINALES DES COMPOSES ORGANOMETALLIQUE ...................................................... 39
2.4. LES COMPOSES ORGANOMETALLIQUES DERIVES DU FERROCENE ET LEUR UTILISATIONS ................... 45
2.4.1. Utilisation des composés organométalliques dérivés du ferrocène .......................................... 45
2.4.2. Importance du ligand................................................................................................................. 50
2.5. LES DEFIS DE LA CHIMIE ORGANOMETALLIQUE .................................................................................. 53
2.5.1. La toxicité .................................................................................................................................. 53
2.5.2. Pallier la résistance aux médicaments ...................................................................................... 55
2.5.3. Sélectivité................................................................................................................................... 56
2.5.4. Composés organométalliques et solvants aqueux ..................................................................... 57
2.6. CONCLUSION ...................................................................................................................................... 61
RESULTATS ET DISCUSSION …………………………………………………………………………..…..62
1. SYNTHESE CHIMIQUE ....................................................................................................................... 62
1.1. SERIE 1 : COMPOSES PHENOLIQUES ET NON PHENOLIQUE DE LA SERIE DES DIARYL-FERROCENYL-
BUTENES. ................................................................................................................................................... 62
1.2. SERIE 2 : COMPLEXES DE FE, DE RU, DE RE ET DE MN DU DIPHENOL BUTENE.................................... 63
1.3. SERIE 3 : AMIDES ANALOGUES DU FERROCIPHENOL ........................................................................... 64
1.4. SERIE 4 : AMINES D’ARYL-FERROCENYL-BUTENE............................................................................... 67
1.5. SERIE 5 : COMPOSES DIAMINES ORGANIQUES ET FERROCENIQUES...................................................... 68
1.6. SERIE 6 : DERIVES DE -GLUCOSE, DE -MALTOSE ET DE -CELLOBIOSE DU FERROCIPHENOL .......... 71
1.7. SERIE 7 : SELS CITRIQUES DU FERROCIFENE ET D’UN PRODUIT DIAMINE ............................................ 74

1.8. ETUDE DE LA SOLUBILITE DANS L’EAU DES COMPOSES AMINES FERROCENIQUES ET DE LEURS SELS
D’ACIDE CITRIQUE ..................................................................................................................................... 74
1.9. CONCLUSION ...................................................................................................................................... 77
1.10. PARTIE EXPERIMENTALE................................................................................................................... 77
1.10.1. Synthèse du propionylferrocène, P8............................................................................................ 77
1.10.2. Synthèse du (Z+E)-1-(4-hydroxyphényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P85 ........................... 78
1.10.3. Synthèse du propionylcyclopentadiénylrhéniumtricarbonyle, P217.............................................. 79
1.10.4. Synthèse du propionylruthénocène, P215.................................................................................... 79
1.10.5. Synthèse du propiopnylcyclopentadiénylmanganèsetricarbonyle, P218 ....................................... 80
1.10.6. Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-ruthénocényl-but-1-ène, P88 .......................................... 80
1.10.7. Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-cyclopentadiénylrehniumtricarbonyl-but-1-ène, P89....... 81
1.10.8. Synthèse du (Z+E)-1-(p-aminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P35.............................. 81
1.10.9. Synthèse du (Z+E)-1-(p-propionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P315 ............. 82
1.10.10. Synthèse du (Z+E)-1-(p-isopropionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P316....... 83
1.10.11. Synthèse du (Z+E)-1-(p-t-butylamidophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P317 ................ 84
1.10.12. Synthèse du P312 ..................................................................................................................... 85
1.10.13. Tentative de synthèse du P407 .................................................................................................. 86
1.10.14. Tentative de synthèse du 2-(4-pyridinyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P321 ....................................... 86
1.10.15. Tentative de synthèse du 2-(3-pyridinyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P322 ....................................... 87
1.10.16. Tentative de synthèse du 1-(4-aminophenyl)-2-ferrocenylbut-1-ene, P323.................................. 88
1.10.17. Synthèse du 2-(4-aminophenyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P371..................................................... 88
1.10.18. Synthèse du 4,4’-bis(bromopropoxy)benzophenone, P477 ......................................................... 89
1.10.19. Synthèse du 4,4’-bis(diméthylaminopropoxy)benzophenone, P490............................................. 90
1.10.20. Synthèse du 4,4’-bis(pyrrolidinylpropoxy)benzophenone, P583 ................................................. 90
1.10.21. Synthèse du 1,1-bis[4-(3-Diméthylaminopropoxy)phenyl]-2-ferrocenyl-but-1-ène, P116............ 91
1.10.22. Synthèse du dérivé glycosylé P28.............................................................................................. 92
1.10.23. Synthèse du dérivé glycosylé P29.............................................................................................. 93
1.10.24. Synthèse des dérivés P345 et P346............................................................................................ 94
1.10.25. Synthèse du dérivé glycosylé P42.............................................................................................. 96
1.10.26. Synthèse du citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-1-(4-hydroxyphényl)-2ferrocényl-but-1-ène,
P514 .................................................................................................................... 97
1.10.27. Synthèse du citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-[4-(3diméthylaminopropoxy)phényl]-12-ferrocényl-but-1-ène,
P493 .............................................................. 98
2. ESSAIS BIOLOGIQUES........................................................................................................................ 99
2.1. ETUDE DE L’EFFET ANTIMICROBIEN ET ANTITUMORALE DES COMPOSES SYNTHETISES ...................... 99
2.2. APPLICATION DES MEILLEURES PRODUITS SYNTHETISES A LA PHYTOPHARMACIE............................ 107
2.2.1. Test de phytotoxicité................................................................................................................... 107
2.2.2. Lutte contre la galle du collet sur olivier..................................................................................... 107
2.2.3. Lutte contre la tuberculose de l’olivier........................................................................................ 109
2.2.4. Lutte contre la maladie causée par Fusarium solani ................................................................... 109
2.3. PARTIE EXPERIMENTALE..................................................................................................................... 110
2.3.1. Détermination du coefficient de partage ..................................................................................... 110
2.3.2. Effet antiprolifératif................................................................................................................... 111
2.3.3. Estimation de l’effet antimicrobien ............................................................................................. 114
2.3.3.1. Détermination des zones d’inhibition ................................................................................................... 114
2.3.3.2. Détermination des CMI et CMB .......................................................................................................... 114
2.3.3.2.1. Souches microbiennes testées ...................................................................................................... 114
2.3.3.2.2. Milieux de cultures utilisés .......................................................................................................... 115
2.3.3.2.3. Préparation de l’inoculum............................................................................................................ 115
2.3.3.2.4. Détermination de la CMI ............................................................................................................ 115
2.3.3.2.5. Détermination de la CMB............................................................................................................ 116
2.3.4. Estimation in vivo de l’effet antimicrobien.................................................................................. 116
2.3.4.1. Test de phytotoxicité ........................................................................................................................... 116
2.3.4.2. Lutte contre la galle du collet sur olivier............................................................................................... 117
2.3.4.3. Lutte contre la tuberculose de l’olivier ................................................................................................. 117
2.3.4.4. Lutte contre la maladie causée par Fusarium solani.............................................................................. 118

2.3.5. Estimation de l’effet antitumoral sur cellules végétales ............................................................... 118
2.3.5.1. Essai sur plants d’oliviers .................................................................................................................... 118
2.3.5.1.1. Culture in vitro............................................................................................................................ 118
2.3.5.1.2. Estimation de l’effet antitumoral.................................................................................................. 118
3. CANCERS VEGETAL ET ANIMAL.................................................................................................. 119
3.1. PREMIERE OBSERVATION DE LA GALLE DU COLLET (MODELE VEGETAL DU CANCER) SUR OLIVIER . 119
3.2. ANALOGIES ENTRE LE CANCER HUMAIN ET LE « CANCER » VEGETAL .............................................. 124
3.3. ESSAI DE L’ESTIMATION DE L’EFFET ANTIPROLIFERATIF SUR DISQUES DE POMME DE TERRE ................... 129
3.4. PARTIE EXPERIMENTALE................................................................................................................... 130
3.4.1. Isolement et caractérisation des isolats d’Agrobactérium tumefaciens......................................... 130
3.4.1.1. Isolement de la bactérie ....................................................................................................................... 130
3.4.1.2. Identification des biovars..................................................................................................................... 130
3.4.1.2.1. La coloration de GRAM .............................................................................................................. 130
3.4.1.2.2. Test de l’uréase ........................................................................................................................... 131
3.4.1.2.3. Test de l’hydrolyse de l’esculine .................................................................................................. 132
3.4.1.2.4. Test de production du 3-cétolactose.............................................................................................. 133
3.4.1.3. Test de pathogénie des isolats.............................................................................................................. 134
3.4.1.4. Détection de la pathogénie par PCR..................................................................................................... 134
3.4.1.4.1. Extraction de l’ADN.................................................................................................................... 134
3.4.1.4.2. Amplification.............................................................................................................................. 134
3.4.1.4.3. Electrophorèse sur gel d’agarose.................................................................................................. 134
3.4.1.4.4. Séquençage de l’ADN plasmidique (VIRB11 et VIR G15’) .......................................................... 135
3.4.1.4.5. Analyse des données des séquences.............................................................................................. 135
3.4.1.5. Sensibilité de l’olivier à la galle du collet ............................................................................................. 135
3.4.2. Etude bioinformatique ............................................................................................................. 135
3.4.2.1. Définitions.......................................................................................................................................... 136
3.4.2.2. Récupération des séquences protéiques ............................................................................................... 136
3.4.2.3. Recherche des séquences homologues.................................................................................................. 137
3.4.2.4. Recherche des domaines protéiques ..................................................................................................... 138
3.4.2.4.1. Les fonctions cellulaires .............................................................................................................. 138
3.4.2.4.2. Les fonctions biochimiques.......................................................................................................... 138
3.4.2.5. Alignement des séquences................................................................................................................ 139
3.4.3. Essai sur disques de pomme de terre........................................................................................... 139
4. DISCUSSION......................................................................................................................................... 141
CONCLUSION GENERALE …………………………………………...……………………………………153

Liste des abréviations
Abréviation Définition Abréviation Définition
A. Agrobacterium LRR Leucine-rich repeats
P. Pseudomonas UV Ultraviolet
F. Fusarium PTP Protein tyrosine phosphatase
S . Staphylococcus RE Réticulum endoplasmique
C. Candida NADPH Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate
Ti Tumour-inducing BI-1 Bax inhibitor-1
Ri Root-inducing ADNc ADN complémentaire
ADN Acide désoxyribonucléique Banque d’EST banque d'Expressed Se- quence Tag
T-DNA Transferred-DNA DD Dichloropropène dichloropropane
RB Right Border ACTA Association de Coordination Technique Agricole
LB Left Border AMM Autorisation de mise sur le marché
Chv Chromosomal virulence MC Métal-carbone
Région vir Région de virulence Ppm Partie par million
ORF Open Reading Frame SERMs Selective Estrogen Receptor Modulators
ME Membrane externe ER- Hormo-indépendant
MI Membrane interne ER+ Hormo-dépendant
PN Pore nucléaire Pta 1,3,5-triaza-7- phosphatricyclo [3.3.1.1] decane
PP Périplasme BAL British anti-lewisite
NLS Nuclear Localisation Signal NAD + Nicotinamide adenine dinucleotide
Kda Kilodalton PCR Polymerase Chain Reaction
ATP Adénosine triphosphate CFBP Collection Française de Bactéries Phytopathogènes
GTP Guanosine triphosphate CDD Conserved Domain Database
PCD Programmed cell-death THF Tétrahydrofurane
ROS Reactive oxygen species DMF N,N-Diméthylformamide
HR Hypersensitive response RMN Résonance magnétique nucléaire
gène R Gène de résistance HPLC High Pressure Liquid Chromatography
Avr Gène d’« avirulence » DMSO Diméthylsulfoxyde
PARP Poly-(ADP-ribose) polymérase DMEM Dulbecco’s modified eagle medium
TMV Tobacco mosaic virus ATCC American Type Culture Collection
Dek1 Defective kernel PCA Plate Count Agar
ADNg ADN génomique CMI Concentration minimale inhibitrice
AIF Apoptosis Inducing Factor CMB Concentration minimale bactéricide
AS Acide salicylique IG Indice de germination
MAPK Mitogen-activated protein kinase BF3 Trifluorure de bore
NB Nucléotide binding Cp Cyclopentadiényle

Ce qui n’est pas entièrement achevé n’existe
pas encore. Ce qui n’est pas achevé est moins
avancé que ce qui n’est pas commencé.
Paul Valéry

Introduction générale
Introduction générale
L’UMR 7223 s’intéresse depuis de nombreuses années à l’utilisation de composés
organométalliques dans le cadre de la recherche de nouvelles approches thérapeutiques. En
effet, leur potentiel cytotoxique ou radioactif, peut être bénéfique dans la lutte contre de
nombreuses maladies. Ce laboratoire s’inscrit précisément dans le domaine de la chimie bio-
organométallique utilisée à des fins thérapeutiques. Son objectif est de synthétiser des
analogues de molécules d’intérêt biologique comportant un groupe organométallique
cytotoxique tel que le ferrocène, les complexes de manganèse, de rhénium, de technétium ou
de rhodium. Ces molécules seraient susceptibles de traiter plusieurs formes de cancers
hormono-dépendants ou non. Les cancers auxquels notre laboratoire s’intéresse sont parmi les
plus répandus, tels que le cancer du sein et de la prostate.
Le tamoxifène et son métabolite actif, le 4-hydroxytamoxifène (Figure 1), découvert par
Harper et Walpole (Harper, M.J. et Walpole, A.L., 1966), est bien connu pour ses
applications thérapeutiques contre le cancer du sein. Un tiers des tumeurs hormono-
dépendantes et toutes les tumeurs non hormono-dépendantes y résistent, pour lesquelles ne
reste que les traitements lourds du type chimiothérapie (Singh, M.N. et al., 2007 ; Osborne,
C.K., 1998 ; Lewis, J.S. et Jordan, V.C., 2005). Partant de cette découverte, et dans
l’optique de combler ce vide thérapeutique évident, l’UMR 7223 s’est intéressé, dès la fin des
années 80 aux mécanismes d’action du tamoxifène et à celui de complexes inorganiques, déjà
utilisés contre d’autres cancers, et à la synthèse de dérivés ferrocéniques de ces molécules. En
effet, leur utilisation en chimie bio-organométallique permet d’envisager des molécules plus
actives, le ferrocène entrant via des mécanismes encore mal connus, menant à la destruction
de cellules cancéreuses. L’ion ferricinium est probablement responsable de cette activité
cytotoxique (Köpf-Maier, P., 1994 ; Köpf-Maier, P. et Köpf, H., 1987 ; Mason, R.W. et al.,
1999). De ces travaux sont nés en 1993 les premiers « ferrocifènes » dont les propriétés
anticancéreuses ont pu être mises en évidence in vitro et les tests réalisés sur des lignées
cellulaires (cas des cancers du sein résistants au tamoxifène) et leurs atouts résident dans leur
efficacité, leur sélectivité et leur faible toxicité. D’autres tests aussi prometteurs ont par
ailleurs débutés sur d’autres lignées cellulaires de cancer et mon travail consiste à la synthèse
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2010

Introduction générale
de composés organométalliques, et de tester leurs effets biologiques aussi bien dans le monde
animal que végétal (Effet antiprolifératif, antibactérien, antifongique, …)
Figure 1 : Antioestrogènes et leur analogue organométallique développé à l’UMR 7223
L’unité de recherche « Protection des plantes et environnement », qui fait partie de l’institut
de l’olivier, s’intéresse à l’étude des différentes maladies (Bactériennes, fongiques, etc.) qui
peuvent toucher les végétaux en général et l’olivier en particulier et à la recherche de
différentes solutions de traitements (Chimiques, biologiques, …..). La galle du collet, causée
par Agrobacterium tumefaciens, qui représente le modèle végétal du cancer, qui cause
beaucoup de dégâts et pour laquelle il n’existe que des mesures prophylactiques est l’un des
principaux axes de recherche de notre unité de recherche.
Nous avons entamé noss travaux par la synthèse de différents composés organométalliques
que nous avons testé par la suite, avec d’autres produits synthétisés au laboratoire, contre la
lignée du cancer de sein hormono-indépendante « MDA-MB231 » et des microorganismes
pathogènes à l’homme et aux végétaux.
La dernière partie de cette thèse a été consacrée à une étude bioinformatique visant à
démontrer l’existence d’une analogie dans le développement de cancer dans les règnes animal
et végétal, constatation qui justifiera notre prospection de l’effet phytosanitaire de nos
composés organométalliques contre la galle du collet.
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2010

Il n’y a qu’une méthode pour inventer, qui est d’imiter. Il n’y a
qu’une méthode pour bien penser, qui est de continuer quelques
pensées anciennes et éprouvées.
Alain (Emile-Auguste Chartier)

Etude bibliographique
1. La galle du collet comme exemple de cancer végétal et protection
chimique des cultures
1.1. Agrobacterium : Agent causal de la galle du collet
Le genre Agrobacterium appartient à la famille des Rhizobiacées, bactéries du sol gram
négatives. Les trois espèces les plus connues sont les bactéries phytopathogènes
Agrobacterium tumefaciens, A. rhizogenes et A. vitis.
Ces bactéries infectent principalement les plantes dicotylédones et entraînent une prolifération
anormale des cellules végétales qui se manifeste par la formation de tumeurs appelées galles
du collet (Crown Gall) dans le cas d’A. tumefaciens et d’A. vitis ou par l’apparition de racines
adventices sur le lieu d’infection appelées chevelus racinaires (Hairy roots) dans le cas d’A.
rhizogenes.
Ces trois bactéries présentent un important problème agronomique car elles infectent les
plantes blessées et notamment les plantes greffées, comme les arbres fruitiers ou encore les
vignes (Smith, E.F.et Townsend, C.O., 1907 ; Kerr, A., 1969).
Le mécanisme d’infection d’Agrobacterium est très particulier. En effet, il s’agit d’un
phénomène de transgénèse naturelle dans lequel la bactérie transforme génétiquement les
cellules végétales infectées. C’est le seul cas décrit de transfert d’information génétique entre
le règne bactérien et les eucaryotes.
1.1.1. Concepts généraux
Le processus de transgénèse est mis en place grâce à la présence d’un plasmide de grande
taille, environ 200 kilo bases (kb) (Zaenen, I. et al., 1974), appelé Ti (pour « Tumour-
inducing ») dans le cas d’A. tumefaciens et A. vitis, ou Ri (pour « Root-inducing ») dans le cas
d’A. rhizogenes (Moore, L. et al., 1979 ; White, F. et Nester, E., 1980). Ce plasmide porte le
fragment d’ADN qui est transféré dans la cellule végétale, appelé T-DNA (pour
« Transferred-DNA ») (Chilton, M.D. et al., 1982 ; Spano, L. et Costantino, P., 1982 ; White,
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2010

Etude bibliographique
F. et al., 1982 ; Byrne, M.C. et al., 1983 ; Lahners, K. et al., 1984), et les gènes vir (virulence)
qui régissent l’intégration en trans du TDNA dans la cellule hôte. Cette caractéristique permet
l’utilisation d’un plasmide binaire portant le T-DNA sans les gènes vir lors de transformations
de cellules de plantes par A. tumefaciens en biotechnologie.
1.1.1.1. Le T-DNA
Le T-DNA est une séquence de taille variable porté par les plasmides Ti ou Ri
d’Agrobacterium qui peuvent porter un ou plusieurs T-DNAs, transférés par le même
processus. Ces fragments sont bordés de séquences spécifiques bien définies qui permettent
leur excision des plasmides Ti ou Ri. Ces frontières appelées RB et LB pour « Right Border »
et « Left Border » respectivement ont une taille de 25 pb et sont en répétition directe (Yadav,
N.S. et al., 1982 ; Holsters, M. et al., 1983). La frontière droite est nécessaire et suffisante
pour le transfert du fragment qui s’effectue de façon polaire, de la frontière droite vers la
frontière gauche. Grâce à ces séquences, il est donc possible d’intégrer n’importe quel gène à
la place de ceux contenus dans le T-DNA, et de les exprimer dans une cellule de plante avec
l’assurance que le fragment ainsi inséré est transmis de manière mendélienne dans la
descendance de cette plante (Otten, L. et al., 1981).
Les T-DNAs comprennent un certain nombre de gènes dont des gènes de synthèse
d’hormones végétales comme l’auxine et la cytokinine ou les oncogènes qui vont permettre la
prolifération cellulaire et aider à la formation des tumeurs ou des racines adventices, et les
gènes de synthèse des opines, petites molécules résultant de la condensation d’un sucre ou
d’un acide α-cétonique et d’un acide aminé. Ces composés sont des sources de carbone et
d’azote pour les bactéries et ne sont catabolisés que par elles. Les gènes du T-DNA
permettent donc à la bactérie de se créer une niche écologique propre à son développement.
1.1.1.2. La prolifération cellulaire
L’expression des gènes du T-DNA par la cellule va permettre la prolifération de cette cellule,
même si elle est quiescente, notamment grâce à la production d’hormones végétales, et la
formation de tissus particuliers. Ainsi, Agrobacterium tumefaciens va entraîner la maladie de
la galle du collet sur les plantes infectées et A. rhizogenes celle des chevelus racinaires.
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2010

Etude bibliographique
Cette maladie se manifeste par l’apparition d’excroissances sous forme de tumeurs au niveau
d’une blessure de la plante et plus particulièrement à la jonction du greffon et du porte-greffe
lors de greffes d’arbres fruitiers et de vignes.
Elle représente un grave problème économique car on retrouve des tumeurs dans les vignes,
sur les amandiers, les pruniers, les pommiers et les pêchers, c’est pourquoi les chercheurs ont
rapidement entrepris de rechercher la cause de cette maladie.
Dès 1907, Smith et Townsend ont isolé une nouvelle bactérie à partir des galles,
Agrobacterium tumefaciens, et démontré qu’elle était responsable de la maladie. La bactérie
retrouvée dans les galles de vigne a été appelée Agrobacterium vitis.
Le mécanisme d’induction de la formation de la tumeur n’est pas encore très bien connu, mais
il semble principalement faire intervenir la production d’hormones végétales, une auxine et
une cytokinine, par les gènes du T-DNA dans la cellule infectée.
1.1.2. Processus d’infection
Le phénomène de transgénèse naturelle mis en place par Agrobacterium fait intervenir deux
groupes de gènes localisés à des endroits différents et régulés de manière différente.
L’ensemble des gènes chv (chromosomal virulence) présents sur le chromosome bactérien
permet l’attachement de la bactérie à la cellule végétale. Ensuite entre en jeu la région vir
(région de virulence) d’environ 30 à 40 kb, localisée sur les plasmides Ti et Ri et organisée en
6 loci mono ou poly-cistroniques (virA ; 1 ORF (Open Reading Frame), virB ; 11 ORFs,
virC ; 2 ORFs, virD ; 5 ORFs, virE ; 2 ORFs, virG ; 1 ORF) (Stachel, S.E. et Nester, E.W.,
1986).
Quelques souches d’Agrobacterium possèdent des gènes vir supplémentaires, comme virF
(Hooykaas, P.J., 1984), virH (ou pinF) (Stachel, S.E. et Nester, E.W., 1986) ou encore tzs
(Akiyoshi, D.E. et al., 1985), qui ne sont pas essentiels mais permettent une virulence accrue
et un spectre d’hôte plus large à la souche qui les porte. Les gènes vir sont à l’origine du
transfert du T-DNA dans le génome de la cellule hôte.
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1.1.2.1. Reconnaissance bactérie/hôte
Etude bibliographique
Avant le transfert du T-DNA dans le génome de la cellule hôte, la bactérie reconnaît
spécifiquement la cellule végétale et un contact physique s’établit alors entre elles (Figure 2,
étape 1). La reconnaissance entre Agrobacterium et la cellule de plante est une étape très
importante car l’abolition de cette interaction provoque l’avirulence de la bactérie.
Figure 2 : Représentation schématique d’une infection par Agrobacterium
(Umber, M., 2004)
(Schéma résumant les principales étapes du processus d’infection). Légende : ME, membrane externe ; MI, membrane interne ; PN, pore
nucléaire; PP, périplasme.
1. : Attachement de la bactérie à la surface de la cellule hôte.
2. : Induction des gènes vir par des signaux de la plante.
3. : Production du brin T et assemblage du complexe T.
4. : Exportation et transport vers le noyau de la cellule végétale.
5. : Intégration du T-DNA dans un chromosome de l’hôte.
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Etude bibliographique
Les molécules de la cellule végétale reconnues par la bactérie sont localisées sur la paroi
cellulaire et seraient apparentées à la vitronectine, protéine présente dans la matrice
extracellulaire des animaux et connue pour servir de récepteur à plusieurs bactéries.
Ces protéines sont reconnues par un polysaccharide acylé dont la biosynthèse implique le
locus attR du chromosome bactérien. L’interaction de ces deux molécules entraîne la synthèse
de filaments de type cellulose qui renforce l’attachement entre la bactérie et la cellule
végétale.
La stabilisation de la liaison bactérie/plante se fait grâce au locus pscA (ou exoC) et aux deux
loci liés chvA et chvB, qui permettent la synthèse et l’excrétion de polysaccharides de type β-
1-2 glucane, et aux fibrilles de cellulose impliquant le locus cel. Ces gènes de virulence
chromosomiques sont exprimés constitutivement par la bactérie.
1.1.2.2. Induction des gènes vir
Les gènes vir sont impliqués dans le transfert du T-DNA et 4 loci (virA, virB, virD et virG)
sont nécessaires au processus quel que soit l’hôte. Quant à virE et virC, ils sont importants
pour l’infection de certaines espèces de plante et permettent ainsi d’élargir le spectre d’hôte
d’Agrobacterium.
Contrairement aux gènes de virulence chromosomiques, les gènes de virulence plasmidiques
d’Agrobacterium ont besoin d’être induits par la plante pour être exprimés (Figure 2, étape 2).
En effet, les gènes vir sont induits par l’exsudat des cellules blessées qui a un pH acide et est
riche en sucres et en composés phénoliques appartenant à la famille des phénylpropanoïdes,
comme l’acétosyringone qui fut le premier découvert et qui est un excellent inducteur.
On peut également citer l’acide sinapinique, l’acide parahydroxybenzoïque ou encore la
vanilline. Ces composés sont reconnus avec l’aide des sucres par la protéine VirA, récepteur
présent dans la membrane interne de la bactérie, qui possède une activité kinase et une activité
phospho-transférase.
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Etude bibliographique
VirA semble également contenir des éléments importants dans la reconnaissance de l’hôte. La
cascade de transduction du signal est alors déclenchée. La protéine VirA s’auto-phosphoryle
après fixation du ligand puis phosphoryle la protéine régulatrice cytoplasmique VirG qui se
fixe sur la boîte vir, petite séquence de 12 pb présente dans les promoteurs des gènes vir, et
active ainsi la transcription de ceux-ci. Le processus de transfert de T-DNA est alors engagé.
1.1.2.3. Transfert du T-DNA
Même si le processus de transfert d’ADN par Agrobacterium est unique car il a lieu entre
deux organismes de règnes différents, la mise en place du transfert du T-DNA rappelle en de
nombreux points la conjugaison bactérienne.
1.1.2.3.1. Production du brin T
Les endonucléases VirD1 et VirD2 vont agir de concert pour couper le brin inférieur du T-
DNA au niveau de la frontière droite.
La protéine VirD1 se fixe sur la séquence de la bordure droite et permet ainsi l’attachement de
la protéine VirD2 à cette séquence spécifique en relâchant l’ADN plasmidique grâce à son
activité hélicase.
VirD2 coupe alors le T-DNA au niveau de la frontière droite et se fixe par formation d’une
liaison covalente à l’extrémité 5’ du T-DNA et du brin coupé sur le plasmide Ri ou Ti. Cette
étape nécessite parfois l’intervention de deux autres protéines, VirC1 et VirC2, dont le rôle
n’est pas encore très clair.
Le simple brin se sépare ensuite du reste du plasmide par déplacement de brin utilisant des
hélicases, des enzymes de réparation de l’ADN et des polymérases bactériennes. Le brin T est
ainsi formé (Figure 2, étape 3).
1.1.2.3.2. Le transporteur T
Ensuite entrent en jeu les 11 protéines codées par l’opéron virB. Tout d’abord, la protéine
VirB1 hydrolyse localement les peptidoglycanes de la membrane bactérienne, puis les autres
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Etude bibliographique
protéines, majoritairement hydrophobes, s’assemblent avec la protéine VirD4 au niveau de la
membrane bactérienne pour former le transporteur T (Figure 2, étape 3) (Lai, E.M. et Kado,
C.I., 2000).
Ce complexe ressemble fortement à celui mis en place lors de la conjugaison bactérienne,
avec une partie ‘core’ ancrée dans la paroi bactérienne et un pilus externe, appelé pilus T
(Figure 3).
Figure 3 : Modèle d’architecture du transporteur du complexe T
Modèle présentant un arrangement hypothétique des protéines VirB (d’après Lai et Kado, 2000). Ces protéines sont supposées pouvoir être
arrangées en multimères associés à la membrane interne et/ou à la membrane externe, ou encore avançant dans le périplasme. Légende : ME,
membrane externe ; MI, membrane interne ; PP, périplasme. (Umber, M., 2004)
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Etude bibliographique
Le pilus T est composé principalement par la protéine VirB2 et les protéines VirB4, VirB11 et
VirD4 seraient des ATPases qui fourniraient l’énergie nécessaire à l’assemblage du
transporteur T et à sa translocation dans la membrane bactérienne. Le transporteur T forme
alors un système de sécrétion de type IV.
1.1.2.3.3. Intégration dans le génome de l’hôte
A son entrée dans la cellule végétale, le brin T est recouvert de la protéine VirE2 qui protège
l’ADN simple brin contre les nucléases de la cellule végétale en se fixant le long du brin T.
Cette protéine est produite en grande quantité dans la bactérie et possède les propriétés
classiques des protéines SSB (Single Strand Binding), c’est-à-dire qu’elle comporte un
domaine de fixation à l’ADN simple brin et qu’elle est riche en acides aminés basiques.
Elle semble entrer dans la cellule hôte indépendamment du brin T à travers le transporteur T.
Le brin T comprend à présent le T-DNA sous forme simple brin avec la protéine VirD2 à son
extrémité 5’ et est recouvert des protéines VirE2. VirD2 guide ensuite le brin T dans la cellule
végétale et sa séquence NLS (Nuclear Localisation Signal) ainsi que celles des protéines
VirE2 permettent l’entrée du brin T à l’intérieur du noyau (Figure 2, étape 4).
En effet, la séquence NLS fait passer les protéines de plus de 50 kDa dans le noyau via les
pores nucléaires avec l’aide de protéines appelées importines. Ce transport actif nécessite
l’hydrolyse du GTP.
L’intégration du fragment dans le génome reste encore obscure, mais elle semble faire
intervenir VirD2, qui couperait l’ADN de la plante, ainsi que des protéines cellulaires (Figure
2, étape 5).
Des recombinaisons illégitimes entraîneraient l’intégration du brin T et la synthèse du double
brin aurait lieu grâce à des protéines de réparation et de réplication végétales. Ce modèle
pourrait expliquer la présence fréquente de plusieurs exemplaires dans un même locus.
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Etude bibliographique
Les lieux d’intégration ne montrent pas de séquences précises, au contraire de ceux des
transposons. Toutefois, ils sont souvent localisés dans des zones transcrites car elles sont plus
accessibles et sont riches en AT, ce qui permettrait une ouverture plus facile de l’ADN.
Les gènes portés par le T-DNA sont ensuite transcrits et traduits grâce à la machinerie
cellulaire de l’hôte et leur régulation est fonction de leur propre promoteur.
On pourrait penser que ces gènes, d’origine bactérienne, seraient exprimés constitutivement,
mais il n’en est rien car leurs promoteurs ressemblent aux promoteurs eucaryotes (Slightom,
J.L. et al., 1986), sont souvent régulés par les hormones végétales et permettent leur
expression spécifique dans certains organes (Ooms, G. et al., 1986).
Figure 4 : Structure de quatre opines communes
Les opines résultent de la condensation entre un acide aminé et un sucre ou un acide -cétonique (Umber, M., 2004)
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Etude bibliographique
1.2. La mort cellulaire programmée (Programmed cell-death « PCD ») chez les végétaux
L’importance évolutive d’un équilibre entre la vie et la mort pour les végétaux est aussi
reconnue depuis longtemps (Léopold, A.C., 1961) et, au début des années 1970, plusieurs
travaux de microscopie électronique ont décrit en détail les modifications morphologiques
chez les cellules végétales en sénescence. Mais ce n’est qu’au cours des années 1990, avec la
frénésie de l’apoptose chez les animaux, que la théorie de la PCD végétale s’est unifiée et a
connu un essor substantiel stimulé entre autres par des intérêts agro-économiques comme la
résistance des cultures aux pathogènes et aux stress environnementaux, l’augmentation des
rendements et la conservation post-récolte.
D’un point de vue plus fondamental, la découverte que le Bcl-2 humain fonctionne aussi chez
C. elegans (Vaux, D.L. et al., 1992) a lancé l’engouement pour la conservation évolutive des
mécanismes de la PCD. Dès lors, on chercha à mettre en évidence les similarités
morphologiques et biochimiques de la mort survenant chez différents organismes et dans
différentes circonstances, et cette tendance s’est élargie aux plantes (Mittler, R. et Lam, E.,
1996 ; Pennel, R.I. et Lamb, C., 1997).
Si plusieurs similarités très générales entre l’apoptose et la PCD végétale peuvent être
dégagées (comme la condensation du cytoplasme, l’activation de protéases et de nucléases, la
dégradation de l’ADN nucléaire en gros fragments et l’implication du Ca 2+ et des ROS), des
différences majeures chez les plantes (comme le rôle majeur de la vacuole et l’absence de la
fragmentation du noyau, de la formation de corps apoptotiques engloutis par les cellules
avoisinantes et dans plusieurs cas, de la dégradation internucléosomale de l’ADN produisant
les fameuses échelles sur gel d’agarose) suggèrent que le processus de PCD chez les végétaux
est différent de l’apoptose animale. Cette idée a été renforcée lorsqu’on réalisa, avec la
disponibilité de génomes de plantes, que celles-ci ne possèdent pas d’homologues de
séquence des caspases ni des membres la famille de Bcl-2. Et ce n’est que depuis quelques
années qu’on s’intéresse d’un peu plus près aux caractéristiques particulières des cellules
végétales en PCD qui, plutôt que de s’avérer spécifiques, contribuent significativement à une
théorie générale de la PCD et de l’évolution des eucaryotes. L’impact de l’étude de la PCD
chez les plantes déborde donc largement du champ de la biologie végétale.
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Etude bibliographique
Tout au long de la vie des végétaux, différents types cellulaires ou organes sont éliminés au
moment approprié, au profit de l’organisme et de la population, et constituent des modèles de
PCD désormais classiques (Figure 5). Cette section présente quelques effecteurs de la mort
(voir 1.2.1) et des sentiers et des régulateurs impliqués (voir 1.2.2) en les comparants avec les
concepts issus des modèles animaux.
Figure 5 : La PCD dans la vie des angiospermes. Lors de la germination, l’aleurone (en bleu) ou les cotylédons
fournissent l’énergie nécessaire. Les TE (pour le transport de l’eau des racines aux feuilles) et la coiffe des racines (protection contre
l’abrasion) sont des structures différenciées faites de cellules mortes. Le méristème apical floral peut donner naissance aux primordia des
étamines (mâles, région bleue) et du carpelle (femelle, zone orange); chez les espèces à fleurs unisexuelles comme le maïs, une des deux
régions meurt pour produire l’organe de l’autre sexe. Chez la femelle (flèche orange), une mégaspore haploïde formera le gamétophyte, les
trois autres meurent. Dans les anthères (mâle, flèche bleue), le tapetum dégénère pour compléter la formation du pollen et la mort du
stomium le disperse. Au cours de la pollinisation, l’arrivée sur le pistil d’un pollen incompatible provoque la mort du tube pollinique, alors
qu’un pollen compatible provoque la croissance du tube, facilitée par la mort des tissus avoisinants (orange). Le tube pollinique entre dans
l’ovule grâce à l’ouverture faite par la mort d’une des deux cellules qui l’entoure (rouge); suite à la fécondation, les cellules à l’opposé
(orange) meurent aussi. La production de la graine implique la PCD massive de cellules de l’endosperme. Tout au long de leur vie (encadré
du centre), les plantes utilisent aussi la PCD pour résister aux pathogènes ou s’adapter au manque de nutriments ou d’oxygène. (Wu,
H.et Cheung, A.Y., 2000)
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Etude bibliographique
L’un des cas de PCD les plus étudiés chez les végétaux est la réponse hypersensible (HR,
hypersensitive response) (Heath, M.C., 2000 ; Lam, E. et al., 2001), qui survient chez les
plantes résistantes à un pathogène viral, bactérien ou fongique.
Les plantes possédant un gène de résistance R approprié développent des zones de quelques
cellules mortes aux sites d’attaque d’un pathogène, restreignant ainsi sa propagation. La
résistance dépend d’une interaction de type « gène pour gène » entre le gène R de la plante et
un gène d’« avirulence » (avr chez les pathogènes bactériens ou fongiques).
La HR déclenche parallèlement l’activation de mécanismes de défense moins spécifiques,
comme ceux qui passent par l’acide salicylique (Alvarez, M.E., 2000) ou les ROS
(Delledonne, M. et al., 2002 ; Hancock, J.T. et al., 2002 ; Vranová, E. et al., 2002), qui
rendent plus efficace la réponse à des attaques subséquentes.
Par ailleurs, la HR est une forme de PCD qui semble un peu particulière (Jones, A.M., 2001 ;
Heath, M.C., 2000), comme le suggèrent certaines caractéristiques qui diffèrent quelque peu
de celles généralement rencontrées dans la différentiation.
Dans un premier temps, la mort par HR se doit d’être très rapide, au détriment du recyclage
des nutriments (contrairement à la mort très lente lors de la sénescence); ainsi les organelles
ne sont généralement pas digérées. Le cytoplasme se condense et les cellules deviennent
autofluorescentes puis brunes, vraisemblablement à cause de l’accumulation et de l’oxydation
de composés phénoliques. Les « cadavres » des cellules ayant subi la HR ne disparaissent pas
(comme par exemple lors de la formation de l’aérenchyme), mais sont plutôt simplement
écrasés par l’expansion des cellules avoisinantes. Ainsi, si les plantes ne possèdent pas de
système immunitaire sophistiqué comme les animaux, elles ont quand même développé des
mécanismes de défense tout aussi subtils et efficaces parmi lesquels la HR est majeure.
La PCD est donc notoire dans pratiquement tous les aspects de la physiologie des plantes et
les modifications morphologiques et biochimiques qui y sont associées sont maintenant
relativement bien connues. Mais les mécanismes moléculaires de la mort cellulaire chez les
végétaux sont encore plus ou moins bien compris.
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1.2.1. Effecteurs de la mort
1.2.1.1. Activité caspase et les métacaspases
Etude bibliographique
Chez les végétaux, le démantèlement cellulaire implique l’activation d’une panoplie de
protéases. Étant donné l’importance des caspases dans l’apoptose animale, il n’est pas
étonnant que beaucoup d’efforts aient été consacrés à la recherche d’homologues structurels
et fonctionnels de ces protéases chez les plantes.
La disponibilité de génomes de plantes n’a pas permis de trouver d’homologues de séquence
des caspases selon les critères classiques chez les animaux, mais plusieurs arguments en
faveur d’une « vraie activité caspase » jouant un rôle crucial dans la PCD chez les végétaux
existent (Lam, E. et del Pozo, O., 2000 ; Woltering, E.J. et al., 2002).
Premièrement, différents inhibiteurs et substrats synthétiques plus ou moins spécifiques aux
caspases des mammifères sont reconnus par des protéases associées à la PCD chez les
végétaux. Ces inhibiteurs peuvent interférer avec le déroulement normal de la mort
programmée dans différents modèles.
Des macromolécules naturelles ont aussi été utilisées pour étudier l’activité caspase chez les
plantes. La poly-(ADP-ribose) polymérase (PARP), impliquée dans la réparation de l’ADN
chez les animaux, semble bien conservée structurellement et fonctionnellement entre les
animaux et les plantes. Son clivage par la caspase-3 est un marqueur moléculaire de
l’apoptose animale très utilisé.
Plusieurs cas où la PARP est clivée par des protéases végétales, possiblement à un site de
reconnaissance des caspases, ont été rapportés (Lam, E.et del Pozo, O., 2000). De plus, des
inhibiteurs naturels des caspases, comme les IAP viraux et notamment p35 du baculovirus,
inhibent la PCD dans des systèmes végétaux. p35 présente un intérêt particulier puisqu’il
inhibe pratiquement toutes les caspases, mais n’interagit pas avec d’autres protéases (même
celles avec un repliement semblable au « caspase-hémoglobinase » typique).
Des mutants de p35 fonctionnellement handicapés ne parviennent pas, contrairement à la
protéine fonctionnelle, à diminuer la HR chez des lignées transgéniques de tabac résistants
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Etude bibliographique
attaqués par le TMV (Lam, E.et del Pozo, O., 2000). Mais des protéines avec une activité
similaire aux caspases impliquées dans ces processus chez les végétaux n’ont pas encore été
identifiées.
Par ailleurs, les métacaspases sont considérées par plusieurs comme des candidats potentiels à
l’exécution de la PCD chez les plantes. Les métacaspases sont divisées en deux classes
relativement bien définies.
Le type I est caractérisé par un prodomaine contenant un motif répété riche en proline.
Plusieurs métacaspases de type I végétales possèdent aussi dans leur prodomaine des motifs
« doigt de zinc » ressemblant à ceux de la protéine LSD-1, un inhibiteur de la HR agissant
possiblement comme facteur de transcription (Uren, A.G. et al., 2000 ; Dietrich, R.A. et al.,
1997).
Les métacaspases de type II, retrouvées seulement chez les plantes, ne contiennent pas de
prodomaine mais plutôt une extension C-terminale d’environ 200 acides aminés.
La modélisation de la structure tridimensionnelle des métacaspases démontre une similarité
significative à celle des caspases (principalement le repliement « caspase-hémoglobinase »).
Les caspases et les métacaspases appartiennent à une superfamille de protéases avec certaines
similarités structurales (malgré une faible homologie de séquence) incluant les
hémoglobinases, la gingipaïne bactérienne et légumaïnes.
Les légumaïnes, des cystéines protéinases présentes chez les humains et les plantes, ont une
spécificité stricte pour un résidu Asn (et non un Asp) immédiatement en N-terminal du site de
clivage de leur substrat et ont un repliement similaire aux caspases (Chen, J.M. et al., 1998).
Par contre, les premières données sur la fonction des métacaspases d’eucaryotes unicellulaires
(Szallies, A. et al., 1993 ; Madeo, F. et al., 2002) suggèrent un rôle dans la régulation de la
mort. Leur implication dans l’exécution de la PCD n’est pas exclue (et même souvent
proposée ou assumée) (Madeo, F. et al., 2002), mais n’a pas encore été démontrée de manière
convaincante.
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2010

1.2.1.2. Autres protéases
Etude bibliographique
Plusieurs autres classes de protéases ont été associées à la PCD végétale et semblent pour
l’instant de meilleurs candidats au démantèlement de la cellule, mais leurs rôles précis sont
loin d’être compris (Beers, E.P. et al., 2000).
Premièrement, des cystéines protéases ont été associées à différents cas de PCD chez les
végétaux. Notons ici la famille bien connue de la papaïne (Beers, E.P. et al., 2000) et les
phytocalpaïnes, des homologues aux calpaïnes animales (des cystéines protéases dépendantes
du calcium) récemment identifiées.
La première phytocalpaïne a été clonée grâce au mutant dek1 (pour defective kernel) du maïs,
qui présente des défauts dans la différentiation de l’endosperme (Lid, S.E. et al., 2002). Des
phytocalpaïnes ont aussi été trouvées chez plusieurs plantes différentes, incluant des
angiospermes et des gymnospermes; mais à ce jour, une seule phytocalpaïne a été trouvée
pour chacune (Lid, S.E. et al., 2002 ; Margis, R. et Margis-Pinheiro, M., 2003).
Les phytocalpaïnes sont particulièrement intéressantes étant donné l’implication des calpaïnes
animales dans l’apoptose et l’importance du Ca 2+ dans la signalisation de la mort chez les
deux règnes.
Ensuite, des sérines protéases ont aussi été impliquées dans plusieurs modèles de PCD
végétale (Beers, E.P. et al., 2000). Parmi celles-ci se trouvent des enzymes avec une activité
similaire à celle de la trypsine et la superfamille des subtilisines, qui contient de nombreux
membres chez Arabidopsis et Lycopersicon et plusieurs autres genres végétaux.
La sérine protéase animale Omi/Htr2A, libérée de l’espace intermembranaire des
mitochondries, est évolutivement très ancienne et quelques homologues de séquence ont été
trouvés chez les plantes (Koonin, E. et Aravind, L., 2002), quoique leur fonction n’a pas été
vérifiée.
Par ailleurs, les seules aspartate protéases associées à la PCD chez les végétaux sont les
phytepsines, retrouvées chez Hordeum vulgare, Oryza sativa, Arabidopsis thaliana et
Brassica sp. Elles sont synthétisées sous forme de prépropeptides très similaires à des
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Etude bibliographique
aspartate protéases bactériennes et à la cathepsine D, qui est associée à plusieurs exemples de
mort programmée chez les animaux (Beers, E.P. et al., 2000).
Le protéasome, classé comme thréonine protéase, est maintenant reconnu pour son rôle dans
la régulation et l’exécution de la PCD animale. Chez les plantes, plusieurs travaux ont aussi
associé plus ou moins directement la régulation de la PCD au système ubiquitine-protéasome
(Newbigin, E. et Vierstra, R.D., 2003 ; Beers, E.P. et al., 2000 ; Kim, M. et al., 2003 ;
Vierstra, R.D., 2003), mais les mécanismes impliqués et leurs rôles physiologiques ne sont
pas encore clairs.
Finalement, considérant leur rôle dans l’apoptose animale, les métalloprotéinases constituent
une dernière classe de protéases possiblement impliquées dans la PCD végétale (Beers, E.P. et
al., 2000), mais cette hypothèse n’a pas été vérifiée.
1.2.1.3. Nucléases
La dégradation du matériel génétique apparaît, philosophiquement, comme un signe majeur
d’un suicide cellulaire. Ainsi, l’activation de nucléases et la digestion de l’ADNg sont des
caractéristiques classiques de la PCD, mais encore peu de données directes sont disponibles
sur des effecteurs et les mécanismes impliqués.
Les endonucléases dépendantes du Zn 2+ et du Ca 2+ constituent deux classes majeures de
DNAses végétales, et plusieurs d’entre elles voient leur expression majorée lors de différents
cas de PCD (Sugiyama, M. et al., 2000). Notons ici les homologues BEN1 et ZEN1, qui
dépendent du Zn 2+ et qui ont été clonés chez Hordeum et Zinnia, respectivement; d’autres
homologues végétaux de ces protéines ont aussi été retrouvés dans les banques de données.
Récemment, il a été proposé que ZEN1, parmi d’autres DNAses, pourrait bien occuper un rôle
central dans la fragmentation de l’ADN lors de la différentiation des TE (Ito, J. et Fukuda, H.,
2002). Il sera intéressant de voir si c’est aussi le cas dans d’autres modèles de PCD.
Par ailleurs, l’endonucléase G et l’AIF sont relâchées de l’espace intermembranaire des
mitochondries chez les animaux et entraînent alors la dégradation de l’ADN,
indépendamment des caspases. Ces protéines sont conservées chez les végétaux et pourraient
s’avérer être des candidats intéressants.
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Etude bibliographique
Supportant cette idée, une étude démontre, à l’aide d’un système acellulaire, deux types
d’activité DNAse nécessitant le Mg 2+ dans l’espace intermembranaire des mitochondries
(Balk, J. et al., 2003). La première génère rapidement de gros fragments d’environ 30 kpb et
ensuite la condensation de la chromatine; la seconde est beaucoup longue à se manifester, en
plus de nécessiter la contribution d’un facteur cytosolique, et provoque la fragmentation
internucléosomale de l’ADN.
Ces caractéristiques rappellent celles des AIF et endonucléase G des animaux (Balk, J. et al.,
2003), en plus de supporter l’idée que, comme chez les animaux, la fragmentation de l’ADN
se produit en deux étapes. Par contre, les fonctions des homologues végétaux de ces protéines
n’ont pas encore été étudiées directement.
1.2.2. Signalisation, régulation et régulateurs
Si, chez les animaux, on commence à avoir une bonne idée des sentiers, des régulateurs et des
mécanismes impliqués dans l’apoptose, le tableau n’est pas aussi clair chez les plantes.
La recherche de similarités avec l’apoptose a permis de tirer plusieurs parallèles (parfois
surprenants) au niveau des sentiers de signalisation, mais la récolte d’homologues des
régulateurs animaux s’est avérée pauvre.
Les particularités des plantes ont aussi été exploitées : les fonctions des phytohormones
commencent à être mieux comprises et plusieurs mutants avec des défauts de régulation de la
PCD ont été caractérisés.
1.2.2.1. Signaux et sentiers de mort
Les phytohormones influencent et contrôlent pratiquement tous les aspects de la physiologie
végétale, incluant la PCD (Raven, P.H. et al., 1999 ; Hoeberichts, F.A. et Woltering, E.J.,
2002).
La réponse aux différentes phytohormones est complexe et varie d’un type cellulaire à l’autre,
notamment à cause de sensibilités différentes à chacune.
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Etude bibliographique
Il est connu depuis longtemps que l’éthylène favorise la sénescence, le mûrissement, la
maturation de l’endosperme, l’abscission et la différentiation de l’aérenchyme. Les
cytokinines peuvent diminuer l’effet de l’éthylène sur la sénescence. La mort de l’aleurone
lors de la germination représente aussi un cas bien connu de contrôle hormonal de la PCD :
l’acide gibbérellique la favorise alors que l’acide abscisique la retarde. Par ailleurs, l’acide
salicylique (AS), un composé phénolique, semble jouer un rôle majeur dans les mécanismes
de défense des plantes (Alvarez, M.E., 2000 ; Hoeberichts, F.A. et Woltering, E.J., 2002).
Lors de l’attaque par le TMV chez le tabac, l’AS s’accumule en gradient décroissant à partir
de la lésion, ce qui suggère qu’une haute concentration d’AS stimule la mort alors qu’une plus
faible semble protéger de la mort les cellules plus éloignées. L’AS peut déclencher la
production de ROS et inversement (l’oxydation des composés phénoliques accompagne
souvent la mort), en plus d’activer au moins une MAPK.
Finalement, l’acide jasmonique, une molécule volatile, a aussi été associé à l’activation des
mécanismes de défense (dont la HR) et peut même agir sur les plantes avoisinantes, comme
pour les avertir de se préparer au danger. Mais les mécanismes moléculaires impliqués dans
régulation de la PCD par les phytohormones sont encore obscurs. Par ailleurs, les produits des
gènes R sont aussi présumés être en amont de plusieurs sentiers de mort (Shirasu, K. et
Schulze-Lefert, P., 2000).
Au cours de la dernière décennie, le clonage et la caractérisation de gènes R ainsi que la
disponibilité de génomes de plantes, ont permis de révéler leur structure générale
étonnamment conservée, étant donnée la diversité des pathogènes qu’ils reconnaissent
(Shirasu, K. et Schulze-Lefert, P., 2000 ; Dangl, J.L. et Jones, J.D.G., 2001).
La plus grande des familles de gènes R, nommée NB-LRR, code pour des protéines
généralement cytoplasmiques composées d’un domaine de liaison de nucléotide (NB,
nucléotide binding) et d’un domaine contenant des répétitions riches en leucine (LRR,
leucine-rich repeats).
Fait intéressant, des motifs (qui comprennent le NB) chez des membres de la famille des NB-
LRR présentent des similarités avec Apaf-1 (mammifères) et CED-4 (C. elegans); cette région
élargie est nommée domaine AP-ATPase et est aussi retrouvée chez plusieurs procaryotes, ce
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Etude bibliographique
qui suggère une origine évolutive ancienne (Shirasu, K. et Schulze-Lefert, P., 2000 ; Dangl,
J.L. et Jones, J.D.G., 2001; Aravind, L. et al., 1999 ; Koonin, E. et Aravind, L., 2002). Le
génome d’Arabidopsis contient ~150 séquences avec une homologie aux NB-LRR dans une
centaine de loci répartis sur tous les chromosomes.
Par ailleurs, les MAPK végétales sont primordiales dans la transduction des signaux induits
par plusieurs stress, et ressemblent aussi à la JNK animale (Zhang, S. et Klessig, D.F., 2001).
Des pathogènes (via les produits de gènes R ou d’éliciteurs non-spécifiques) ou des stress
abiotiques comme l’hypoxie, les ROS, les UV, les blessures ou les températures extrêmes,
induisent des cascades de kinases chez les plantes. Ces cascades aboutissent à l’activation de
facteurs de transcription et de gènes de défense, au déclenchement de la HR ou à la synthèse
de phytohormones (comme l’acide jasmonique et l’acide salicylique) qui peuvent avoir un
effet rétroamplificateur. Mais beaucoup d’intermédiaires dans ces cascades de
phosphorylation n’ont pas encore été identifiés, tout comme les récepteurs qui les activent et
leurs cibles exactes.
Les ROS sont aussi reconnus comme des éléments importants de la signalisation dans
plusieurs modèles de PCD chez les plantes (Rao, M.V. et al., 2000 ; Delledonne, M. et al.,
2001 ; Fath, A. et al., 2002 ; Neill, S.et al., 2002), et ont beaucoup été étudiés dans le cadre de
la HR et chez des cellules en culture.
En temps normal, plusieurs mécanismes cellulaires limitent l’accumulation accidentelle et les
effets nocifs des ROS. Mais toute une gamme de stress biotiques ou abiotiques provoque
l’augmentation de la production de H2O2. L’exposition au H2O2 provoque différentes
réponses cellulaires, dont l’activation de MAPK, l’augmentation ou la répression de la
transcription de plusieurs gènes, l’entrée de Ca 2+ dans la cellule, l’augmentation de la
production de NO ainsi que l’accumulation d’acide salicylique et d’éthylène. Ces effets
semblent liés à la production de NO et dépendent de la dose (une faible concentration induit
des enzymes antioxydantes; une grande mène à la mort). Par contre, les mécanismes
impliqués ne sont pas clairs.
Les ROS peuvent être produits lors du découplage des chaînes de transport des électrons de la
respiration et de la photosynthèse, respectivement dans les mitochondries et les chloroplastes,
et lors de la photorespiration dans les peroxisomes.
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Etude bibliographique
Par analogie au système animal, le relâchement du cytochrome c est observé dans plusieurs
cas de PCD végétale (mais pas pendant la HR); mais on ignore encore si cet événement est
significatif dans l’activation de sentiers d’exécution similaire à la formation de l’apoptosome.
Dernièrement, le lien entre la mitochondrie, le H2O2 et la PCD a été clarifié. Chez des cellules
d’Arabidopsis en culture, l’exposition brève à une haute concentration de H2O2 ou plus
prolongée à une faible concentration cause une production accrue de H2O2 via une
accélération de la chaîne respiratoire, et résulte en l’épuisement de l’ATP, l’ouverture du PTP
et finalement la mort (Tiwari, B.S. et al., 2002).
Les ROS et la mitochondrie, comme chez les animaux, semblent donc jouer un rôle important
dans la signalisation, l’intégration et l’amplification des signaux de mort. Mais leur rôle chez
les végétaux n’est pas clair et plusieurs points fondamentaux demeurent controversés.
Le Ca 2+ est aussi un messager reconnu de la PCD végétale. Une élévation du Ca 2+ cytosolique
a été observée dans la différentiation des TE, la formation de l’aérenchyme, la maturation de
l’endosperme et la HR; les ROS provoquent aussi cet effet dans plusieurs modèles, mais pas
dans d’autres (comme la formation des TE) (Fukuda, H., 2000).
Le rôle du Ca 2+ dans la différentiation des TE est étudié depuis relativement longtemps et un
modèle proposé du déroulement de ce processus nécessite l’entrée massive de Ca 2+ dans la
cellule pour initier les événements associés à la PCD (Fukuda, H., 2000).
Le lanthanum, un bloqueur de canal à Ca 2+ de la membrane plasmique, inhibe la mort dans
plusieurs cas, mais demeure sans effet sur les mécanismes de défense plus généraux. Par
ailleurs, le RE, un réservoir majeur de Ca 2+ intracellulaire, est aussi important dans le
transport des protéines hydrolytiques aux vacuoles et comme source de membranes lipidiques
pour la formation de vésicules autophagiques (Toyooka, K. et al., 2001 ; Marty, F., 1999).
Des développements récents dans la régulation de l’apoptose par la modulation des flux de
calcium suggèrent un rôle central pour ce messager et le RE dans l’intégration et la
signalisation de plusieurs stimuli (dont le H2O2). Il se pourrait bien que se soit aussi le cas
chez les plantes, mais cette hypothèse reste à être explorée dans cette nouvelle perspective. De
plus, le RE et le Ca 2+ semblent aussi liés à la mort de type autophagique (comme par exemple
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Etude bibliographique
la formation des TE et la mobilisation des réserves de l’aleurone, des cotylédons ou des autres
feuilles) renforçant l’idée d’un rôle majeur et conservé du Ca 2+ dans la régulation et la
signalisation de la mort.
1.2.2.2. Régulateurs
Un portrait global des sentiers de signalisation de la PCD chez les végétaux semble donc sur
le point d’émerger. Mais les régulateurs impliqués et leur influence sur ces sentiers sont mal
connus.
Plusieurs mutants présentant une PCD inappropriée ont été caractérisés, particulièrement dans
le cadre de la HR (Heath, M.C., 2000 ; Shirasu, K. et Schulze-Lefert, P., 2000). Certaines
modifications dans des gènes R peuvent déclencher la HR sans présence de pathogène. Des
mutants avec des résistances accrues à des pathogènes démontrent aussi la formation de
lésions spontanées dans diverses conditions.
Par exemple, chez les mutants mlo de l’orge, des lésions discrètes apparaissent sur les feuilles
juste avant le début de la sénescence. Mlo est une protéine à sept hélices transmembranaires
située dans la membrane plasmique qui confère une résistance au mildiou (Erysiphe graminis)
qui ne dépend pas de l’espèce du pathogène; par contre, la suppression de la croissance du
pathogène arrive avant la mort de cellules de l’hôte, et semble plutôt due au renforcement des
parois, lié à la présence de ROS.
Fait intéressant, les mutants mlo sont plus susceptibles à un autre champignon, Magnaporthe
grisea, un biotrophe facultatif qui peut sécréter des toxines pour tuer les cellules pénétrées
avant de poursuivre la colonisation et qui semble donc ainsi être avantagé par la mort
cellulaire plus prompte chez les plantes mlo.
Les mutants lsd d’Arabidopsis présentent aussi des lésions spontanées et une résistance
accrue. Par exemple, les plantes lsd1 présentent des lésions grandissantes suite à l’exposition
à divers stimuli (comme des jours longs et les ROS) et une résistance accrue à différents
pathogènes bactériens et fongiques.
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Etude bibliographique
Cette résistance, comme chez les mlo, intervient avant l’apparition des lésions. Contrairement
à certains mutants lsd qui requièrent l’action de l’acide salicylique et induisent des
mécanismes de défense généraux, d’autres, dont lsd1, n’en n’ont pas besoin. Il a plutôt été
suggéré que les plantes lsd1 sont plus sensibles aux ROS que les plantes sauvages et que leur
phénotype dépend de cette sensibilité.
Plusieurs transgènes induisent aussi chez les végétaux le phénotype de la HR. Par exemple,
l’expression de gènes d’avirulence ou d’éliciteurs non spécifiques provenant de pathogènes
induit des lésions similaires à la HR, tout comme des antisens (qui inhibent la production)
d’enzymes antioxydantes (Mittler, R. et Rizhsky, L., 2000).
Les végétaux n’ont pas de membres de la famille de Bcl-2, mais plusieurs régulateurs de cette
famille ont démontré leur fonctionnalité chez les plantes. Des plantes de tabac exprimant les
anti-apoptotiques Bcl-XL ou CED-9 sont résistantes à la PCD induite par les UV et le
paraquat (Mitsuhara, I. et al., 1999) et leur progéniture est aussi plus résistante à des stress
causés par le sel, le froid et les blessures, possiblement grâce à une contribution de ces
protéines au maintien de l’homéostasie des organelles (Qiao, J. et al., 2002).
Une autre équipe a aussi produit des tabacs transgéniques exprimant Bcl-XL, CED-9 ou l’anti-
apoptotique Op-IAP du baculovirus et a démontré leur résistance à différents pathogènes
fongiques et viraux (Dickman, M.B. et al., 2001).
Le pro-apoptotique Bax a aussi été exprimé transitoirement à l’aide d’un vecteur viral chez
des feuilles de tabac, ce qui a causé l’apparition de lésions similaires à celles qui surviennent
lors de la HR (Lacomme, C. et Santa Cruz, S., 1999).
Des plantules d’Arabidopsis transformées pour exprimer Bax de manière inductible cessent de
croître et dégénèrent après induction (Kawai-Yamada, M. et al., 2001).
La fonctionnalité de certains membres de la famille de Bcl-2 chez les plantes suggère une
action au niveau de sentiers fondamentaux conservés entre les végétaux et les animaux. Par
contre, très peu d’homologues de régulateurs de l’apoptose ont été identifiés chez les
végétaux. Par exemple, un homologue végétal de Rac, un des facteurs cytosoliques du
complexe NADPH oxydase des animaux, active la production de ROS et la PCD chez le riz
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Etude bibliographique
(Kawasaki, T. et al., 1999). Un homologue de Rac a aussi été identifié chez l’orge
(Hückelhoven, R. et al., 2001). Une autre protéine qui a été impliquée dans la régulation de
l’apoptose, DAD1, est aussi bien conservée chez les plantes. DAD1 inhibe la PCD lors du
développement de C. elegans et l’homologue d’Arabidopsis est aussi efficace que la protéine
humaine dans la complémentation d’une lignée mutante de cellules de hamster (Gallois, P. et
al., 1997). DAD1 fait partie du complexe oligosaccharyl transférase des mammifères,
impliqué dans la glycosylation (Kelleher, D.J. et Gilmore, R., 1997).
Rac et DAD1 sont impliqués dans des sentiers métaboliques importants pour la cellule et leurs
rôles ne semblent donc pas exclusifs à la régulation de la PCD.
La protéine BI-1 (Bax inhibitor-1) présente un intérêt particulier dans l’étude de la régulation
de la PCD végétale et de son évolution. Identifié dans une banque d’ADNc humains grâce à
sa capacité à inhiber la mort induite par Bax chez la levure, le BI-1 humain empêche aussi
l’apoptose déclenchée par la surexpression de Bax ou par différents autres stimuli
apoptotiques chez les cellules humaines 293 (Xu, Q. et Reed, J.C., 1998).
Le BI-1 humain est retrouvé dans les membranes intracellulaires où il peut s’associer
directement avec Bcl-2 et Bcl-XL, mais pas avec Bax ou Bak (Xu, Q. et Reed, J.C., 1998).
Des homologues végétaux de BI-1 ont par la suite été clonés chez Arabidopsis (AtBI-1) et le
riz (OsBI-1), et ont démontré pouvoir empêcher la PCD induite par Bax chez la levure
(Kawai, M. et al., 1999 ; Sanchez, P. et al., 2000). Fait intéressant, des plantes blessées
mécaniquement ou attaquées par un pathogène (spécifique ou non) présentent une
accumulation rapide de l’ARNm codant pour AtBI-1 (Sanchez, P. et al., 2000).
Un homologue a aussi été cloné chez l’orge et sa transcription est accrue lors de l’attaque par
le mildiou (Hückelhoven, R. et al., 2001). L’homologue du pin est aussi relativement très
abondant (approximativement 600 e sur 15000) dans une banque d’EST de xylème en
formation, un procédé lors duquel le rôle de la PCD est reconnu (Kozela, C. et Regan, S.,
2003).
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1.3. La lutte contre Agrobacterium tumefaciens
Etude bibliographique
Au fil des années, diverses méthodes de lutte ont été développées pour limiter les dégâts, à
savoir, la lutte culturale, la lutte chimique et la lutte biologique.
1.3.1. Lutte culturale
Il s’agit d’éviter l’introduction dans les pépinières non infectées de tout matériel douteux. Le
travail du sol est important pour l’élimination des adventices capables d’héberger la bactérie
qui peut persister longtemps dans le sol.
Agrobacterium tumefaciens a été mis en évidence dans des débris de tumeurs enfuis dans le
sol depuis plus de trois ans. Par conséquent, les longues rotations sont souhaitables et
l’élimination impitoyable de tous les plants malades est impérative (Moore, L.W., 1977).
1.3.2. Recherche de phénotypes génétiquement résistants
Il est important de sélectionner des variétés résistantes à la galle du collet car les porte-greffes
des arbres fruitiers sont multipliés par des méthodes traumatisantes (bouturage, marcottage) et
sont fréquemment soumis à des risques de blessure.
1.3.3. La lutte biologique
Le rapport des agrobactéries (pathogènes/non pathogènes) élevé au voisinage des plants
malades et faible au voisinage des végétations saines est à l’origine de l’étude des interactions
entres ces types d’isolats et la sélection d’un Agrobacterium radiobacter : la souche K84.
Ce dernier a témoigné dans certains pays d’une grande efficacité dans la lutte biologique
(Penyalver, R.et al., 2000). En plus de l’inhibition de la tumorisation par blocage physique des
sites spécifiques de fixation, la souche K84 agit aussi par l’intermédiaire d’antibiotiques qui
sont l’agrocine 84 codé par le plasmide pAgK84 (47,7 Kb), l’agrocine 434 codé par le
plasmide pAgK434 (>300Kb) et l’agrobactine 84 (ALS84) codé par un gène chromosomal
(André, P. et Eyquard, J.P., 1993).
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1.3.4. Lutte chimique
Elle consiste en l’utilisation de différents produits :
Etude bibliographique
Les antibiotiques : Seuls deux antibiotiques, la streptomycine et l'oxytétracycline, sont
enregistrés aux Etats-Unis, par l'Agence de la protection de l'environnement (United States
Environment Protection Agency) pour être utilisé en agriculture (Kumar, K. et al., 2005).
Selon les objectifs du traitement et la culture, la concentration recommandée se situe entre 50
et 200 mg/l pour la streptomycine et entre 150 et 200 mg/l pour l'oxytétracycline (Vidaver,
A.K., 2002). L’utilisation de la gentamicine, non autorisée aux Etats-Unis et pratique courante
dans les pays de l’amérique latine, est préoccupante en raison de l'importance de cet
antibiotique en médecine humaine (Vidaver, A.K., 2002). La streptomycine et
l'oxytétracycline sont utilisées contre la galle du collet chez les rosiers et il a été estimé que
53.000 ha de fruits et légumes sont pulvérisés chaque année, aux Etats-Unis, avec des
antibiotiques (Kumar, K. et al., 2005).
Le souffre : Des pépiniéristes ayant épandu du souffre pour combattre l’oïdium sur semis
de pommier, auraient remarqué une nette diminution du crown gall dans leurs pépinières. Le
souffre gênerait l’infection en acidifiant le milieu (Deep, I.W., 1968).
La désinfection du sol : En utilisant comme fumigants la chloropicrine, le dichloropropène
dichloropropane (DD), le bromure de méthyle ou le bromure de propargyle, une inefficacité
de la fumigation dans la lutte contre la galle du collet a été remarqué (Moore, L.W. et Schroth,
M.N., 1976). Cependant, le DD qui a été utilisé à Lanscade depuis 1964 pour lutter contre les
nématodes, a permis la réduction du taux d’infestation par la maladie de 35 à 1% (Deep, I.W.,
1968).
Mélange d’hydrocarbures : Les cellules des tumeurs résultant de l’Agrobacteium
tumefaciens sont tuées sélectivement par un mélange de cinq hydrocarbures aromatiques dans
l’huile de paraffine, sans que les cellules saines adjacentes ne soient touchées (Moore, L.W.,
1997). Cette émulsion continue à être utilisée en Californie pour éradiquer les galles sur les
poiriers en pépinières et dans les vergers (Hayder, N., 2002).
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1.4. Les fléaux des cultures et l’extension de la protection chimique
Etude bibliographique
Une succession d’évènements dramatiques survenus entre 1845 et 1920 des deux côtés de
l’Atlantique a complètement modifié la manière de protéger les cultures. Pour l’Europe, nous
connaissons bien l’histoire des fléaux successifs introduits du Nouveau Monde : mildiou de la
pomme de terre, oïdium, phylloxera, mildiou et black-rot de la vigne, puis doryphore. Ces
calamités ont été à l’origine d’un effort considérable pour y remédier avec la proposition d’un
nombre invraisemblable de méthodes de lutte, la plupart sans résultat tangible. La génétique
sera couronnée de succès avec la création de vignes hybrides résistant au mildiou ou/et au
phylloxéra mais ces découvertes n’ont pas eu à ce jour de succès commercial en raison de la
qualité discutable de leurs produits. Contre les maladies, la solution passera d’abord et pour
plusieurs décennies par les fongicides minéraux à base de soufre et de sels de cuivre… et
seuls des insecticides pourront contenir les pullulations du doryphore. Pour le phylloxéra, une
protection rationnelle et durable ne sera pas obtenue par des moyens chimiques ou
biologiques mais par la sélection de porte-greffes résistants et la pratique du greffage
(Bernard, J-L., 2008).
En Amérique du Nord, le commerce transocéanique a eu les mêmes effets. Les introductions
anciennes de la cécidomyie destructive (Mayetiola destructor) et du carpocapse des pommes
(Cydia pomonella) n’ont été que les prémices d’une immense vague d’arthropodes ravageurs
venus de l’Ancien Monde. Comme le bombyx disparate (gypsy moth = Lymantria dispar),
volontairement introduit de France en 1868 à des fins de travaux scientifiques et qui devient
dès 1889 un fléau majeur des forêts ; comme le Pou de San José (Aspidiotus perniciosus)
apporté de Chine en Californie avec des arbres fruitiers vers 1870 ; comme le coléoptère
japonais Popillia japonica, ravageur polyvalent découvert en 1912 dans le New Jersey où le
transport par bateau de rhizomes d’iris l’avait introduit…etc. Un des exemples les plus
célèbres est celui de la pyrale (Ostrinia nubilalis = european corn borer). Ce ravageur assez
polyphage d’origine européenne est un lépidoptère qui a franchi l’océan vers 1910,
vraisemblablement avec des lots de paille à balais importée d’Italie ou de Hongrie. Observé
près de Boston en 1917, il a atteint les Grands Lacs en 1931 avant d’envahir toutes les régions
d’Amérique du Nord où la culture du maïs était pratiquée. Aux Etats-Unis, il est encore
responsable chaque année de plus de 700 millions d’euros de dégâts dont plus de 200 millions
pour le seul état de Minnesota en 1995. Mais le danger vient aussi du vaste continent
américain lui-même. Avec le charançon du coton (cotton boll weevil = Anthonomus grandis)
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2010

Etude bibliographique
qui, entré au Texas depuis le Mexique en 1892, atteint les domaines cotonniers d’Alabama en
1915 ou il devient le principal ravageur de la culture, contribuant à accentuer la situation
dramatique des agriculteurs du Sud à l’époque de la grande dépression des années 30. Sans
oublier le célèbre doryphore qui, parti de régions reculées des Montagnes Rocheuses, a suivi
les plantations de pomme de terre le long du nouveau chemin de fer pour atteindre New York
en 1874 d’où il gagne l’Europe et l’Asie. Cette liste est loin d’être limitative (Bernard, J-L.,
2008).
.
La réponse à cette marée montante des problèmes – que l’on exige forcément rapide – a été
articulée de plusieurs manières :
- Avec l’étude, la mise au point et le développement d’une pharmacopée : centrée sur la
chimie avec des fongicides minéraux en Europe et des insecticides huileux ou minéraux aux
Etats-Unis ; en parallèle, d’autres agents insecticides ont aussi été étudiées comme la bactérie
Bacillus thuringiensis découverte au Japon dès 1901 puis en Allemagne en 1911, des
champignons antagonistes (ex : Beauveria sp.), des extraits végétaux comme le pyrèthre, la
nicotine… En sus de leur activité propre, un usage conséquent des corps gras est fait au titre
d’adjuvants, de mouillants… complément utile à diverses matières actives ;
- Avec la recherche de macro-organismes, répresseurs naturels des ravageurs envahissants, les
« pests », dans leur pays d’origine ; après élevage et acclimatation, certains lâchers
d’auxiliaires ont parfois été couronnés de succès. C’est le cas de coccinelles comme Rodolia
(Novius) cardinalis, déterminante pour contenir la cochenille australienne ou d’hyménoptères
comme Cales noaki contre l'aleurode floconneux des agrumes et Encarsia perniciosa contre
le Pou de San José.
- Avec un travail de sélection pour préciser les variétés les plus résistantes à l’action des
parasites : on connaît les fortunes diverses de l’hybridation en viticulture. Le travail pionnier
de « sélection généalogique » que Louis de Vilmorin présente en 1856 devant l’Académie
d’Agriculture donne le coup d’envoi d’une activité au long cours visant à conférer aux plantes
de grande culture une moindre sensibilité aux rouilles, au piétin-verse… etc.
- Avec la création de dispositifs de quarantaine, illustrée par l’entomologiste américain
L.O.Howard, en mission pour son gouvernement, qui précisait devant l’Académie
d’Agriculture de France le 22 juin 1910 que « plus de 40 espèces d’insectes dangereux de
première importance, causant chacun, annuellement, plusieurs millions de dollars de
dommages aux récoltes, ont été introduits de pays étrangers, pour la plus grande part
U.P.M.C./U.S. 29
2010

Etude bibliographique
européens… » (Howard, L.O.,1910), dont récemment de France, le brown tail moth des arbres
fruitiers. L’encadrement réciproque des échanges de végétaux afin d’éviter l’explosion des
contraintes liées à l’organisation des luttes est un dispositif indispensable mais hélas non
suffisant pour éviter de nouvelles introductions dommageables.
En réponse à l’envahissement considérable des « mauvaises herbes » consécutif à l’emploi
accru des matières fertilisantes, le désherbage chimique des cultures a commencé avec les
travaux de Louis Bonnet qui évalue les effets du sulfate de cuivre sur les dicotylédones
adventices et sa sélectivité pour les céréales en 1896 (Bernard, J.-L., 1996). Mais jusqu’en
1914, l’emploi de désherbants issus de la chimie se limitait à ces cultures et était bien loin de
sa banalisation. A cette époque, la destruction des moutardes et autres dicotylédones dans les
champs de céréales requiert des quantités importantes de sels minéraux : de l’ordre de 400
kg/ha pour le sulfate de fer anhydre, 40 kg/ha pour le sulfate de cuivre, 30 kg/ha pour le
nitrate de cuivre. Les méthodes « modernes » faisant appel à l’acide sulfurique demandent 80
à 120 litres d’acide à 65° Baumé appliqués dans 1000 litres d’eau environ par ha. La
compagnie St Gobain, qui livre ce produit à la demande des acheteurs, en met à disposition
chaque année plusieurs milliers de tonnes pour le seul Midi de la France. La Compagnie
Bordelaise qui ravitaille le sud-ouest aurait vendu en wagons-citernes et bonbonnes de cent
litres une quantité de l’ordre de 3500 tonnes pour la vallée de Garonne en 1926-1927 (Rabate,
E., 1927). L’acide sulfurique sera l’herbicide le plus utilisé sur céréales en Europe avant 1940.
Ainsi donc, avant la Première Guerre mondiale, les éléments constitutifs de la protection des
cultures moderne sont en place. Et cette évolution se trouve être la même dans tous les pays
développés où la science agronomique avance vers des solutions en disposant déjà de toute la
palette des méthodes que nous utilisons aujourd’hui. Si la chimie y trouve une place
importante malgré les coûts et les changements d’habitudes induits, elle le doit surtout à deux
raisons. Tout d’abord sa relative rapidité à porter remède à des fléaux importés au
développement explosif. Que l’on songe au cas de l’oïdium de la vigne (Bernard, J.-L., 2007).
Ou encore au mildiou de la pomme de terre qui ravageait les cultures depuis plus d’un demi-
siècle lorsque la mise au point de la bouillie bordelaise amena enfin avec les traitements
cupriques un début de réponse suite aux essais conduits par Prillieux et Girard au champ
d'expérience de l'Institut Agronomique de Joinville-le-Pont en 1888 (Deherain, P.-P., 1898).
Ensuite, au fait que bien souvent, elle constitue dans le moment une réponse économiquement
rationnelle unique au problème posé. Le désherbage des céréales à l’acide sulfurique, si
U.P.M.C./U.S. 30
2010

Etude bibliographique
contraignant et dangereux soit-il en est une illustration. L’emploi des sels d’arsenic pour
prévenir les dégâts du carpocapse des pommes et de l’anthonome en est une autre.
Dès ses origines, la pharmacopée présente une image de dangerosité qu’elle ne quittera guère
par la suite. Elle fait en effet très largement appel à des substances porteuses de connotations
objectives ou subjectives inquiétantes. Ainsi, le soufre à des propriétés irritantes et traîne une
réputation diabolique ; les polysulfures et l’acide sulfurique attaquent et corrodent le métal ;
de nombreux sels de cuivre sont réputés toxiques (« vert-de-gris ») ; la nicotine, l’arsenic…
sont connus comme de véritables poisons ; les goudrons de houille sont excessivement
malodorants…
Entre 1900 et 1945, l’agriculture a trouvé dans la chimie un début de réponse à des questions
séculaires. A cette époque, l’armoire à pharmacie n’est pas bien garnie et nombre de recettes
autour, par exemple, du pétrole et de ses dérivés, sont utilisées avec des objectifs très variés.
Dans ce contexte, l’arrivée de produits issus de la chimie de synthèse dès 1946
(phytohormones) a été vécue comme une révolution. Pour les cultivateurs et les services
officiels, elle laissait espérer des solutions économiques à tous les problèmes. L’expérience a
depuis prouvé qu’en protection des cultures, les solutions simples n’existent guère et que
chaque percée de l’innovation génère ses propres inconvénients (Bernard, J-L., 2008).
Après la seconde guerre mondiale, si un nombre croissant de produits chimiques de synthèse a
été proposé par la recherche aux agriculteurs, nous savons que ces solutions sont quelquefois
devenues une réponse unique pour certains de leurs problèmes faute d’une approche
cohérente du système de protection. D’où la mise en cause au début des années 1960 de
certaines substances actives comme les fongicides dérivés du mercure, les insecticides
organochlorés et organophosphorés, dans un temps ou la pharmacopée était en pleine période
d’innovation (Bernard, J-L., 2008).
Sur la période entre 1965 et aujourd’hui, plus de 800 « solutions » ont été inscrites sur la liste
des moyens autorisés (Index phytosanitaire de l’ACTA, 1965, 1970, 1980, 1990, 2000 et
2008). Toutes ces solutions ne sont pas des substances phytopharmaceutiques classiques
(herbicides, fongicides, insecticides et acaricides). On y trouve des substances destinées à
l’hygiène des élevages, à la désinfection des locaux, à l’élimination de la mousse dans les
pelouses, des rodenticides, des répulsifs, des produits pour la démoustication, des régulateurs
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2010

Etude bibliographique
de croissance, des hormones de bouturage, des phéromones pour la confusion sexuelle ou
l’agrégation, des phytoprotecteurs, ainsi qu’une quantité d’adjuvants extemporanés pour
bouillies, des mouillants, etc. Par ailleurs, les arthropodes auxiliaires proposés à la vente ont
été progressivement soumis à des règles d’AMM et s’ajoutent à la liste… Cette diversité des
moyens nous conduira parfois à parler de « solutions » (produits chimiques et autres) ou à
regrouper sous un même objectif (ex : protection contre les ravageurs) des moyens chimiques
ou biologiques.
Pendant près de cinquante années, le nombre des solutions chimiques ou biologiques
proposées aux agriculteurs a été constamment à la hausse en raison de la créativité des
laboratoires de recherche. Ce n’est plus aujourd’hui le cas en dépit du fait que de nombreux
auxiliaires (plus de 60 en 2008) ont été introduits dans la liste des solutions couvertes par une
AMM (Barrie, E., 2005).
Tableau 1 : Nombre de solutions proposées pour la protection des plantes cultivées et des
denrées stockées (source : Index phytosanitaires des années correspondantes. Les digressions
sur 2010 prennent en compte des données officielles publiées à ce jour.)
1965 1970 1980 1990 2000 2008 2010
183 250 330 463 570 506 +/- 400
La pharmacopée française reste une des plus modernes du monde. Si on considère par
exemple la catégorie des insecticides et acaricides, on constate que plus de la moitié des
solutions chimiques a été inscrite après 1990. Pour cette catégorie, on peut prévoir que sur les
70 molécules autorisées en 1965, il n’en subsistera plus que 4 ou 5 sur le marché en 2010 ; de
même, sur les 103 molécules autorisées en 1980, il n’en subsistera plus qu’une quinzaine à la
même époque. Le renouvellement qui a concerné les produits de synthèse touche aussi les
produits dits « naturels » puisque la nicotine et la roténone utilisés avant 1940 ont fait elles
aussi l’objet de mesures de retrait. Ce rajeunissement est sensiblement le même dans l’univers
des herbicides et dans celui des fongicides, malgré la place importante qu’occupent toujours
les sels de cuivre et le soufre (Bernard, J-L., 2008).
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2. Les composés organométalliques
2.1. Introduction
Etude bibliographique
Le terme « chimie bioorganometallique » a été appliquée la première fois, en 1985, à la
synthèse et à l'étude des espèces organométalliques d'intérêt biologique et médical
(Jaouen, G. et Vessières, A., 1985 ; Top, S. et al., 1985).
L'idée de combiner les composants organométalliques et biologiques naturellement s'était
produite avant par un certain nombre de chercheurs, avec des résultats variables. A cet
égard, il est remarquable qu'un des facteurs menant à l'explosion du champ ait été
l'arrangement augmenté du lien de métal-carbone (MC). Les résultats de toutes les études
faites jusqu’ici, y compris la structure de la vitamine B12, ne prennent en considération que
les liaisons σ (Hodgkin, D. C., 1965 ; Lenhert, P. G., 1968 ; Kaim, W. et Schwederski, B.,
1994). Cependant, suite à la découverte du ferrocène et de sa structure de sandwich (Kealy,
T. J. et Pauson, P. L., 1951 ; Wilkinson, G. et al., 1952 ; Cotton, F. A., 2001), nous voyons
l'établissement d'une base théorique pour l'arrangement de nouveaux types de liens de MC
(σ, π et δ) comme, par exemple, ceux des metallocènes, des carbonyles métalliques ou des
carbènes en métal.
Figure 6 : Composés organométalliques de transition métallique (Jaouen, G. et al., 2006)
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2010

Etude bibliographique
Cette diversité structurale a fourni une richesse de la nouvelle réactivité pour les
chercheurs chimiques et a provoqué le développement de la chimie organométallique de
transition-métal généralement et plus tard à la chimie bioorganometallique comme nous la
connaissons aujourd'hui (Cotton, F. A. et Wilkinson, G., 1962 ; Crabtree, R. H., 1994 ;
Elschenbroich, C. et Salzer, A., 1989).
L'expansion récente a été rapide et au moins cinq champs d'activité importants peuvent
maintenant être identifiés (Figure 7).
Figure 7 : Les principaux axes de recherche dans la chimie bioorganométallique
(Jaouen, G. et al., 2006)
Bien que les composés organométalliques soient omniprésents dans la nature, des
composés organométalliques synthétiques sont généralement considérés toxiques ou non
compatibles avec les systèmes biologiques. En dépit de cette perception les propriétés
médicinales des composés organométalliques, en particulier les composés en métal
d'organo-transition, ont été sondés pendant longtemps et dans les dernières années le
secteur s'est développé considérablement. Dans ce qui suit, l’historique, les propriétés
médicinales des composés organométalliques ainsi que les défis qu’ils rencontrent seront
passés en revue, avec des applications notables dans le traitement et le diagnostic du cancer
et dans le traitement des infections virales, fongiques, bactériennes et parasites.
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2010

2.2. Historique
Etude bibliographique
Les composés inorganiques (complexes en métal) ont été employés pour traiter diverses
maladies pendant des siècles. Il y a environ 5000 ans, les Egyptiens avaient l'habitude
d’utiliser le cuivre pour stériliser l'eau. De l'or a été également employé pour des
raisons médicales en Arabie et en Chine, mais cette pratique a émané de la valeur du
métal pur plutôt que des effets thérapeutiques connus. En revanche, l'introduction des
complexes inorganiques comme thérapies a été basée sur un effet médicinal observé. Deux
des premiers remèdes inorganiques utilisés ont comporté l'utilisation du chlorure
mercureux comme complexes diurétiques, et du fer comme complément minéral depuis
environs 500 ans. Plus récemment, des complexes d'or ont été employés comme antibactériens,
en particulier pour le traitement de la tuberculose au début du 20ème siècle. D'autres drogues
inorganiques traditionnelles incluent l'utilisation des complexes arsenicaux, tels que
l'arsephenamaine, pour traiter la syphilis (Albert, A., 1985) et l'antimoine pour le traitement
de la leishmaniose.
2.2.1. Origine des complexes organométalliques
L'industrie pharmaceutique est à l'heure actuelle dans une accalmie relative dans sa recherche
continue de molécules véritablement innovatrices et thérapeutiquement utiles. Après le
témoignage du succès incroyable des antibiotiques, et en attendant l'accomplissement des
espoirs placés sur la thérapie génique, il est important de continuer la recherche de
concepts innovateurs. L'étude des utilisations des complexes organométalliques dans la
médecine est l'une de ces approches innovatrices, dûe à la réactivité peu commune de ces
entités. Vue de cet angle, la chimie organométallique a eu une genèse appropriée, résultant de
l'esprit d'un pharmacien distingué de l'éclaircissement, contemporain de Priestley et de
Lavoisier.
Louis-Claude Cadet de Gassicourt (1713-1799) ne saura jamais qu’il est maintenant
considéré comme le père de la chimie organométallique. Le 27 août 1758, il a soumis un
papier à l'Académie Royale des Sciences qui traitait « le liquide de Cadet émettant de la
vapeur » (Cadet’s fuming liquid), et qui a été édité en 1760. Ce liquide brun lourd est
fortement toxique, sent fortement de l'ail, et s’enflamme spontanément une fois exposé à
l'air. Il comprend principalement l'oxyde de cacodyl (Me2As)2O, mais contient
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2010

Etude bibliographique
également d'autres composés de cacodyl, tels que le dicacodyl (Me2As)2. Pour des raisons
personnelles, cadet n’est jamais revenu à ce travail séminal.
Figure 8 : Réaction de Cadet (Jaouen, G. et al., 2006)
Aux jours de Cadet il n'y avait aucune manière d'expliquer cette réaction, obtenue en distillant
un mélange d'oxyde d’arsenic et d’acétate de potassium, dans le cadre d'une étude sur les
encres invisibles. En fait, ce n’est que presque 80 ans après, avec le travail de Bunsen (1811-
1899), que l'explication était trouvée : Les conditions de réaction ont mené à la production
des « Cacodyls » (Thayer, J.S., 1975 ; Toraude, L.G., 1920). Cacodyl est dérivé du grecque
« Kakodes » et signifiant « odeur désagréable ». En 1834, l'administration de l'Ecole
Polytechnique, située au centre de Paris, a interdit à J.B. Dumas, de poursuivre ses
recherches sur le liquide émettant de la vapeur. L'université de Marburg était
légèrement plus serviable et a permis à Bunsen d'employer une cabine de chasse au milieu
des bois pour étudier ces espèces de cacodyl de 1837 à 1842, et ainsi identifier leur nature
organométallique, c-à-d la présence d’un lien direct de M-C (Thayer, J.S., 1975 ; Bunsen,
R.W., 1842 ; Cullen, W.R., 1966 ; Dumas, J.B., 1882).
Plus tard, un certain nombre de dérivés de cacodyl ont été découverts, notamment, les cacodylates
utilisés dans la première moitié du 20 ème siècle comme tonifiants et fortifiants pour les cas où il
y a un abaissement des niveaux d'hémoglobine (tuberculose, sclérose en plaques,
paludisme, etc.) (Toraude, L.G., 1920).
2.2.2. Les premiers remèdes organométallique efficaces
Les effets négatifs de l'arsenic ont été connus à travers l'histoire. Au 17 ème siècle, l'arsenic
blanc (As2O3), a acquis en France le nom de « poudre de succession ». Des avances en chimie
organométallique ont été faites tout au long du 19 ème siècle en Europe. Par exemple, Bunsen et
Frankland ont décrit des composés alcoylés d’arisines et de mercure, Löwig a synthétisé
(C2H5)4Pb, Friedel et Crafts ont étudié les organochlorosilanes, et Schützenberger a préparé
[Pt(CO)Cl2] 2.. Ces rapports ont mené Ehrlich (1854-1915) et d'autres à se rendre compte que
les composés organométalliques de l'arsenic pourraient être moins toxiques, et plus facile à
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2010

Etude bibliographique
manœuvrer, que leurs analogues inorganiques. L'idée était originale et son exécution a exigé
la collaboration d'un chimiste, Bertheim, et d’un biologiste, Sacachiro Hata. L'application
médicale systématique des organoarsenicaux en tant qu'agents antiparasitaires était due à la
persévérance de Paul Ehrlich, auquel a été attribué le prix Nobel en 1908 (Himmelweit, F.,
1960 ; Mann, J., 1999 ; Moore, J.E., 1941 ; Raiziss, G.W. et Gavron, J.L., 1923).
De tous les composés préparé avant 1909, un produit s’est avéré être particulièrement
efficace contre la syphilis et a été commercialisé comme Salvarsan® en Europe et connu sur
le marché comme Arsphenamine aux Etats-Unis. (Figure 9)
Figure 9 : Structure chimique du Salvarsan2, NeoSalvarsan3, Mapharsen4 et Melarsoprol5
(Jaouen, G. et al., 2006)
Salvarsan (2) est rapidement devenu le médicament de choix pour le traitement de la syphilis,
dont les ravages à ce moment-là pourraient être comparés à ceux du SIDA aujourd'hui.
Salvarsan n'est pas facilement soluble dans l’eau et son chlorhydrate s’est avéré aussi toxique
pour l'usage médical. Salvarsan a été donc dissous dans une solution basique et administré
sous cette forme (Moore, J.E., 1941). Un peu plus tard, NeoSalvarsan® (le
neoarsphenamine 3), un dérivé hydrosoluble, a résolu cette difficulté (Moore, J.E., 1941).
Cependant, Salvarsan et NeoSalvarsan s'oxydent dans l’air, et doivent être stockés dans des
ampoules scellées sous une atmosphère d'azote.
Après la mort d'Ehrlich en 1915, les recherches sur les organoarsenicaux se sont
poursuivies, et on a découvert que dans le corps, Salvarsan s’oxyde en chlorhydrate
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2010

Etude bibliographique
d’oxophenarsine (4) (mis sur le marché comme Mapharsen®). Puisque ce composé était
stable dans l’air, il a graduellement remplacé Salvarsan pour l'usage thérapeutique, au point
où il est devenu le médicament organoarsenique prédominant pendant les années 30.
Mapharsen et d'autres analogues arsenicaux ont servi à l'utilisation thérapeutique tout au
long des années 40 mais ont été graduellement remplacés par la pénicilline sans disparaître
complètement du marché. En effet, ils sont toujours utilisés en médecine vétérinaire pour
leurs propriétés antiparasitaires et leur activité antivirale a été récemment étudiée (Jaouen,
G. et al., 2006).
Un autre composé notable, le Melarsoprol 5 (Arsobal®), est utilisé dans le traitement de la
maladie du sommeil (Robertson, D.W., 1963 ; Schmid, B. et al., 2004), et avec d'autres
composés de la même série sont également efficaces dans le traitement de la leucémie
aigue réfractaire (Astier, A. et Gibaud, S., 2003 ; Konig, A. et al., 1997 ; Wang, Z.G. et al.,
1998).
Le Mercure a été employé dans la médecine depuis l'époque des anciens Grecs, et il est
décrit par Avicenne dans les Moyens Âges (980-1037) comme traitement contre les poux et
les scabies. Même dans ces périodes, la toxicité à long terme du mercure a été connue
(Carraher, C.E. et Pittman, C.U., 2004), dans la mesure où l'espérance de vie des criminels
employés dans les mines de cinabre de l'Espagne par les Romains était très réduite.
Les idées de Paracelsus (1493-1541) exprimées à l'université de Bâle, sont souvent citées au
sujet de la nature de la toxicité : Paracelsus a écrit, « Alle Ding sind Gift und nichts ohn Gift;
alein die Dosis macht das ein Ding kein Gift ist » [Rien n’est poison, tout est poison, c’est la
dose qui fait le poison]. Ainsi, toute nourriture et toute boisson est un poison si elle est
consommée dans des quantités au delà de l'utilisation normale. » (Carraher, C.E. et Pittman,
C.U., 2004 ; Holmstedt, B. et Liljestrand, G., 1981). Sur cette base, il a recommandé
l'utilisation des complexes inorganiques en métal pour des buts médicaux, y compris les
composés d'arsenic et de mercure.
Il y a un parallèle historique entre les composés de mercure et ceux de l'arsenic, et ce en
termes du changement progressif de l'approche inorganique à la chimie organométallique,
et à l'utilisation des composés 6 et 7 comme médicaments (Figure 10).
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Figure 10 : Structure chimique du mercurochrome 6 et du merthiolate 7
(Jaouen, G. et al., 2006)
Etude bibliographique
Les composés organomercureux sont considérés, aujourd’hui, de peu d'intérêt thérapeutique,
bien que le mercurochrome et le merthiolate soient encore employés en tant qu'antiseptiques
locaux doux. La tendance commune pour les composés de ce type est leur prescription en
tant qu'antibiotiques externes plutôt que pour l'usage interne.
2.3. Propriétés médicinales des composés organométallique
En plus de l'explosion dans le potentiel synthétique donné à la chimie organométallique par
l'éventail de nouveaux groupes fonctionnels découverts dans la deuxième moitié du 20 ème
siècle (Figure 6), l'autre événement fondamental qui a relancé le champ des médicaments
basés sur les métaux est directement attribuable à Rosenberg. Il a découvert l’effet antitumoral
du cisplatine (8), qui est une drogue véritablement remarquable et qui pendant les trente
dernières années a été utilisée pour soigner plus de 70% de tous les malades du cancer. Il
est toujours utilisé, particulièrement pour le traitement des carcinomes testiculaires,
ovariens, oro-pharyngés, bronchogénique, du lymphome et du mélanome (Reedijk, J., 1996 ;
Wong, E. et Giandomenico, C.M., 1999). Le composé avait été synthétisé en 1844 par
Peyrone (Peyrone, M., 1844) et ce n’est que 120 ans après que Rosenberg a révélé ses
propriétés (Rosenberg, B. et al., 1965 ; Rosenberg, B. et al., 1969). Jusqu'ici, environ 20000
articles sur des complexes de platine ont été édités et en dépit de cet énorme volume de
travail, les seuls complexes inorganiques approuvés pour l'usage clinique en tant que drogues
antitumorales sont cisplatine (8), carboplatine (9), nedaplatine (10), et oxaliplatine (11)
(cancer colorectal) (Figure 11).
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2010

Etude bibliographique
Figure 11 : Structure chimique du Cisplatine8, Carboplatine9, Nedaplatine10, Oxaplatine11
(Jaouen, G. et al., 2006)
Bien qu'efficace, il y a un certain nombre de problèmes liés au cisplatine, tel que sa
toxicité générale élevée qui a comme conséquence beaucoup d'effets secondaires non
désirés et son inefficacité à l’égard de plusieurs malignités communes telles que les
carcinomes de poumon et les adénocarcinomes des deux points et du rectum (Sava, G., 1999).
La résistance au médicament acquise est également un problème, et les cancers résistants
à la cisplatine sont souvent responsables de la mortalité par cancer. Tous ces problèmes,
liés à l'utilisation de la cisplatine ont conduit le développement de nouvelles thérapies
inorganiques anticancéreuses.
En dépit d'un effort massif de recherches, les détails exacts du mécanisme de l'activité de la
cisplatine est une question de discussion, mais l'ADN est largement accepté pour être la
cible de cette drogue et de l'ADN platiné a été isolée dans les biopsies de tumeur de
patients soignés.
En plus de l'affinité de la cisplatine à se lier à l'ADN, cette drogue se lie également
réversiblement aux groupes de thiol des protéines. En effet, ce type d'interaction est
susceptible de se produire dans le sang, où les protéines comme la transferrine et
l'albumine peuvent transporter la drogue sous une forme soluble.
Puisque la cisplatine a été une drogue si réussie, beaucoup de chercheurs avaient l'habitude
de prendre cette molécule comme point de départ pour concevoir de nouvelles thérapies. En
conséquence, les premiers remèdes alternatifs à la cisplatine ont étroitement ressemblé à la
molécule, avec les groupes coordonnés d'amine dans une géométrie cis et le platine dans
l'état d'oxydation de +II, provoquant les analogues de cisplatine de deuxième génération
U.P.M.C./U.S. 40
2010

Etude bibliographique
utilisés maintenant cliniquement, qui incluent le carboplatine, le nedaplatine et l'oxaliplatine
(Figure 11 9-11, respectivement).
La découverte de nouvelles thérapies de cancer a été conduite pour surmonter le problème
de la résistance aux drogues et réduire la toxicité élevée des traitements existants. Des
efforts semblables ont été appliqués à d'autres secteurs de chimie inorganique médicinale. Par
exemple, la résistance du parasite qui cause le paludisme, Plasmodium falciparum, à la
chloroquine a mené au développement des dérivés inorganique de chloroquine, y compris
le complexe de chloroquine, triphenylphosphinegold (I) qui a une activité thérapeutique
neuf fois plus élevée contre les souches humaines de Plasmodium résistantes à la
chloroquine que le diphosphate de chloroquine (Navarro, M. et al., 1937). Des stratégies
semblables ont été employées pour reconstituer l'activité d'autres drogues antiparasitaires
et antibiotiques où la résistance est maintenant un problème.
Quelques applications thérapeutiques ou de diagnostiques des complexes métalliques sont
énumérées dans le tableau 2. Il faut noter qu'aucun des complexes basés sur les métaux
énumérés dans le tableau 2 n'est un composé organométallique, c-à-d., avec un lien direct
métal-carbone. Nous nous rendons compte qu'à l’exception de la ferrocérone qui a été
utilisée en URSS pour traiter les anémies en fer, aucun composé en métal d'organo-
transition n’est actuellement employé cliniquement ; cependant, il y a un intérêt
considérable et croissant pour les propriétés médicinales des composés organométalliques et
plusieurs résultats de tests cliniques sont prometteurs. Les réactions catalysées par le
palladium sont employées couramment dans la fabrication des produits pharmaceutiques, et
tandis que le palladium résiduel doit être très bas, des traces moindres que 5 ppm sont souvent
présentes, certaines entre elles sont susceptibles d'être des intermédiaires d’organo-palladium
(Garrett, C.E. et Prasad, K., 2004). Cependant, ces impuretés sont non désirées et en
général les composés organométalliques sont perçus comme toxiques et n'ayant pas de
propriétés médicinales utiles. En dépit de cette fausse idée, des espèces organométalliques
sont souvent formées pendant les processus biologiques impliquant des métaux lourds. Dans
le cas du mercure et de l’étain, les espèces organométalliques sont plus toxiques que les
formes inorganiques, tandis que pour l'arsenic et le sélénium, les espèces organométalliques
sont plus aisément éliminées du corps (Templeton, D.M. et Fresen, J., 1999). Par
conséquent les drogues organométalliques peuvent être moins toxiques et plus aisément
traités par le corps que les complexes inorganiques de coordination.
U.P.M.C./U.S. 41
2010

Etude bibliographique
Tableau 2 : Métaux avec ou potentielle application biomédicinale (Martell, A.E. et Hancock,
R.D., 1996 ; Howard-Lock, H.H. et Lock, C.J.L., 1987 ; Hughes, M.N.,1987 ; Bertini, I. et al.,
1994)
Métal Applications
Arsenic Syphilis, ulcères, maladies parasitaires, Leucémie Aiguë Promyélocytaire
Aluminium Antiacide, dermatologie, hyperphosphatémie
Antimoine Leishmaniase
Baryum Agents de diagnostic
Bismuth Désordres gastro-intestinaux, syphilis, angine, adenotonsillectomie
Cuivre
Agents de diagnostic et d’imagerie, produits radiopharmaceutiques,
thérapie photodynamique, la maladie de Menkès
Chrome Agent de diagnostique, diabète
Calcium Hyperphosphatémie
Cobalt Agents de diagnostic et d’imagerie, thérapie photodynamique
Fer thérapie photodynamique, hypotension, Hyperphosphatémie
Gadolinium Agents de diagnostic et d’imagerie
Gallium Agents de diagnostic et d’imagerie, cancer
Germanium Cancer
Or
Rhumatisme articulaire, asthme bronchique, paludisme,
bactériennes, cancer, infections virales incluant le SIDAS
infections
Holmium Produits radiopharmaceutiques
Indium Agents de diagnostic et d’imagerie
Plomb Traitement d'ulcère
Lithium Psychoses dépressives maniaques et infections virales incluant le SIDA
Magnésium Antiacide, laxatif, Hyperparathyroïdie
Manganèse Thérapie photodynamique
Mercure Diurétique, infections microbiennes, dermatologie (syphilis), arrêt du cœur
Molybdène La maladie de Menkès
Palladium Thérapie photodynamique, cancer, HIV
Platine
Cancer, thérapie photodynamique, infections microbiennes, infections
virales incluant le SIDA
Rhodium Leishmaniase, radiothérapie, infections bactériennes
Ruthénium
paludisme, cancer, maladie de Chagas, infections bactériennes, choc
septique, HIV
Rhénium Agents de diagnostic et d’imagerie, radiothérapie
Argent
Strontium,
Radium,
Plutonium,
Samarium
infections bactériennes, infections fongiques, dermatologie, Agents de
diagnostic et d’imagerie
Produits radiopharmaceutiques
Etain Produits radiopharmaceutiques, thérapie photodynamique
Thallium Agents de diagnostic et d’imagerie
Technétium Agents de diagnostic et d’imagerie
Vanadium Imitateurs d'insuline
Yttrium Agents de diagnostic et d’imagerie, radio-immunothérapie
Zinc Thérapie photodynamique, la maladie de Menkès, dermatologie, HIV
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2010

Etude bibliographique
L'impulsion pour rechercher des complexes anticancéreux autres que ceux du platine
provient de ses divers inconvénients, y compris la résistance cellulaire au platine qui
s’observe parfois lors de son utilisation clinique, les effets secondaires toxiques de la
cisplatine 8, qui peuvent être graves et son spectre limité d'activité contre certains types de
cancer (Lippert, B., 1999). Afin d'essayer de surmonter ces difficultés, en particulier celles
liées à la toxicité générale, la possibilité d'employer les complexes inorganiques d'autres
métaux a été explorées. A cette fin, les complexes de ruthénium, un métal avec des propriétés
semblables au fer, semblent particulièrement attrayants. Par exemple, le sel de ruthénium
(III), 12 (NAMI-A), [ImH] + [trans-RuCl4(dmso)Im] – , imidazolium trans-
imidazole(dimethylsulfoxide)tetrachlororuthenate (Figure 12), a démontré une activité
antimetastatique intéressante tout en possédant une basse toxicité in vivo (Carmona, D. et al.,
2002 ; Velders, A.H. et al., 2004). Les tests cliniques de la phase I indiquent qu'elle est bien
tolérée par les sujets humains (Bergamo, A. et al., 2004).
Figure 12 : Structure chimique de NAMI-A, 12 et du dichlorure de Titanocene, 13
(Jaouen, G. et al., 2006)
Parallèlement aux études effectuées en chimie de coordination, les complexes
organométalliques du même type ont également été l’objet d'effort considérable, en
particulier ceux de la série de metallocène avec des métaux tels que le Ti, Fe, Mo, V, Re, Co
et Ru. Le dichlorure de titanocène, 13, est un analogue structural de la cisplatine 8.. Ce
U.P.M.C./U.S. 43
2010

Etude bibliographique
complexe organométallique 13 a été testé cliniquement et était censé réagir avec de l'ADN
d'une façon semblable à la cisplatine. Cependant il est difficile de formuler ce complexe
pour l'administration en raison de son hydrolyse rapide. Les tests cliniques n’étaient pas
encourageants et les essais ont été abandonnés. Il est à noter également que les produits Ti
(IV) résultant du procédé d'hydrolyse montrent un fort effet prolifératif dans les cancers du
sein hormono-dépendants (Top, S. et al., 2002). La recherche continue, cependant, en
utilisant des complexes titaniques à ligands particulièrement robustes (Tacke (a), M. et al.,
2004 ; Tacke (b), M. et al., 2004). Une approche courante, dans le but d'abaisser la toxicité de
ces drogues métalliques, est basée sur le changement du métal central. Les complexes
organométalliques du « Ru » confirment leurs premiers résultats prometteurs. En
particulier, les complexes en moitié-sandwich, tels que les systèmes (η6-arene)Ru (II) 14
et 15 montrés dans la figure 13, montrent seulement une basse toxicité générale (Allardyce, C.
S. et al., 2001 ; Wand, F. et al., 2002).
Figure 13 : Complexes organométalliques de ruthenium (Jaouen, G. et al., 2006)
Le complexe 14 montre une activité anticancéreuse prometteuse in vitro et in vivo, y
compris contre les lignées cellulaires résistantes à la cisplatine (Allardyce, C.S. et al., 2001).
De tels complexes organométalliques offrent beaucoup de possibilités pour l'optimisation de
l'activité biologique en changeant l'arène coordonné, le ligand chélaté et le chlorure
partant du groupe. La molécule 15 montre des propriétés antimicrobiennes et des propriétés
de liage dépendant du pH (Allardyce, C.S. et al., 2003).
Une revue sur l’utilisation des composés organométalliques en chimiothérapie a été
récemment publiée par Chavain et Biot (Chavain, N. et Biot, C., 2010).
U.P.M.C./U.S. 44
2010

Etude bibliographique
2.4. Les composés organométalliques dérivés du férrocène et leur utilisations
2.4.1. Utilisation des composés organométalliques dérivés du ferrocène
Pendant les quatre dernières décennies, l’activité médicinale de milliers de drogues
inorganiques a été examinée sur diverses maladies, mais seulement une poignée a passé à
l’utilisation clinique. Pendant le processus de dépistage il est ressorti que les petites
différences structurales peuvent nettement changer les propriétés médicinales d'une
potentielle drogue. La raison de telles différences est souvent mal comprise, bien que, ces
dernières années, beaucoup de progrès ont été accompli. Il est également clairement
apparu que les opportunités qu’offrent les ligands organométalliques ne sont pas toujours
possibles avec les drogues basées sur les complexes traditionnels de coordination. En
particulier, les complexes organométalliques se sont montrés prometteurs en surmontant
différents types de résistance aux médicaments, en optimisant la spécificité des médicaments et
de leurs cibles et en réduisant de ce fait les effets secondaires liés à la chimiothérapie.
Une des façons pour reconstituer l'activité des drogues organiques, pour lesquelles la
résistance a émergé, est de modifier sa structure pour contenir un métal, et certains de ces
composés sont organométalliques. Dès 1975, on a constaté que la substitution des
groupes aromatiques dans les antibiotiques pénicillines et cephalosporine par le
ferrocenyl (Figure 14 a et b) donne des composés à activité antibactérienne moins
importante (Edwards, E.I. et al., 1975). Le ferrocenyl-pénicilline a montré une activité,
contre diverses souches de Staphlococcus dorées, comparable à la benzylpénicilline et a
également inhibé la β-lactamase, enzyme responsable de la résistance bactérienne à la
pénicilline.
Des dérivés organométalliques de drogues organiques antiprolifératives ont été employés
pour surmonter la résistance aux médicaments antiparasitaires et ce surtout pour les
antipaludiques qui étaient particulièrement bien étudiés puisque presque la moitié de la
population mondiale vit sous la menace continue de le paludisme (Sturchler, D., 1989). Le
paludisme est une maladie parasitaire provoquée par une des quatre espèces de plasmodium
dont le plus grave est le plasmodium falciparum. Il y a deux groupes importants de
thérapies dont le premier semble viser la synthèse de l’acide folinique qui inclut des
composés tels que le chloroguanide, la pyriméthamine, et les sulfonamides. Cependant,
U.P.M.C./U.S. 45
2010

Etude bibliographique
ces médicaments nécessitent de longues périodes pour montrer un effet ou une résistance
due à la mutation dans les enzymes cible. Le deuxième groupe de composés inclue la
chloroquine, la primaquine, la quinine et leurs analogues (Muller, R. et Baker, J.R., 1990).
Ces drogues montrent une réponse plus rapide comparée au premier groupe et seraient
accumulées dans le parasite (Veignie, E. et Moreau, S., 1991 ; Krogstad (a et b), D.J. et al.,
1987), interférant avec la manière dont celui-ci métabolise l’hémoglobine en bloquant la
polymérisation de l’hème en hèmozine. L'inhibition de ce processus a comme conséquence
l'accumulation des monomères toxiques de l’hème qui empoisonnent le parasite (Slater, A.
et al., 1991 ; Ling, V. et Thompson, L.H., 1974 ; Slater, A.F. et Cerami, A., 1992 ; Bendrat,
K. et al., 1995 ; Ridley, R. et al., 1995). Ces drogues peuvent également changer le pH dans
la vacuole digestive et perturber les fonctions enzymatiques (Wernsdorfer, W. et McGregor,
I., 1988 ; Fitch, C. et al., 1982).
Figure 14 : Composés organométallique d’agents organiques antiprolifératifs connus conçu
pour surmonter la résistance aux médicaments (a ferrocenyl-penicillin derivatives; b ferrocenyl-
cephalosporin derivatives; c rhodium chloroquine complex; d ferrocenyl-chloroquine derivative; e iridium-
COD-pentamidine complex) (Allardyce, C.S. et Dyson, P.J., 2006)
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2010

Etude bibliographique
Les drogues organiques telles que la chloroquine offrent un soulagement rapide contre le
parasite du paludisme. Cependant, la résistance à la chloroquine, qui implique le
mécanisme de prise (Sanchez, C. et al., 1997) et du flux de la drogue (Krogstad (a et b), D.J. et
al., 1987), devient de plus en plus fréquente. Le taux de flux de chloroquine est 40 fois plus
haut dans les parasites résistants comparés aux sensibles (Krogstad (a et b), D.J. et al., 1987).
Plusieurs des traitements conventionnels du paludisme sont maintenant inefficaces ce qui
pousse vers la recherche de nouvelles thérapies.
La fixation sur la chloroquine d’un métal, par coordination directe ou par liaison covalente,
s’est montrée efficace pour surmonter la résistance à cette drogue, avec les complexes organo-
rhodium (Figure 14 c) (Sanchez-Delgado, R.A. et al., 1996) et organo-fer (Figure 14 d) (Biot,
C. et al., 1997 ; Domarle, O. et al., 1998), démontrent une activité antipaludique élevée.
Cependant, seulement le composé d'organo-fer, un dérivé de ferrocène, restore totalement
l'activité de la chloroquine sur les souches qui lui sont résistantes (Biot, C. et al., 1997)
alors que le ferrocène ne montre, seul, aucune activité antipaludique (Domarle, O. et al.,
1998). La substitution de la chaîne de carbone de la chloroquine avec un groupe
ferrocènyl hydrophobe tout en maintenant les positions des deux atomes exocycliques
d'azote de la chloroquine produit une puissante drogue antipaludique.
L'approche décrite ci-dessous est différente et prometteuse : elle est basée sur la
modification par l'intermédiaire de la chimie organométallique d'un bioligand connu
(tamoxifène, chloroquine) de façon à optimiser ses effets. Cette optimisation sélective vise à
augmenter l'efficacité par l'intermédiaire de la fonctionnalité organométallique, peut-être
impliquant la formation d’espèces oxydées proches du site actif (Jaouen, G. et al., 1994 ;
Top, S. et al., 1996 ; Top, S. et al., 2003 ; Jaouen, G. et al., 2004 ; Brocard, J. et al., 1996 ;
Biot, C. et al., 1997 ; Biot, C. et al., 1999).
Les SERMs (Selective Estrogen Receptor Modulators) (Figure 15), dont le tamoxifène 16
(métabolite actif hydroxytamoxifène, OHTam, 17) est l’exemple d’une avancée
significative dans le traitement du cancer du sein hormo-dépendant (ER+). Pour surmonter
le problème des tumeurs hormo-indépendantes (ER-), l’hydroxyferrocifène (OH-
ferrocifen, 18) a été préparé. Cette molécule a démontré un effet antiprolifératif sur les
cellules de cancer du sein ER (+) ou ER (-). Ceci est dû aux propriétés particulières du
U.P.M.C./U.S. 47
2010

Etude bibliographique
ferrocifène qui dans un environnement d’oxydation conduit à l’apoptose (Top, S. et al.,
1996 ; Top, S. et al., 2003 ; Jaouen, G. et al., 2004).
Figure 15 : L’antioestrogène « tamoxifène » (16) et ses métabolites actifs « hydroxy
tamoxifène » (17) et « hydroxy ferrocifène » (18) (Jaouen, G. et al., 2006)
L'autre exemple courant implique le paludisme. La chloroquine, 19, un des antipaludiques
actuellement prescrits, est sujette à des phénomènes de résistance, alors que la ferroquine
20, n'a pas ce problème et est actuellement en essai clinique par Sanofi-Aventis (Biot, C.,
2004).
Figure 16 : Structure chimique de la chloroquine (19) et de la ferroquine (20)
(Jaouen, G. et al., 2006)
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Etude bibliographique
Des complexes hétérobimétalliques du type R2Si(HL)Cl2 et R2SiL2 (où R = Me,
Et, Ph et L = ferrocenyl aroylhydrazone) (Figure 17) ont été synthétisés et leur
activité antimicrobienne a été évaluée in vitro contre les champignons Alternaria
alternata, Fusarium oxysporum et Rhizoctonia solani ainsi que les bactéries
Escherichia coli et Bacillus subtilis. Certains composés ont démontré une toxicité
contre Rhizoctonia solani et Alternaria alternata proche de celle des fongicides
conventionnels (bavistine et streptopenicilline) (Malhotra, R. et al., 2007).
Figure 17 : Complexes hétérobimétalliques du type R2Si(HL)Cl2 et R2SiL2
(Malhotra, R. et al., 2007)
L'analyse d'induction de tumeur sur disque de pomme de terre est un essai fiable pour
la détection des agents antitumoraux (Ullah, A. et al., 2007 ; Inaytullah, S. et al., 2007 ;
Ahmad, M.S. et al., 2007 ; Hanif, M. et al., 2007). Il a été déjà rapporté que les
mécanismes d’induction de tumeur, chez les animaux et les végétaux, sont semblables et
que l’essai d'induction de tumeur sur disque de pomme de terre avaient montré une
bonne corrélation dans les résultats avec les analyses de criblage antitumoral les plus
utilisées (Braun, A.C., 1972). L’étude de l’effet antitumoral de quelques bases de
Schiff et leurs analogues ferrocénique a été effectuée sur des disques de pomme de terre
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2010

Etude bibliographique
inoculés avec une souche d’Agrobacterium tumefaciens. La base de Schiff du ferrocène
(FA2.1) et (FA1.1) ont montré les meilleures activités antitumorales avec, respectivement
71% et 58% d’inhibition à la concentration de 1000 µg/ml (Nawaz, H. et al., 2009).
Figure 18 : Base de Schiff du ferrocène (Nawaz, H. et al., 2009)
2.4.2. Importance du ligand
Comme indiqué précédemment, les ligands organiques biologiquement actifs coordonnés
aux métaux peuvent produire des drogues avec des activités biologiques originales et qui
peuvent être employées pour surmonter la résistance aux médicaments ou pour améliorer les
propriétés des molécules organiques. Cependant, il n'est pas étonnant que presque toutes
les substitutions de ligand puissent affecter les propriétés biologiques des drogues
putatives. Des excellents changements dans l'activité et la spécificité des drogues, par des
modifications de ligand, ont été observés avec du rhodium, du ruthénium, d'iridium et des
complexes d'or (Sülü, M. et al., 1998 ; Çetinkaya, B. et al., 1999 ; Çetinkaya, B. et al., 1996 ;
Özdemir, I. et al., 2004).
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Etude bibliographique
Les complexes de rhodium et de ruthenium-carbène (Figure 19 b) (Çetinkaya, B. et al.,
1996), et les complexes tripodal de phosphine de rhodium, d'iridium et de ruthénium
(Figure 19 c) (Sülü, M. et al., 1998), ont montré une plus grande sélectivité envers les
bactéries gram(+) comparée aux bactéries gram(-), probablement due à leur prise facilitée
dans ces organismes, empêchant la croissance à des concentrations micromolaires.
La spécificité dépendante du ligand a été montrée avec une série de complexes d'or
basés sur le ligand de chlorure [1,3-(dimesitylmethylimidazolinium)] chloride ligand
(Figure 19 d) (Özdemir, I. et al., 2004). Par exemple, quand R = p-Me2NC6H4CH2, la
drogue inhibe la croissance d'Escherichia coli (ATCC 25922) à la plus basse concentration
testée, avec peu d'effet sur la croissance des autres bactéries gram(-), les bactéries gram(+)
ou les levures. En revanche, quand R = C5H9, le complexe empêche la croissance de
Staphylococcus aureus, avec peu d'effet sur les microorganismes testés.
Les complexes [Ru(arene)(L)X2] (Figure 19 a) ont montrés des propriétés antibactériennes
et anticancéreuses dont l'activité et la spécificité sont liées au type de métal et de
ligand. Par exemple, le [Ru(η 6 -p-cymene)Cl2 (4-vinylpyridine)] démontre seulement une
activité antifongique modérée, mais une sélectivité élevée pour l'inhibition de la
croissance fongique. Dans la série [Ru(arene)(pta)X2] (pta = 1,3,5-triaza-7-
phosphatricyclo [3.3.1.1] decane), le ligand « X » détermine la sélectivité entre les cellules
bactériennes, fongiques et de levure. Avec des ligands de chlorure les produits sont sélectifs
pour Cladosporium resinae, avec des ligands d'iodure ils sont sélectifs pour Bacillus
subtilis et pour des ligands de NCS ils sont sélectifs pour Trichrophyton mentagrophytes
(Allardyce, C.S. et al., 2003).
Les nucléosides kinases se sont avérées des cibles importantes pour les drogues antivirales
et anticancéreuses. L'expression de la thymidine kinase est augmentée dans les cellules en
prolifération, et en plus d'agir en tant qu'une cible directe, son gène pourrait être employé
pour le diagnostic des tumeurs. Dans le cas de l'ofaminothymidine, dérivé en métal du
carboxamide (Figure 19 e), la capacité d'inhibition du composé en ce qui concerne la kinase
humaine de thymidine a augmenté avec la longueur du ligand (Schibli, R. et al., 2003).
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Etude bibliographique
Figure 19 : a ruthenium(II)-arene complexes; b rhodium and ruthenium carbene com-
plexes; c rhodium, iridium and ruthenium tripodal phosphine complexes; d gold [1,3-
(dimesitylmethylimidazolinium)] chloride complexes; e metal carboxamide derivatives
(Allardyce, C.S. et Dyson, P.J., 2006)
Une étude plus étendue de l'effet de la modification du ligand sur l'activité biologique a été
réalisée avec des composés métallocènes. Les complexes de ferrocène ont diverses
applications biomédicales en raison de leur stabilité, leur nature relativement non-toxique et
leur dérivatisation étendue. Plusieurs exemples de dérivés de ferrocène de drogues organiques
ont été développés pour surmonter la résistance aux médicaments. En plus de fournir un
échafaudage organométallique sur lequel des drogues organiques avec une activité prouvée
peuvent être greffées, quelques composés originaux de ferrocènyl ont également montré leur
possession d'activité clinique intéressante. Le complexe bis-1,1'- disubstituted-ferrocenyl
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2010

Etude bibliographique
carbohydrazone (figure 20 a) empêchent la croissance de cinq types de bactéries (Chohan,
Z.H. et al., 2004), montrant environ la moitié de l'activité de l’imipenum utilisé comme
référence. La chélation des complexes avec des ions en métal donne la structure montrée
dans la figure (20 b) et augmente l'activité jusqu'à cinquante pour cent. Des résultats
similaires ont été obtenus après l'évaluation des propriétés antifongiques de ces composés
contre six souches fongiques et l'activité antifongique a été augmentée jusqu'à 42%. Dans le
cas de l'activité antifongique de ces drogues, l'activité des complexes de chélate a étroitement
approché celle du miconazole utilisé comme drogue de référence.
Figure 20 : Structures of (ferrocenyl)carbohydrazone complexes: a bis-1,1'-disubstituted fer-
rocenylcarbohydrazone complexes; b and subsequent chelation derivatives (Allardyce, C.S.
et Dyson, P.J., 2006)
2.5. Les défis de la chimie organométallique
2.5.1. La toxicité
Les problèmes toxicologiques et écologiques liés à l'utilisation des organométalliques ont été
intensivement couverts dans les livres par Thayer (Thayer, J.S., 1984) et Craig (Craig, P.J.,
2003). Il vaut de noter que la toxicité des composés organométalliques, par exemple Ni(CO)4,
a été identifiée depuis leurs découvertes. Pour la mémoire, et comme illustration, quelques
incidents historiques seront brièvement décrits.
U.P.M.C./U.S. 53
2010

Etude bibliographique
La maladie de Minamata était le nom donné à l'empoisonnement dont les habitants de cette
région Japonaise ont été victime en 1953. La toxine était CH3-Hg-SCH3 (Tsubaki, T. et
Irukayama, K., 1977), de mollusques et crustacés pêchés en aval d'une usine préparant de
l'acétaldéhyde (D’Itric, P.A. et D’Itric, F.M., 1997). En raison de ces sérieux problèmes
toxicologiques, la biologie du chlorure mercurique méthylique est la plus étudiée de tous
les organométalliques (Thayer, J.S., 1984).
Les organoarseniques ont été utilisés comme gaz toxique pendant la première guerre mondiale
et le plus connu parmi eux est lewisite (ClCH=CHAs Cl2) (Jackson, K. E. et Jackson, M. A.,
1935). La recherche de gaz toxique a mené au développement des antidotes, dont le plus
couramment employé était le 2,3-dimercaptopropanol [HSCH2CH(SH)-CH2OH], connu sous
le nom de mercaprol ou BAL (British anti-lewisite) qui fonctionne en se liant à côté de
l'atome arsenical pour former un complexe hydrosoluble excrété par le corps (Oehme, F.W.,
1972 ; Peters, R.A. et al., 1945).
L'histoire malheureuse de « Stalinon » était très nocive au développement biologique des
composés organométalliques basés sur l’étain. Comme la maladie de Minamata, elle a
sévèrement retardé l’application thérapeutique des organométalliques. En 1954, 4 millions de
capsules, préparées pour le traitement des infections staphylococciques et censées contenir le
diiodide de diethyltine, ont été distribuées en France sous le nom de « Stalinon ». C'était un
cas où le traitement devient plus mauvais que la maladie ; 102 personnes sont mortes et
autant d’autres ont été affectés par divers désordres neurologiques. Il s’est avéré, plus
tard, que (C2H5)2SnI2, et encore plus (C2H5)3SnI (présent comme impureté), étaient de
puissants agents neurotoxiques (Alojouanine, T. et al., 1958 ; Gruner, J.E., 1958).
Cette réputation pour la toxicité n'a pas été avantageuse pour le développement thérapeutique
des composés organométalliques, bien qu'il existe une tendance plus favorable pour les dérivés
du silicium, du phosphore ou du germanium (Fessenden, R.J. et Fessenden, J.S., 1980 ;
Growe, A.J., 1983 ; Tsutsui, M. et al., 1976). Cependant, il faut noter que la fixation directe
des groupes organiques au métal n’augmente pas toujours la toxicité du produit. D’ailleurs, il
a été noté, depuis longtemps, que les composés organiques de l'arsenic sont moins toxiques
que leurs analogues inorganiques, observation qui a mené au travail pilote d'Ehrlich sur la
chimiothérapie.
U.P.M.C./U.S. 54
2010

2.5.2. Pallier la résistance aux médicaments
Etude bibliographique
Les raisons du succès des dérivés organométalliques à surmonter la résistance aux thérapies
organiques dépendent du mécanisme de la résistance aux drogues. Là où la résistance est
due à une défaillance de l’accès du médicament, le dérivé organométallique peut fournir
une nouvelle manière d'entrée dans la cellule. Par exemple, les complexes d'organo-fer
peuvent exploiter la voie d’approvisionnement par le fer facilité par la transferrine, et
puisque le fer est un aliment essentiel, il est peu susceptible de se produire une résistance
aux médicaments par ce type de système de livraison des drogues. L’addition des agents
connus tels que le sulfamethoxydiazine, le dithiocarbamate ou le diphényl-
dithiocarbamate au fragment rhodium-dicarbonyl « Rh(CO)2 » donne des composés qui
surmontent la résistance aux drogues due aux mécanismes de prise (Craciunescu, D.G. et
al., 1991 ; Craciunescu, G. et al., 1989).
La protéine de multirésistance aux drogues est une pompe générale de flux, et son
surexpression a été liée à la résistance aux médicaments. D'autres pompes semblables
existent, comme la P-glycoprotéine, qui accélèrent également le taux de flux de drogue
des cellules, réduisant de ce fait l'activité thérapeutique des drogues dans les cellules
correspondantes. Il y a plusieurs agents connus pour bloquer ces pompes, telles que le
vérapamil et le daunorubicine, qui reconstituent l'activité d'une gamme de drogues
comprenant ceux utilisés pour le traitement du cancer et du paludisme. Par exemple,
l’accumulation de plusieurs complexes d'organo-technétium a augmenté dans diverses
cellules résistantes aux drogues quand ils sont co-administrés avec les agents qui bloquent
les pompes de flux (Piwnicaworms, D. et al., 1995 ; Rao, V.V. et al., 1998).
Une résistance plus spécifique se produit avec certaines drogues quand les mécanismes
biomoléculaires cibles ou de réparation dans les cellules changent de sorte que la drogue
ne soit plus efficace. Dans le cas des cibles protéiques, le changement peut être une
mutation qui bloque l'interaction entre la drogue et la cible. Les dérivés organométalliques
de ces drogues peuvent surmonter la résistance en fournissant l'attache alternative ou
l'inactivation d'enzymes par la drogue organique. Les centres en métal dans les complexes
organométalliques peuvent se lier aux groupes fonctionnels de thiol, d'amine ou d'hydroxyle
de la protéine du site accepteur de la drogue, ayant pour résultat une interaction plus forte
que l'association non-covalente de la drogue organique seule. Les centres en métal peuvent
U.P.M.C./U.S. 55
2010

Etude bibliographique
également aider à déplacer les ions en métal de la protéine qui sont importants pour la
fonction et la stabilité, causant une inactivation plus efficace de la fonction de protéine.
Quand l'ADN est la cible biomoléculaire, la résistance aux drogues est habituellement due
aux changements des protéines qui identifient et réparent les lésions de l'ADN. Dans le cas
des composés anticancéreux à base de platine, la résistance à la cisplatine peut être due à
l'excision et à la réparation accélérées des réticulations intramoléculaires d'ADN qui sont
préférentiellement constituées par cette drogue.
2.5.3. Sélectivité
Le but du traitement contre le cancer est de tuer les cellules cancéreuses sans nuire aux
cellules saines environnantes. Le traitement des infections bactériennes, parasitaires,
fongiques ou virales a également le même but, c'est-à-dire tuer l'organisme envahisseur sans
causer du mal à l’organisme hôte. Ainsi, il y a des similitudes dans la conception efficace de
drogue pour le traitement du cancer et des infections, la différence principale étant que, afin
d'être efficaces, les drogues doivent avoir de la sélectivité pour les cellules malades, exploitant
les différences dans les biomolécules et des voies métaboliques qui sont présents dans les
cellules malades et saines afin d’endommager les cellules saines au minimum. Le Cancer et
les infections, indépendamment si elles sont parasitaires, bactériennes, fongiques ou
virales, sont reliés et en conséquence, quelques drogues qui ont une activité contre le
cancer peuvent également être actives contre des infections et vice versa. En effet, la
cisplatine, qui est indiscutablement la drogue anticancéreuse la plus réussie de tout les
temps, empêche également la croissance des cellules bactériennes.
En plus des différences spécifiques entre les cellules saines et certains types de cellules
malades, il y a des changements généraux qui résultent de l'infection ou des mutations, qui
causent la maladie. Les cellules malades se développent généralement beaucoup plus
rapidement que les cellules saines ce qui peut causer des changements subtils, par
exemple, dans les besoins nutritifs et du pH cytosolique, donnant une poignée par laquelle
les cibles des drogues ou leur activation spécifique peut se faire. En raison des similitudes
entre toutes les cellules qui prolifèrent rapidement, le transport nutritif comme mécanisme
cible peut être employé comme outil pour s'assurer de l’accumulation spécifique des drogue
dans les cellules infectées par des bactéries, champignons, parasites et virus aussi bien que
U.P.M.C./U.S. 56
2010

Etude bibliographique
dans les cellules cancéreuses. En conséquence, beaucoup de drogues qui sont actives
contre une de ces maladies peuvent également l’être contre d'autres.
Les drogues peuvent être actives contre plusieurs maladies en bloquant les mêmes voies
biochimiques servant de cibles à la chimiothérapie. La synthèse folique est une cible
médicamenteuse au traitant du paludisme et du cancer. Traditionnellement des drogues
telles que le chloroguanide, la pyriméthamine, et les sulfonamides sont employées comme
antipaludiques, et le methotrexate comme équivalent anticancéreux, bien que tous ces
composés visent la même voie biologique.
Les mêmes drogues peuvent même être employées pour traiter différents types de
maladies. Par exemple, plusieurs complexes connus pour leur activité antiproliférative
contre les cellules tumorales ont été également testés contre les maladies parasitaires
(Mesa Valle, C.M. et al., 1993), et certaines drogues identifiées pour leur activité
antibactérienne montrent une activité anticancéreuse prometteuse (Buckley, R.G. et al.,
1996 ; Parish, R.V. et al., 1996).
2.5.4. Composés organométalliques et solvants aqueux
La compatibilité des espèces organométalliques avec l'eau, l’essentiel dissolvant biologique,
est l'une des conditions nécessaires pour l'avancement de la chimie bioorganométallique.
Ainsi, la chimie organométallique aqueuse (Koelle, U., 1994) est un défi qui s'étend des
sciences de la vie à la catalyse (Alberto, R., 2003).
En ce qui concerne les acides aminés organométalliques, les peptides modifiés avec eux, et
certainement les protéines et les hydrates de carbone, leur solubilité dans l'eau est une
caractéristique essentielle pour leur utilisation.
Le premier complexe organométallique avec un α-amino acid, Fe(CO)2(cysteinate)2 a été
rapporté en 1929 par Cremer (Cremer, W., 1929), et caractérisé par Schubert (Schubert,
M.P., 1933).
*
Le premier acide aminé contenant le ferrocène a été rapporté depuis 1957 par Schlögl
(Schlögl, K., 1957), et Pauson (Osgerby, J.M. et Pauson, P.L., 1958). Le travail pilote de
U.P.M.C./U.S. 57
2010

Etude bibliographique
Schlögl a été développé plus tard par Sergheraert et Tartar (Cuingnet, E. et al., 1960) et
d'autres (Severin, K. et al., 1998 ; Severin, K., 2002).
Hieber et ses collaborateurs (Hieber, W. et al., 1971) a employé le complexe [M(NO)2Br]2
avec des acides aminés pour la synthèse du N,O-aminocarboxylates correspondant. Les
complexes de palladium (allyl)Pd(NH2CHRCO2) et de platine
[Pt(Cl)(NH2CHRCO2)(olefin)] étaient parmi les premiers complexes organométalliques
des acides α-aminés (Benetti, E. et al., 1973).
Sheldrick et Heeb (Sheldrick, W.S. et Heeb, S., 1989), ont préparés et caractérisés la
structure en moitié-sandwich des α-aminoacidates et des petits peptides (Figure 21).
Figure 21 : Formation de trimères de complexes de métaux et d’acides aminés
(Jaouen, G. et al., 2006)
Les complexes carbonylique en métal qui contiennent des ligands d'origine biologique
(bases nucléiques, acides aminés) qui ont été décrits avant 1985 ont été revus par Ioganson
(Ioganson, A.A., 1985), et la chimie organométallique des acides aminés et des petits
peptides a été récapitulée par Beck, Bergs et Severin (Severin, K. et al., 1998). Le groupe
Beck à Munich a édité plus de 150 papiers dans ce domaine et un exemple est illustré sur
la figure 22.
U.P.M.C./U.S. 58
2010

Etude bibliographique
Figure 22 : Formation de complexes organométalliques de Di et Triglycine
(Jaouen, G. et al., 2006)
Les premiers complexes organométalliques avec des bases nucléiques était une série de
complexes métallique de carbonyle avec ces bioligands (Abbott, D.W. et Watts, C., 1983 ;
Beck, W. et Kottmair, K., 1976 ; Singh, M.M. et al., 1983) et Sheldrick (Sheldrick, W.S. et
Guenther, B.,1988), a obtenu une série de complexes de ruthénium avec des nucleobases
(Figure 23) (Annen, P. et al., 2000 ; Herebian, D. et Sheldrick, W.S., 2002 ; Korn, S. et
Sheldrick, W.S., 1997).
Figure 23 : Formation de trimères de complexes de bases nucléiques
(Jaouen, G. et al., 2006)
La plupart de ces premières études avec des bioligands étaient principalement synthétiques
dans leur but et exemptes d'applications biologiques. Cependant, ils ont préparé le terrain pour des
investigations postérieures. Les complexes ioniques d'acides aminés de titanocène
[Cp2Ti(NH2CHRCO2)2] + ont démontré une moindre activité antitumorale (Köpf-Maier, P. et
Köpf, H., 1994 ; Köpf-Maier, P., 1996) que Cp2TiCl2 (Köpf-Maier, P. et Köpf, H.,1994).
Récemment, Sadler (Wang, F. et al., 2003) a étudié l'activité antitumorale des complexes
organométalliques de ruthénium qui avaient été déjà observés par Sheldrick (Sheldrick, W.S.
et Heeb, S., 1990).
U.P.M.C./U.S. 59
2010

Etude bibliographique
Parmi les premiers complexes en métal de transition (à l'exception des composés de mercure)
avec une liaison σ métal-carbone aux carbohydrates étaient le carbonyl cobalt et les
complexes Cp(OC)2Fe (Baer, H.H. et Hanna, H.R., 1982 ; Beau, J.M. et Gallagher, T., 1997 ;
Rosenthal, A. et Koch, H.J., 1967 ; Trainor, G.L., 1985). Plus tard, des complexes de
carbohydrates de carbène en métal ont été synthétisés (Aumann, R., 1992 ; Aumann, R.,
1994 ; Fischer, H. et al., 1995 ; Krawielitzki, S. et Beck, W., 1997 ; Pill, T. et al., 1990). Dans
une série de papiers, Dötz et ses collaborateurs (Dötz, K.H. et al., 2001 ; Dötz, K.H. et
Gomes de Silva, E., 2003) ont présenté le « Fischer-type carbene functionality » dans des
carbohydrates en employant différentes méthodologies synthétiques ; ces complexes peuvent
être employés pour la modification des sucres.
Les complexes de Cyclopentadienyl-titane avec les ligands chiraux σ-coordonnés dérivés
du glucose sont des réactifs stéréosélectifs dans la synthèse organique (Duthaler, R.O. et al.,
1992 ; Riediker, M. et Duthaler, R.O. 1989). Un grand nombre de ligands chiraux dérivés de
carbohydrates, principalement la phosphine, sont employés dans la catalyse asymétrique
(Diéguez, M. et al., 2004 ; Junicke, H. et Steinborn, D., 2003 ; Steinborn, D. et Junicke, H.,
2000). Le cation de trimethylplatinum (IV) s'est avéré approprié à la coordination des
monosaccharides non protégés (Figure 24) (Steinborn, D. et Junicke, H., 2000).
Figure 24 : Complexe carbohydrate de platinium (Jaouen, G. et al., 2006)
Un autre thème se rapportant à l'eau et aux organométalliques a été développés par Fish. En
particulier, Fish a essayé de surmonter le problème de la régénération de cofacteur dans la
biocatalyse. Au moins un tiers de toutes les enzymes connues exigent l'utilisation de
cofacteurs tels que NAD + (nicotinamide adenine dinucleotide) et sa forme réduite, 1,4-NADH,
pour effectuer des oxydations ou des réductions. Cependant, ces cofacteurs sont des molécules
U.P.M.C./U.S. 60
2010

Etude bibliographique
chères et assez compliquées. Il a été démontré que, dans une solution aqueuse, quelques
modèles organométalliques biomimétiques se comportent chimiquement comme NAD + et
peuvent soustraire un ion d'hydrure (Lo, H.C. et al., 2001). Dans l’exemple suivant, l'hydrure
33 réduit 31 en 34 (Figure 25).
Figure 25 : Modèle organométallique de cofacteurs (Jaouen, G. et al., 2006)
2.6. Conclusion
Généralement des composés organométalliques sont considérés comme fortement
toxiques, sensibles à l’air et incompatibles avec l’environnement aqueux. En dépit de ces
idées perçues, beaucoup de composés organométalliques se sont avérés bien adaptés à
l'environnement physiologique et ont trouvés des applications dans la médecine et le
diagnostic.
En particulier, il s'est avéré que l’intégration de fragments organométalliques sur des
drogues organiques connues peut améliorer leur activité et, dans certains cas, peut restituer
leur activité s’il y a développement de résistance pour le composé organique.
La compréhension de la base moléculaire pour de telles observations exigera des efforts
considérables de recherches à l'interface de la chimie organométallique, de la biochimie et
de la physiologie et devrait finalement mener à des drogues meilleures que celles utilisées
actuellement.
U.P.M.C./U.S. 61
2010

La loi suprême de l’invention humaine
est que l’on n’invente qu’en travaillant.
Alain (Emile-Auguste Chartier)

1. Synthèse chimique
Synthèse chimique
La majorité des produits utilisés pour les tests d’activités antitumorales, bactéricide ou
fongicide sont présentés dans ce chapitre. Ces produits sont des dérivés ou des analogues du
ferrocifen. Ils se différencient, d’une part, par la nature des substituants greffés, et d’autre
part, par la nature de substituant greffé sur les cycles aromatiques. On dispose ainsi une
gamme de produits permettant d’évaluer l’impact du métal et de la nature de la fonction
chimique sur les effets biologiques. Plusieurs produits ont déjà été synthétisés et étudiés pour
leur propriété antiproliférative contre le cancer du sein. Certains de ces produits ont été de
nouveau synthétisés pour la présente étude et d’autres sont de nouveaux composés synthétisés
pour la première fois.
Les composés sont classés dans sept catégories différentes:
Série 1 : Composés phénoliques et non phénoliques de la série des diaryl-ferrocényl-
butènes.
Série 2 : Complexes de Fe, de Ru, de Re et de Mn du diphénol butène
Série 3 : Amides analogues du ferrociphénol
Série 4 : Amines d’aryl-ferrocényl-butène
Série 5 : Composés diaminés organiques et ferrocéniques
Série 6 : Dérivés de -glucose, de -maltose et de -cellobiose du ferrociphénol
Série 7 : Sels citriques du ferrocifène et d’un dérivé diaminé
1.1. Série 1 : Composés phénoliques et non phénolique de la série des diaryl-
ferrocényl-butènes.
Ce sont des composés P41 (Hillard, E. A (b). et al., 2007), P85 (Top, S. et al., 2001) et P5
(Jaouen, G. et al., 2000) (Figure 26).
U.P.M.C./U.S. 62
2010

Fe
P41
Fe
Synthèse chimique
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2010
OH
Fe
OH
OH
P85 P5 (Ferrociphénol)
Figure 26 : Composés phénoliques et non phénoliques (série des diaryl-ferrocényl-butènes)
Les composés de cette série ont été synthétisés selon le schéma 1. La méthode consiste
d’abord à préparer le propionylferrocène par la réaction de Friedel et Crafts entre le ferrocène
et le chlorure de propionyle. On effectue ensuite la réaction de couplage de McMurry entre le
propionylferrocène et la benzophénone appropriée.
Fe
Fe
O
O
Cl
O
R 2
R 1
AlCl 3
CH 2Cl 2
TiCl 4/Zn
THF
Schéma 1 : Synthèse de la série 1
Fe
Fe
O
R 1 , R 2 = H, OH
Les composés P41, P5 (ferrociphénol) et P85 ont été dèjà synthétisé au laboratoire. Seul le
P85 a été resynthétisé.
1.2. Série 2 : Complexes de Fe, de Ru, de Re et de Mn du diphénol butène
La deuxième catégorie concerne les complexes P5, P88 (Hillard, E. A (a). et al., 2007), P89
(Hillard, E. A (a). et al., 2007) et P90 (Hillard, E. A (a). et al., 2007) (Figure 27).
R 2
R 1

Fe
OH
OH
P5 (Ferrociphénol)
Ru
P88
OH
OH
Re(CO)3 OH
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 64
2010
P89
OH
OH
Mn(CO)3 OH
Figure 27 : Complexes de Fe, de Ru, de Re et de Mn du diphénol butène
Le composé P5 (ferrociphénol) fait aussi partie de cette série. Les autres composés ont été
préparés selon une procédure similaire à celui du P5 (schéma 2).
ML
O
O
OH
OH
TiCl 4/Zn
THF
Schéma 2 : Synthèse de la série 2
Les composés P88 et P89 ont été de nouveau synthétisés.
1.3. Série 3 : Amides analogues du ferrociphénol
OH
ML OH
P90
ML = RuCp, Re(CO) 3, Mn(CO) 3
La troisième catégorie concerne les amides analogues du ferrociphénol P314, P315, P316,
P317 et P407. L’amide P314 a été déjà synthétisé (Pigeon, P. et al., 2009), les autres amides
sont de nouveaux composés (Figure 28).

Fe
P314
HN
O
Fe
P315
HN
O
Fe
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 65
2010
HN
O
Fe
HN
O
Fe
P316 P317 P407
Figure 28 : Amides analogues du ferrociphénol
Les amides P314, P315, P316, et P317 ont été préparés par la réaction de chlorure d’acide
approprié sur le 1-para-aminophényl-2-ferrocényl-but-1-ène P35 (schéma 3).
Fe
P35
NH 2
RCOCl, pyridine
THF
Fe
Schéma 3 : Synthèse de la série 3
Les composés P35 et P314 sont déjà connus mais ont été resynthétisés.
.
HN
O
R
P314
P315
P316
P317
R = Me
R = Et
R = iPr
R = tBu
Pour la synthèse du composé P407, nous avons d’abord préparé la cétone P312 en faisant
réagir la 3,4-dihydro-2(1H)-quinolinone avec le chlorure de benzoyle en présence d’AlCl3
(Martinez, G.R. et al., 1992) (schéma 4).
HN
O

Fe
HN
O
O
O
PhCOCl, AlCl 3
CH 2Cl 2
HN
P312
O
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 66
2010
O
TiCl 4/Zn
THF
HN
O
Fe
P312
P407
Schéma 4 : Synthèse du P312 et essai de synthèse du P407
La réaction de McMurry entre la cétone P312 et le propionylferrocène P8 n’a pas abouti au
produit P407. Cela semble être dû au fait que la fonction amide désactive le réactif de
McMurry. En effet, P8 est une cétone ferrocénique très réactive en McMurry. Quand on lui
oppose une cétone peu réactive, P8 préfère réagir sur elle-même très rapidement pour donner
un composé d’homocouplage plutôt que de réagir avec l’autre cétone. Ainsi en moins de 2
heures, P8 ayant totalement disparut, ce phénomène explique la plupart des échecs des
réactions de McMurry.
Cependant, ce n’est pas le cas ici. La réaction a été refaite pendant 6 jours au lieu des 2 heures
habituels et nous avons récupéré la plus grande partie du P8 mis en jeu. Ceci est une preuve
d’empoisonnement du réactif de McMurry par P312, car même la réaction très rapide de
formation de P426 par disparition en moins de 2 heures de P8 n’aboutit pas (en réalité, nous
avons obtenu une faible quantité de P426, là ou le rendement aurait dû être presque
quantitatif). Notons que ce phénomène a été constaté dans le laboratoire dans d’autres
McMurry mettant en jeu des cétones porteuses de groupes amine ou amide.
HN
O

Fe Fe
P426
Figure 29 : Produit d’homocouplage P426
1.4. Série 4 : Amines d’aryl-ferrocényl-butène
Synthèse chimique
La quatrième catégorie concerne les amines d’aryl-ferrocényl-butène P323, P371, P322 et
P321 (Figure 30).
Fe
P321
N
Fe
P322
N
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2010
Fe
H
P323
NH 2
Figure 30 : Amines d’aryl-ferrocényl-butène
La réaction de couplage de McMurry entre le propionylferrocène et la cétone appropriée a été
Fe
P371
utilisée pour la synthèse des composés P323, P371, P322 et P321 (schéma 5).
NH 2

Fe
O
P8
O
Ar
R 1
R 1 = CH 3 ; Ar = N
R 1 = CH 3 ; Ar =
R 1 = H; Ar = NH2
R 1 = CH 3 ; Ar = NH2
N
TiCl 4 /Zn
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 68
2010
THF
Fe
Ar
R 1
P321 : pas de f ormation
P322 : pas de f ormation
P323 : pas de f ormation
P371 : 10%
Schéma 5 : Synthèse de la série 4
Cette réaction de couplage n’a pas fourni les composés P323, P322 et P321. Seul le composé
P371 a été obtenu avec un rendement de 10%.
Dans tous les cas nous avons obtenu principalement l’homocouplage conduisant à P426.
Pour les composés dérivés de la pyridine P321 et P322, c’est le cas fréquent d’échec dû à la
trop grande réactivité de P8 qui est responsable (pas de trace de P8 en 2 heures).
Par contre, pour les amines P323 et P371, c’est plutôt le phénomène d’empoisonnement du
réactif de McMurry qui est responsable de l’échec ou du mauvais rendement (reste d’une
certaine quantité de P8 au-delà de 2 heures).
1.5. Série 5 : Composés diaminés organiques et ferrocéniques
La cinquième catégorie concerne les composés diaminés organiques et ferrocéniques P490,
P305, P116, P283 et P15 (ferrocifène) (Top, S. et al., 2003) (Figure 31). Les composés P305
et P15 (ferrocifène) ont été disponibles au laboratoire alors que le composé P283 a été
synthétisé par Meral Görmen du Laboratoire.

O
O(CH 2 ) 3 NMe 2
O(CH 2 ) 3 NMe 2
P490 P305
Fe
P15
OH
O(CH 2) 3NMe 2
O(CH 2) 3NMe 2
O(CH 2) 3NMe 2
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 69
2010
Fe
Fe
P283
P116
O(CH 2) 3NMe 2
O(CH 2) 3NMe 2
O(CH 2 ) 3 NMe 2
O(CH 2 ) 3 NMe 2
Figure 31 : Composés diaminés organiques et ferrocéniques
La cétone 4,4’-bis-diméthylaminopropoxy-benzophénone P490 a été préparée avec un
rendement de 88% par réaction de la diméthylamine sur le composé dibromé P477, lequel est
obtenu par alkylation de la 4,4’-bis-dihydroxybenzophénone, par le dibromopropane (schéma
6).
Le composé bromé a été préparé en mettant en jeu un excès de base (2 équivalents) en plus de
l’excès de dibromopropane (5 équivalents), par rapport au mode opératoire initialement prévu
pour synthétiser le composé monobromé (1 équivalent) (Top, S. et al., 2004).
Le composé dibromé P477 est placé dans un tube à pression avec une solution de
diméthylamine 2 M dans le méthanol et chauffé 24 H à 60°C. On obtient la cétone diaminée
P490 avec un rendement de 88%. En remplaçant la diméthylamine par la pyrrolidine, on obtient
la cétoné diaminée P583 avec un rendement presque quantitatif.

O
OH
OH
1) KH, THF/DMF
O
2) Br
Br
3
4,4'-bis-hydroxybenzophénone
O
P490
O(CH 2 ) 3 NMe 2
O(CH 2 ) 3 NMe 2
O(CH2 ) 3Br P196
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 70
2010
OH
O
HNMe 2
MeOH
O(CH 2 ) 3 Br
O(CH2 ) 3Br P477
MeOH
O(CH 2 ) 3 N
O(CH 2 ) 3 N
Schéma 6 : Synthèse des cétones 4,4’-bis-diméthylaminopropoxy-benzophénone P490 et 4,4’-
O
P583
bis-pyrrolidinopropoxy-benzophénone P583
Pour synthétiser le composé P116, nous aurions pu envisager de faire une réaction de
McMurry entre la cétone P490 précédemment préparée et le propionylferrocene (P8) (voie 1).
Cette voie n’a pas été tentée car, en plus des problèmes causés par les fonctions amine lors du
McMurry (que nous avons vus précédemment), s’ajoute un problème de forte polarité des
produits provoqué par celle-ci rendant la purification plus difficile (utilisation de
triéthylamine).
On avait cependant tenté de synthétiser le composé P476 en faisant une réaction de McMurry
entre P477 et P8 (voie 2) mais, bien que la réaction aboutit, le mélange des trois produits de
réaction (P476 et les deux produits d’homocouplage, dont P426) est très difficilement
séparable par chromatographie (polarités proches dues à l’absence de groupe polaire). On a dû
utiliser une troisième voie.
En utilisant la même procédure, que pour la synthèse de P490, le dérivé ferrocénique P116 a
été préparé à partir de 1,1-(di-p-hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène, P5 (Schéma 7).
NH

Synthèse chimique
Le diphénol P5 à tout d’abord été alkylé par le dibromopropane. Cette fois, lors de la réaction
de formation du composé dibromé P476, le composé monobromé P193 ainsi que des traces de
produit de départ P5 ont été facilement éliminés par chromatographie grâce à la présence de
zéro, un et deux groupes phénol rendant les produits très différents du point de vu polarité
(contrairement à la voie 2). Cependant, le produit P476 est contaminé par 2 produits en
quantité faible et inséparables correspondant aux composés de mono et di
déshydrohalogénation. Le composé P476 est utilisé sans autre purification lors de la deuxième
étape. En effet, le produit diaminé P116 est très polaire et facilement séparable des deux
impuretés par chromatographie avec comme éluant une solution d’acétone avec 20 % de
triéthylamine.
Fe
P5
OH
OH
1) NaH, THF/DMF
2)
Br
Br
3
Fe
P193
OH
O(CH 2) 3Br
U.P.M.C./U.S. 71
2010
Fe
Fe
P476
HNMe 2
MeOH
P116
Schéma 7 : Synthèse du dérivé ferrocénique P116
O(CH2)3Br
O(CH 2 ) 3 Br
O(CH2)3NMe2
O(CH 2) 3NMe 2
1.6. Série 6 : Dérivés de -glucose, de -maltose et de -cellobiose du ferrociphénol
La sixième catégorie concerne les analogues du ferrociphénol protégés par un sucre P29,
P346, P28, P347, P27, P345, P350 et P42 (Figure 32). La transformation du ferrociphénol en
dérivés sucrés a pour but de le rendre soluble dans l’eau pour faciliter son utilisation
thérapeutique.

Fe
Fe
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
P28
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
P27
OH
Fe
P346
OAc
O
O
O
Fe
Fe
P29
OAc
O
O
OAc
OAc
OAc
O
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
OAc
O
OAc
O
O
O
P347
OAc
O
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
O
O
OAc
OAc
OAc
OAc
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 72
2010
O
OAc
OAc
Fe
Fe
Fe
HO OH
OH
HO
O
O
P42
OAc
O
P350
OAc
O
P345
OAc
OAc
O
O
O
OAc
OAc
O
Figure 32 : Analogues de ferrociphénol protégés par un sucre
OH
O
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
OAc
O
OAc
OAc

Synthèse chimique
Ces composés ont été préparés par la réaction de sucre sur les dérivés ferrocénique en
présence de BF3 dans du dichlorométhane (Schéma 8).
Fe
R 2
R 1
R 1 , R 2 = H, OH
AcOR 3
BF 3.Et 2O
CH 2Cl 2
U.P.M.C./U.S. 73
2010
Fe
O
R 1
R 3
ou
R 1 = H, OH
Schéma 8 : Synthèse de la série 6
Les composés P28 et P29 (dérivés de -glucose) ont été obtenus avec un rendement de 16%
et 19% respectivement. Le composé P27 qui aurait dû être obtenu en même temps que P29
n’a pas été observé. Les composés P347 (dérivé de -maltose) et P350 (dérivé de -
cellobiose) ne se sont pas formés selon cette voie de synthèse. Les composés P345 et P346
(dérivés de -maltose) ont été obtenu avec des rendements de 12% et 4%, respectivement.
Fe
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
P28
Na, MeOH
amberlite
Fe
Schéma 9 : Synthèse du composé P42
HO
P42
Fe
HO OH
La déprotection du composé P28 avec méthanolate et amberlite produit le composé P42
(schéma 9). P42 est le seul composé déprotégé dans cette étude.
O
O
OH
O
O
R 3
R 3

1.7. Série 7 : Sels citriques du ferrocifène et d’un produit diaminé
Synthèse chimique
Dans le même but que pour les composés glycosilés, le ferrocifène P15 et le dérivé diaminé
P116 ont été transformés en sels de citrates. L’addition de l’acide citrique dissous dans du
THF à la solution de P15 ou P116 dissous dans du mélange éther éthylique/THF produit
immédiatement le sel de citrate de P514 ou de P493 qui précipite (Schéma 10).
Fe
Fe
P15
OH
O(CH 2 ) 3 NMe 2
HO
HOOC
OH
COOH
COOH
HO
OOC
O(CH 2) 3NMe 2H
COOH
COOH
P514 P493
U.P.M.C./U.S. 74
2010
Fe
Fe
P116
HO
HOOC
O(CH 2 ) 3 NMe 2
O(CH 2) 3NMe 2
COOH
COOH
O(CH 2) 3NMe 2H
O(CH 2 ) 3 NMe 2 H
OOC
OOC
Schéma 10 : Synthèse des sels citriques du P15 et du P116
OH
COOH
1.8. Etude de la solubilité dans l’eau des composés aminés ferrocéniques et de leurs
sels d’acide citrique
Nous avons mené une étude de solubilité dans l’eau et dans l’éthanol du P116, P15 et de leurs
sels d’acide citrique P493 et P514. Pour ce faire, 6,21 µmol de chaque produit sont placés
dans un tube à essai. 0.5 mL d’eau ou d’éthanol est ajouté dans chaque tube. Ensuite 0.5 mL
d’eau, d’éthanol ou de HCl (N/10) et 4 mL d’eau sont successivement ajoutés dans chaque
tube. Le tableau 3, résume les différentes opérations effectuées.
On voit clairement que le citrate P493 est très soluble dans l’eau, il se dissout complètement.
Par contre il est seulement partiellement soluble dans l’éthanol. Au contraire du P493, le

Synthèse chimique
citrate P514 est plus soluble dans l’éthanol que dans l’eau. Le ferrocifène P15 qui est
insoluble dans l’eau est presque entièrement soluble dans l’éthanol.
L’addition de 0,5 mL d’eau dans le tube contenant le P493 préalablement partiellement
solubilisé dans 0,5 mL d’éthanol, rend le produit soluble dans la solution.
Le composé P514 reste toujours insoluble dans l’eau après addition supplémentaire de 0,5 mL
d’eau et un léger trouble se forme dans le tube contenant le P514 préalablement dissout dans
de l’éthanol. Quant au P15 et P116, préalablement dissout dans l’éthanol, il reste encore
soluble après addition de l’eau et se solubilise. Pour ces produits, l’addition de 0,5 mL de HCl
a permis de solubiliser totalement le P116 et partiellement le P15.
4 mL d’eau supplémentaire sont ajoutés à chaque tube. Comme attendu, l’augmentation de la
quantité d’eau favorise la solubilité du composé P493. Le composé P514 reste insoluble et il
commence à se précipiter dans le tube où il était initialement dissout dans l’éthanol. Le
trouble devient évident pour le tube contenant les produits P15 et P116, préalablement dissout
dans l’éthanol.
Après un mois, pendant lequel les différents tubes ont été laissés décanter, tous les tubes sont
restés colorés prouvant qu’une partie de produit reste encore soluble dans la solution. Le tube
contenant le composé P493 est limpide alors que dans les tubes contenant les composés P116,
P15 et P514, une huile orange apparaît au fond du tube. Cependant, il est à noter que les
tubes des produits P15 et P116, préalablement additionnés de HCl restent plus solubles que
ceux auxquels on n’a pas fait cet ajout.
Ce test prouve que le sel citrique P493 est le composé le plus soluble dans l’eau. La
transformation du composé en sel citrique facilite la solubilité du produit dans l’eau ce qui
améliore donc en principe sa biodisponibilité. En ce qui concerne le ferrocifène P15,
visuellement sa transformation en sel citrique améliore aussi sa solubilité dans l’eau mais cet
effet est similaire celui apporté par le chlorhydrate.
La grande solubilité de P493 dans l’eau semble indiquer que les deux fonctions amine sont
protonées, ce qui en fait un disel plus hydrophile. La RMN semble confirmer cette théorie car
U.P.M.C./U.S. 75
2010

Synthèse chimique
les méthylènes à côté des atomes d’azote semblent être à peu près équivalents (ce qui ne serait
pas le cas si une fonction amine était protonée et pas l’autre).
Tableau 3 : Solubilité dans l’eau et dans l’éthanol des composés aminés ferrocéniques et de
leurs sels d’acide citrique
Produits
Etape
1
Etape
2
Etape
3
Etape
4
P116
0,5 ml
H20
0,5 ml
HCl
4 ml
H2O
P116
0,5 ml
Ethanol
0,5 ml
Ethanol
4 ml
H2O
P493
0,5 ml
H2O
0,5 ml
H2O
4 ml
H2O
P493
0,5 ml
Ethanol
0,5 ml
H2O
4 ml
H2O
U.P.M.C./U.S. 76
2010
P15
0,5 ml
H20
0,5 ml
HCl
4 ml
H2O
Décantation (1 mois)
P15
0,5 ml
Ethanol
0,5 ml
Ethanol
4 ml
H2O
P514
0,5 ml
H2O
0,5 ml
H2O
4 ml
H2O
P514
0,5 ml
Ethanol
0,5 ml
H2O
4 ml
H2O

1.9. Conclusion
Synthèse chimique
Ce chapitre décrit les différents dérivés organométalliques de la série du tamoxifène,
médicament actuellement utilisé pour le traitement du cancer du sein. La majorité des produits
ont été déjà étudiés pour leur activité antitumorale. Certains produits ont été synthétisés de
nouveau pour la présente étude et d’autres sont de nouveaux composés synthétisés pour la
première fois.
Certains dérivés de la pyridine, de l’aniline ou des sels de sucre n’ont pas pu être synthétisés.
Ces différents produits ont été testés pour leur activité bactéricide ou/et fongicide. Les
résultats de ces tests seront décrits dans le chapitre suivant.
1.10. Partie expérimentale
Certaines réactions ont été effectuées sous atmosphère d’argon. Le THF a été distillé sur
sodium/benzophénone. Le dichlorométhane a été distillé sur P2O5. Les autres réactifs et
solvants utilisés, sont des produits commerciaux. Les chromatographies sur colonne ont été
réalisées sur gel de silice Merck 60. Les points de fusion des produits ont été mesurés à l’aide
d’un banc Köfler. Les spectres infrarouges ont été enregistrés sur un spectromètre IR-FT
BOMEM Michelson-100. Les analyses RMN 1 H et 13 C ont été effectuées sur un appareil
Bruker 300 MHz. Les déplacements chimiques () sont mesurés en parties par millions (ppm)
et les constantes de couplage (J) sont calculées en Hertz (Hz). Les analyses élémentaires des
nouveaux produits ont été effectuées au Service de Microanalyse de l’I.C.S.N. à Gif sur
Yvette.
1.10.1. Synthèse du propionylferrocène, P8
Fe
Cl
O
U.P.M.C./U.S. 77
2010
AlCl 3
CH 2Cl 2
Schéma 11 : Synthèse du Propionylferrocène
Fe
O

Synthèse chimique
A une solution de ferrocène (55,81 g ; 300 mmol ; 1,5 eq) dans 500 mL de CH2Cl2, est ajouté
goutte-à-goutte le chlorure de propionyle (18,50 g ; 17 mL ; 200 mmol). AlCl3 (53,33 g ; 400
mmol ; 2eq) est ensuite additionné progressivement et le mélange réactionnel est mis à agiter
pendant 3 heures. Le mélange réactionnel est hydrolysé avec 100 mL d’eau. La phase aqueuse
est extraite avec 4 x 100 mL de dichlorométhane. Les phases organiques sont rassemblées,
séchées sur MgSO4 et concentrées sous vide. Après évaporation du solvant, le produit obtenu
est identifié par RMN et servira à la suite de la synthèse (Modification du mode opératoire de
Top, S. et al., 1997).
1.10.2. Synthèse du (Z+E)-1-(4-hydroxyphényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P85
Fe
O
O
OH
TiCl 4/Zn
Schéma 12 : Synthèse du (Z+E)-1-(4-hydroxyphényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène
A à une suspension de Zn (7,84 g; 120 mmol ; 10,6 eq) dans 200 mL de THF, est ajouté à
froid et goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (15,18 g ; 8,79 mL ; 80 mmol ; 7,1 eq). Le
mélange obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température
ambiante avant d’additionner le mélange de 4-hydroxybenzophénone (2,24 g ; 11,3 mmol) et
le propionylferrocène (2,74 g ; 11,3 mmol) préalablement dissous dans 50 mL de THF.
Après deux heures de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 150 mL d’eau, acidifié
avec du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite
avec 3 x 120 mL de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Le produit obtenu est purifié sur colonne de gel de silice avec comme
éluant du dichlorométhane. Trois fractions ont été récupérées. La deuxième fraction
correspond au composé P85, le rendement est de 13% (Top, S. et al., 1997 ; Top, S. et al.,
2003).
U.P.M.C./U.S. 78
2010
THF
Fe
P85
OH

1.10.3. Synthèse du propionylcyclopentadiénylrhéniumtricarbonyle, P217
Re(CO)3
Cl
O
Re(CO)3
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 79
2010
AlCl 3
CH 2Cl 2
O
P217
Schéma 13 : Synthèse du Propionylcyclopentadiénylrhéniumtricarbonyle
A une solution de CpRe(CO)3 (500 mg ; 1,49 mmol) dans 5 mL de CS2, est ajouté goutte à
goutte le chlorure de propionyle (193 mg ; 2,09 mmol ; 1,4 eq). AlCl3 (267 mg, 2 mmoles) est
ensuite additionné progressivement et le mélange réactionnel est mis au reflux pendant 2
heures. La solution jaune avec un précipité orange est hydrolysée avec 30 mL d’eau. La phase
aqueuse est extraite avec 4 x 50 mL de dichlorométhane. Les phases organiques sont
rassemblées, séchées su MgSO4, filtrées et concentrées sous vide. L’huile orange marron est
purifiée sur colonne de gel de silice avec comme éluant le mélange CH2Cl2/éther : 50/50. On
obtient 403 mg de P217 (rendement de 69%) (Jaouen, G. et al., 2001). Le produit est utilisé
tel quel pour la suite de la réaction.
1.10.4. Synthèse du propionylruthénocène, P215
Ru
Cl
O
AlCl 3
CH 2Cl 2
Schéma 14 : Synthèse du Propionylruthénocène
A une solution de ruthénocène (1 g ; 4,3 mmol) dans 5 mL de CH2Cl2, est ajouté goutte-à-
goutte le chlorure de propionyle (480 mg ; 0,45 mL ; 5,2 mmol ; 1,2 eq). AlCl3 (0.865 g, 6.5
mmoles) est ensuite additionné progressivement et le mélange réactionnel est mis au reflux
pendant 3 heures. La solution jaune est hydrolysée avec 50 mL d’eau. La phase aqueuse est
extraite avec 4 x 50 mL dichlorométhane. Les phases organiques sont rassemblées, séchées
sur MgSO4 et concentrées sous vide. Le produit obtenu est purifié sur colonne de gel de silice
Ru
O
P215

Synthèse chimique
en utilisant l’éther comme éluant. On obtient 409 mg de P215 (rendement de 33%) (Pigeon,
P. et al., 2005). Le produit est utilisé tel quel pour la suite de la réaction.
1.10.5. Synthèse du propiopnylcyclopentadiénylmanganèsetricarbonyle, P218
Le produit P218 a été synthétisé au sein du laboratoire selon la réaction suivante.
Mn(CO)3
Cl
O
Mn(CO)3
U.P.M.C./U.S. 80
2010
AlCl 3
CH 2 Cl 2
O
P218
Schéma 15 : Synthèse du Propiopnylcyclopentadiénylmanganèsetricarbonyle
1.10.6. Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-ruthénocényl-but-1-ène, P88
Ru
O
O
OH
OH
TiCl 4 /Zn
Schéma 16 : Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-ruthénocényl-but-1-ène
A une suspension de Zn (651 mg; 10 mmol ; 7 eq) dans 20 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (1,35 g ; 0,78 mL ; 7,1 mmol ; 5 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4,4’-dihydroxybenzophénone (0,61 g ; 2,8 mmol; 2eq) et de P215
(0,41 g ; 1,42 mmol) préalablement dissouts dans 10 mL de THF. Après deux heures de
reflux, le mélange réactionnel est traité avec 60 mL d’eau. La phase aqueuse est extraite avec
3 x 120 mL de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4, filtrées
et concentrées sous vide. Le produit obtenu est purifié sur colonne de gel de silice avec
comme éluant le mélange éther/éther de pétrole (2/1). On obtient le P88 avec un rendement de
THF
Ru
P88
OH
OH

Synthèse chimique
82%. Il est recristallisé dans éther/hexane ; Le produit est identifié par RMN. Données RMN
(Hillard, E.A. (a) et al., 2007).
1.10.7. Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-cyclopentadiénylrehniumtricarbonyl-but-
1-ène, P89
O
Re(CO)3
P217
O
OH
OH
TiCl 4/Zn
U.P.M.C./U.S. 81
2010
THF
Re(CO)3
Schéma 17 : Synthèse du 1,1-di(p-hydroxyphényl)-2-cyclopentadiénylrehniumtricarbonyl-but-1-ène
A une suspension de Zn (818 mg; 12,5 mmol ; 7 eq) dans 25 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte à goutte le tétrachlorure de titane (1,69 g ; 0,98 mL ; 8,9 mmol ; 5eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4,4’-dihydroxybenzophenone (0,766 g ; 3,6 mmol ; 2 eq) et le
P217 (0,7 g ; 1,79 mmol ; 1eq) préalablement dissouts dans 10 mL de THF. Après deux
heures de reflux, le mélange réactionnel est traité avec 60 mL d’une solution aqueuse de
K2CO3 à 10%. La phase aqueuse est extraite avec 3 x 120 mL de CH2Cl2. Les phases
organiques rassemblées, séchées sur MgSO4 et concentrées sous vide. Le produit obtenu est
purifié sur colonne de silice avec comme éluant éther/éther de pétrole (3/1). On obtient le
composé P89 avec un rendement de 76%. Il est recristallisé dans le mélange éther/hexane. Le
produit est identifié par RMN. Données RMN (Hillard, E.A. (a) et al., 2007).
1.10.8. Synthèse du (Z+E)-1-(p-aminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène, P35
Fe
O
O
NO 2
TiCl 4/Zn
Schéma 18 : Synthèse du (Z+E)-1-(p-aminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène
THF
Fe
P35
OH
OH
NH 2
P89

Synthèse chimique
A une suspension de Zn (15,68 g; 240 mmol ; 8 eq) dans 200 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (34,15 g ; 19,8 mL ; 180 mmol ; 6 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4-nitrobenzophénone (6,817 g ; 34,38 mmol) et le
propionylferrocène (7,26 g ; 30 mmol) préalablement dissouts dans 50 mL de THF. Après
deux heures de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 150 mL d’eau, acidifié avec du
HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite avec 3 x
120 mL de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Le produit obtenu est purifié sur colonne de gel de silice avec comme
éluant du dichlorométhane, la fraction contenant le produit P35 est repurifié par HPLC
préparative. . Le produit est identifié par RMN. (Buriez, O. et al., 2008 ; Pigeon, P. et al.,
2009).
.
1.10.9. Synthèse du (Z+E)-1-(p-propionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène,
P315
Fe
P35
NH 2
EtCOCl, pyridine
THF
U.P.M.C./U.S. 82
2010
Fe
HN
P315
Schéma 19 : Synthèse du (Z+E)-1-(p-propionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène
Dans un tube de Schlenk sous argon, 810 mg (2 mmol) de P35 sont dissouts dans 15 mL de
THF anhydre. Le chlorure de propionyle (204 mg, 2,2 mmol) et la pyridine (174 mg, 2,2
mmol) sont ajoutés et le mélange est agité pendant 3 h. Ensuite, 50 mL d’eau sont ajoutés
et le produit est extrait au dichlorométhane (3 x 50 mL). La phase organique est lavée
avec 50 mL d’eau, séchée sur MgSO4, et concentrée sous vide. Le produit est ensuite purifié
par HPLC préparative avec l’acétonitrile comme éluant puis cristallisé dans un mélange
éther/pentane (1/1). On obtient 890 mg de P315, soit un rendement de 92%.
O
Et

Synthèse chimique
1 H NMR (CDCl3) : 0.91 and 0.92 (t, J=7.3 Hz, 3 H, CH3), 1.12 and 1.14 (t, J=7.3 Hz, 3 H,
CH3), 2.25 and 2.28 (q, J=7.3 Hz, 2 H, CH2), 2.45 and 2.47 (q, J=7.3 Hz, 2 H, CH2), 3.79 and
3.85 (s, 2 H, H C5H4), 3.98 and 4.00 (s, 2 H, H C5H4), 4.02 and 4.03 (s, 5 H, Cp), 6.91 and
6.95 (d, J=8.0 Hz, 2 H, Harom), 7.00-7.43 (m, 7 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 7.8 (CH3),
13.5 (CH3), 25.9 and 26.1 (CH2), 28.9 (CH2), 66.5 and 66.7 (2 CH C5H4), 67.5 and 67.6 (2
CH C5H4), 67.7 and 67.8 (5 CH Cp), 85.2 and 85.5 (C C5H4), 117.5 and 117.7 (2 CHarom),
124.3 (CHarom), 126.2 and 126.3 (2 CHarom), 127.5 and 128.0 (2 CHarom), 128.1 and 128.7 (2
CHarom), 134.2 (C), 135.5 (C), 135.6 (C), 138.5 and 138.6 (C), 142.4 and 142.7 (C), 169.9 and
170.0 (CON). IR (KBr, cm -1 ): 3451, 3272 (NH), 3094, 2967, 2930, 2872 (CH2, CH3), 1650
(CON). MS (EI, 70 eV) m/z : 463 [M] +. , 398, 397, 326, 121. HRMS (ESI, C29H29FeNO:
[M] +. ) calcd: 463.15931, found: 463.15884. Anal. Calcd for C29H29FeNO: C, 75.16; H, 6.3; N,
3.02. Found: C, 74.78; H, 6.41; N, 2.73.
1.10.10. Synthèse du (Z+E)-1-(p-isopropionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-
ène, P316
Fe
P35
NH 2
iPrCOCl, pyridine
THF
Schéma 20 : Synthèse du (Z+E)-1-(p-isopropionylaminophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène
Dans un tube de Schlenk sous argon, 410 mg (1 mmol) de P35 sont dissous dans 15 mL de
THF anhydre. Le chlorure d’isobutyryle (117 mg, 1,1 mmol) et la pyridine (87 mg, 1,1
mmol) sont ajoutés et le mélange est agité pendant 3 h. 50 mL d’eau sont ensuite ajoutés et
le produit est extrait au dichlorométhane (3 x 50 mL). La phase organique est lavée avec
50 mL d’eau, séchée sur MgSO4, et concentrée sous vide. Le produit est purifié par HPLC
préparative avec l’acétonitrile comme éluant puis cristallisé dans un mélange éther/pentane
(1/1). On obtient 362 mg de P316, soit un rendement de 76%.
U.P.M.C./U.S. 83
2010
Fe
HN
P316
O
iPr

Synthèse chimique
1 H NMR (CDCl3) : 0.91 and 0.92 (t, J=7.3 Hz, 3 H, CH3), 1.13 and 1.15 (d, J=6.2 Hz, 6 H, 2
CH3), 2.30-2.53 (m, 3 H, CH2 + CH), 3.80 and 3.88 (s, 2 H, H C5H4), 3.99 and 4.00 (s, 2 H, H
C5H4), 4.03 and 4.04 (s, 5 H, Cp), 6.92 and 6.96 (d, J=8.1 Hz, 2 H, Harom), 6.99-7.44 (m, 7 H,
Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 15.4 and 15.5 (CH3), 19.7 (2 CH3), 27.9 and 28.0 (CH2), 36.8
(CH), 68.6 and 68.9 (2 CH C5H4), 69.5 and 69.7 (2 CH C5H4), 69.7 and 69.9 (5 CH Cp), 86.0
(C C5H4), 119.4 and 119.6 (2 CHarom), 126.2 (CHarom), 128.1 and 128.2 (2 CHarom), 129.5 and
129.9 (2 CHarom), 130.0 and 130.7 (2 CHarom), 136.2 (C), 137.4 and 137.6 (C), 137.6 and
137.7 (C), 140.4 and 140.5 (C), 144.3 and 144.6 (C), 175.0 and 175.1 (CON). IR (KBr, cm -
1 ): 3451, 3262 (NH), 3094, 2967, 2930, 2871 (CH, CH2, CH3), 1652 (CON). MS (EI, 70 eV)
m/z : 477 [M] +. . HRMS (ESI, C30H31FeNO: [M] +. ) calcd: 477.17496, found: 477.17429.
1.10.11. Synthèse du (Z+E)-1-(p-t-butylamidophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène,
P317
Fe
P35
NH 2
tBuCOCl, pyridine
THF
Schéma 21 : Synthèse du (Z+E)-1-(p-t-butylamidophényl)-1-phényl-2-ferrocényl-but-1-ène
Dans un tube de Schlenk sous argon, 410 mg (1 mmol) de P35 sont dissouts dans 15 mL de
THF anhydre. Le chlorure de pivaloyle (132 mg, 1,1 mmol) et la pyridine (87 mg, 1,1 mmol)
sont ajoutés et le mélange est agité pendant 3 h. 50 ml d’eau sont ensuite ajoutés et le
produit est extrait au dichlorométhane (3 x 50 mL). La phase organique est lavée avec 50
mL d’eau, séchée sur MgSO4, et concentrée sous vide. Le produit obtenu est purifié par
HPLC préparative avec l’acétonitrile comme éluant puis cristallisé dans un mélange
U.P.M.C./U.S. 84
2010
Fe
HN
P317
éther/pentane (1/1). On a obtenu 309 mg de P317 soit un rendement de 63%.
1 H NMR (CDCl3) : 0.91 and 0.92 (t, J = 7.3 Hz, 3 H, CH3), 1.20 and 1.22 (s, 9 H, tBu), 2.45
and 2.47 (q, J = 7.3 Hz, 2 H, CH2), 3.79 and 3.86 (s, 2 H, H C5H4), 3.98 and 4.00 (s, 2 H, H
C5H4), 4.02 and 4.03 (s, 5 H, Cp), 6.87-7.44 (m, 9 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 15.4
O
tBu

Synthèse chimique
(CH3), 27.7 (tBu), 28.0 (CH2), 39.6 (C), 68.8 and 69.1 (2 CH C5H4), 69.6 and 69.8 (2 CH
C5H4), 69.9 and 70.1 (5 CH Cp), 87.9 (C C5H4), 119.6 and 119.8 (2 CHarom), 126.2 (CHarom),
128.1 and 128.2 (2 CHarom), 129.5 and 130.0 (2 CHarom), 130.0 and 130.7 (2 CHarom), 136.2
(C), 137.4 and 137.5 (C), 137.6 and 137.7 (C), 140.4 and 140.6 (C), 144.2 and 144.5 (C),
176.4 and 176.5 (CON). IR (KBr, cm -1 ): 3432 (NH), 3094, 2965, 2929, 2871 (CH2, CH3),
1655 (CON). MS (EI, 70 eV) m/z : 491 [M] +. , 426, 377, 343, 326, 121. HRMS (ESI,
C31H33FeNO: [M] + ) calcd: 491.19061, found: 491.18981. Anal. Calcd for C31H33FeNO: C,
75.76; H, 6.76; N, 2.85. Found: C, 75.59; H, 6.83; N, 2.82.
1.10.12. Synthèse du P312
HN
O
PhCOCl, AlCl3
CH2Cl2
Schéma 22 : Synthèse du P312
A une suspension de 3,4-dihydro-2(1H)-quinolinone (1,472g, 10 mmol, 1eq) et de chlorure
d’aluminium (8,8 g, 66 mmol, 6,6 eq) dans 10 mL de CS2 à 0°C, est ajouté du chlorure de
benzoyle (2,109 g, 1,74 mL, 15 mmol, 1,5 eq). Le mélange est agité à la température ambiante
pendant une heure puis mis sous reflux durant 18 heures. Le mélange réactionnel est versé
dans l’eau glacé et le précipité est récupéré par filtration sur un entonnoir en verre fritté et
lavé à l’eau. Une fois séché, le produit est cristallisé dans l’acétate d’éthyle. Le rendement de
U.P.M.C./U.S. 85
2010
O
HN
O
P312
la réaction est de 46 % (Martinez, G.R. et al., 1992 ; Walker, K.A.M. et al., 1988).
1 H NMR (CDCl3) : 2.63 (t, J = 7.5 Hz, 2 H, CH2), 2.98 (t, J = 7.5 Hz, 2 H, CH2), 6.77 (d, J =
8.1 Hz, 1 H, Harom), 7.34-7.76 (m, 7 H, Harom), 8.21 (s broad, 1H, NH). 13 C NMR (CDCl3) :
25.2 (CH2), 30.5 (CH2), 115.0 (CHarom), 123.5 (C), 128.3 (2 CH C6H5), 129.8 (2 CH C6H5),
130.2 (CHarom), 130.6 (CHarom), 132.2 (CHarom), 132.4 (C), 137.9 (C), 141.1 (C), 161.7
(CON), 195.5 (CO).

1.10.13. Tentative de synthèse du P407
Fe
O
O
HN
P312
O
TiCl4/Zn
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 86
2010
THF
Schéma 23 : Synthèse du P407
A une suspension de Zn (1,961 g; 30 mmol ; 6 eq) dans 30 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (3,794 g ; 2,2 mL ; 20 mmol ; 4 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de P312 (1,26 g ; 5 mmol ; 1 eq) et le propionymferrocène P8 (1,21
g ; 5 mmol ; 1eq) préalablement dissouts dans 20 mL de THF. Le mélange est chauffé de
nouveau à reflux pendant 3 jours. Le mélange réactionnel est ensuite versé dans 50 mL d’eau,
acidifié avec du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est
extraite avec 3 x 25 mL de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur
MgSO4 et concentrées sous vide. Le brut obtenu est purifié sur colonne de gel de silice en
utilisant comme éluant du dichlorométhane. Deux fractions ont été récupérées. L’analyse des
spectres RMN de ces deux fractions a permis d’identifier les produits de départ, mais aucune
trace du produit voulu P407.
Fe
P407
1.10.14. Tentative de synthèse du 2-(4-pyridinyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P321
Fe
N
P321
Figure 33 : Formule chimique du P321
HN
O

Synthèse chimique
A une suspension de Zn (1,569 g; 24 mmol ; 6 eq) dans 30 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte à goutte le tétrachlorure de titane (3,035 g ; 1,76 mL ; 16 mmol ; 4 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4-acétylpyridine (0,485 g ; 0,44 mL ; 4 mmol ; 1 eq) et le
propionylferrocène P8 (0,97 g ; 4 mmol ; 1eq) préalablement dissouts dans 20 mL de THF.
Après deux heures de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 50 mL d’eau, acidifié avec
du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite avec
3 x 25 mL de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Les produits obtenus sont séparés par HPLC préparative. Trois
fractions ont été récupérées mais aucune fraction ne correspond au produit attendu.
1.10.15. Tentative de synthèse du 2-(3-pyridinyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P322
Fe
U.P.M.C./U.S. 87
2010
P322
Figure 34 : Formule chimique du P322
A une suspension de Zn (1,961 g; 10.mmol ; 6 eq) dans 30 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte à goutte le tétrachlorure de titane (3,794 g ; 2,2 mL ; 20 mmol ; 4 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 2-acétopyridine (0,606 g ; 0,55 mL, 5 mmol ; 1 eq) et le
propionylferrocène P8 (1,21 g ; 5 mmol ; 1eq) préalablement dissouts dans 20 mL de THF.
Après deux heures de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 50 mL d’eau, acidifié avec
du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite avec
3 x 25 ml de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Les produits obtenus sont séparés par HPLC préparative. Aucune
fraction récupérée ne correspond au produit attendu.
N

1.10.16. Tentative de synthèse du 1-(4-aminophenyl)-2-ferrocenylbut-1-ene, P323
Fe
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 88
2010
H
P323
NH2
Figure 35 : Formule chimique du P323
A une suspension de Zn (2,092 g; 32.mmol ; 8 eq) dans 30 ml de THF, est ajouté à froid et
goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (4,553 g ; 2,64 mL ; 24 mmol ; 6 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4-nitrobenzaldehyde (0,604 g ; 4 mmol ; 1 eq) et le
propionylferrocène P8 (0,97 g ; 4 mmol ; 1eq) préalablement dissouts dans 20 mL de THF.
Après deux heures de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 50 mL d’eau, acidifié avec
du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite avec
3 x 25 ml de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Les produits obtenus sont séparés par HPLC préparative. Trois
fractions ont été récupérées mais aucune fraction ne correspond au produit attendu.
1.10.17. Synthèse du 2-(4-aminophenyl)-3-ferrocenylbut-2-ene, P371
Fe
P371
NH2
Schéma 36 : Formule chimique du P371
A une suspension de Zn (1,961 g; 30 mmol ; 6 eq) dans 30 mL de THF, est ajouté à froid et
goutte-à-goutte le tétrachlorure de titane (3,794 g ; 2,2 ml ; 20 mmol ; 4 eq). Le mélange
obtenu est mis au reflux pendant 2 heures. On laisse revenir à la température ambiante avant
d’additionner le mélange de 4-aminoacétophénone (0,676 g ; 5 mmol ; 1 eq) et le

Synthèse chimique
propionylferrocène P8 (1,21 g ; 5 mmol ; 1eq) préalablement dissout dans 20 mL de THF.
Après deux jours de reflux, le mélange réactionnel est versé dans 50 mL d’eau, acidifié avec
du HCl 0,1N jusqu’à disparition de la coloration noire, puis la phase aqueuse est extraite avec
3 x 25 ml de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Les produits obtenus sont séparés par HPLC préparative. Cinq
fractions ont été récupérées. Une des fractions correspond au composé P371 (rendement de
10%).
1 H NMR (CDCl3) : 0.84 and 1.14 (t, J = 7.5 Hz, 3 H, CH3), 1.94 and 2.05 (s, 3 H, CH3),
2.26 and 2.54 (q, J = 7.5 Hz, 2 H, CH2), 3.70 and 4.16 (t, J = 1.9 Hz, 2 H, H C5H4), 3.91 and
4.30 (t, J = 1.9 Hz, 2 H, H C5H4), 3.97 and 4.08 (s, 5 H, H Cp), 6.55 and 6.63 (d, J = 8.4 Hz, 2
H, H C6H4), 6.77 (d, J = 8.4 Hz, 2 H, H C6H4). 13 C NMR (CDCl3) : 13.6 and 14.2 (CH3),
21.5 and 23.2 (CH3), 26.2 and 27.0 (CH2), 66.3 and 66.5 (2 CH C5H4), 67.7 and 68.2 (2 CH
C5H4), 67.8 and 68.0 (5 CH Cp), 87.1 and 87.3 (C C5H4), 114.2 (2 CH C6H4), 127.8 and 128.5
(2 CH C6H4), 130.8 (C), 132.0 (C), 135.8 (C), 143.1 (C). MS (EI, 70 eV) m/z : 345 [M] +. , 316,
280, 264, 121.
1.10.18. Synthèse du 4,4’-bis(bromopropoxy)benzophenone, P477
La 4,4’-bis(hydroxy)benzophenone (8,569 g, 40mmol, 1eq) est dissoute dans du THF et du
DMF puis l’hydrure de sodium (dispersé dans l’huile) (1,92 g, 80 mmol, 2 eq) est ajouté et le
mélange est laissé en agitation pendant 10 min. Le 1,3-dibromopropane (12,114 g, 6,09 mL,
60 mmol, 1,5 eq) est ajouté et le reflux est maintenu toute la nuit. La phase aqueuse est
extraite avec 3 x 25 mL de CH2Cl2. Les phases organiques rassemblées, séchées sur MgSO4 et
concentrées sous vide. Le brut obtenu est chromatographié sur colonne de silice en utilisant
comme éluant du dichlorométhane. Deux fractions ont été récupérées et analysées par RMN.
Les produits se sont avérés bons, et le rendement de la réaction est de 43 % pour P196 et 27 %
pour P477 (Top, S. et al., 2004).
1 H NMR (CDCl3) : 2.22-2.35 (m, 4 H, CH2), 3.55 (t, J = 6.3 Hz, 4 H, CH2Br), 4.12 (t, J =
5.8 Hz, 4 H, CH2O), 6.90 (d, J = 8.7 Hz, 4 H, H C6H4), 7.71 (d, J = 8.7 Hz, 4 H, H C6H4). 13 C
NMR (CDCl3) : 29.8 (2 CH2), 32.2 (2 CH2Br), 65.5 (2 CH2O), 114.0 (2 x 2 CH C6H4),
130.9 (2 C), 132.2 (2 x 2 CH C6H4), 161.9 (2 C), 194.4 (CO).
U.P.M.C./U.S. 89
2010

1.10.19. Synthèse du 4,4’-bis(diméthylaminopropoxy)benzophenone, P490
O
O(CH2)3NMe2
O(CH 2) 3NMe 2
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 90
2010
P490
Figure 37 : Formule chimique du 4,4’-bis(diméthylaminopropoxy)benzophenone
Dans un tube à pression, on ajoute le 4,4’-bis(bromopropoxy)benzophenone, P477, (0,365
g ;0,8 mmol ; 1eq) dans une solution 2M de diméthylamine, dans du méthanol, (0,432 g ; 4,8
ml ; 12 eq). Le tube est ensuite fermé et chauffé à 60°C pendant 24 heures. Après
refroidissement, le mélange est concentré sous vide puis remis en solution dans du
dichlorométhane. La solution est d’abord lavée avec une solution de carbonate de sodium
monosodique, puis avec de l’eau. La phase organique est séchée sur MgSO4 et concentrée. Le
solide obtenu est recristallisé dans éther/éther de pétrole. On obtient le produit P490 avec un
rendement de 88%.
Mp : 75°C. 1 H NMR (CDCl3) : 1.80-2.00 (m, 4 H, CH2), 2.19 (s, 12 H, NMe2), 2.39 (t, J =
7.1 Hz, 4 H, CH2N), 4.02 (t, J = 6.4 Hz, 4 H, CH2O), 6.88 (d, J = 8.8 Hz, 4 H, Harom), 7.69 (d,
J = 8.8 Hz, 4 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 26.4 (2 CH2), 44.5 (2 NMe2), 55.2 (2 CH2N),
65.4 (2 CH2O), 112.9 (2 x 2 CH C5H4), 129.6 (2 Carom), 131.2 (2 x 2 CH C5H4), 161.3 (2
Carom), 193.5 (CO). MS (CI, NH3) m/z : 385 [M+H] + . Anal. Calcd for C23H32N2O3: C, 71.84;
H, 8.38; N, 7.28. Found: C, 71.81; H, 8.41; N, 7.29.
1.10.20. Synthèse du 4,4’-bis(pyrrolidinylpropoxy)benzophenone, P583
O
O(CH 2 ) 3 N
O(CH 2 ) 3 N
P583
Figure 38 : Formule chimique du 4,4’-bis(pyrrolidinylpropoxy)benzophenone

Synthèse chimique
Dans un tube à pression, on dissout 4,4’-bis(bromopropoxy)benzophenone, P477 (1,43 g ; 3,13
mmol ; 1eq) dans 20 mL de méthanol. On ajoute pyrrolidine (2,675 g ; 37.6 mmol). Le tube
est ensuite fermé et chauffé à 60°C pendant 24 heures. Après refroidissement, le mélange est
concentré sous vide puis remis en solution dans du dichlorométhane. La solution est d’abord
lavée avec une solution de carbonate de sodium monosodique, puis avec de l’eau. La phase
organique est séchée sur MgSO4 et concentrée. On obtient le produit P583 avec un rendement
presque quantitatif. Le solide obtenu est recristallisé dans éther/éther de pétrole.
1 H NMR (CDCl3) : 1.68-1.79 (m, 8 H, Hpyr), 1.91-2.04 (m, 4 H, CH2), 2.42-2.53 (m, 8 H,
Hpyr), 2.58 (t, J = 7.4 Hz, 4 H, CH2N), 4.04 (t, J = 6.4 Hz, 4 H, CH2O), 6.88 (d, J = 8.7 Hz, 4
H, H C6H4), 7.70 (d, J = 8.7 Hz, 4 H, H C6H4). 13 C NMR (CDCl3) : 23.5 (2 x 2 CH2
pyrrolidine), 28.7 (2 CH2), 53.0 (2 CH2N), 54.3 (2 x2 CH2 pyrrolidine), 66.6 (2 CH2O), 113.9
(2 x 2 CH C6H4), 130.6 (2 C), 132.2 (2 x 2 CH C6H4), 162.3 (2 C), 194.5 (CO).
1.10.21. Synthèse du 1,1-bis[4-(3-Diméthylaminopropoxy)phenyl]-2-ferrocenyl-but-1-
ène, P116.
Le diphénol P5 (3.00 g, 7.7 mmol) est ajouté a une solution d’éthanolate de sodium préparé
par traitement de sodium (0.325 g, 14.1 mmol) avec de l’éthanol (20 mL). Après reflux
pendant 1 h, le dibromopropane (8.56 g, 42.4 mmol) est ajouté. Après 1 h supplémentaire à
reflux, la solution est refroidie à température ambiante et est hydrolysée avec de l’eau (100
mL). Le produit est extrait avec du dichlorométhane. La phase organique est lavée avec de
l’eau, séchée sur sulfate de magnésium, filtrée, et le mélange est concentré sous pression
réduite. Le produit brut est chromatographié par colonne sur gel de silice avec l’éther de
pétrole comme éluant et la première fraction colorée (contenant le produit P476 contaminé
avec des produits mono et di deshydrobromés inséparables) est récupérée. Le produit brut est
utilisé sans autre purification dans la seconde étape: Il est transféré dans un tube à pression et
une solution 2 M de diméthylamine dans le méthanol (30 mL, 60 mmol) est ajoutée. Le tube à
pression est chauffé à 60°C pendant 24 h, puis est refroidi à température ambiante. La
solution est concentrée sous pression réduite, diluée dans le dichlorométhane, lavée avec une
solution d’hydrogénocarbonate de sodium saturée, puis avec de l’eau, séchée sur sulfate de
magnésium et concentrée sous pression réduite. Le produit brut est chromatographié sur une
colonne de gel de silice avec l’acétone comme éluant (afin d’enlever les produits
deshydrobromés non réactifs) puis avec une solution de triéthylamine à 10% dans l’acétone
U.P.M.C./U.S. 91
2010

Synthèse chimique
pour obtenir le produit P116 sous forme d’huile non cristallisable avec un rendement de 57%
au total.
1 H NMR (CDCl3) : 0.94 (t, J = 7.4 Hz, 3 H, CH3), 1.79-1.95 (m, 4 H, 2CH2), 2.18 (s, 6 H,
NMe2), 2.19 (s, 6 H, NMe2), 2.37 (t, J = 7.2 Hz, 2 H, CH2N), 2.40 (t, J = 7.2 Hz, 2 H, CH2N),
2.50 (q, J = 7.4 Hz, 2 H, CH2), 3.83 (t, J = 1.9 Hz, 2 H, C5H4), 3.89 (t, J = 6.6 Hz, 2 H,
CH2O), 3.91 (t, J = 6.6 Hz, 2 H, CH2O), 3.98 (t, J = 1.9 Hz, 2 H, C5H4), 4.02 (s, 5 H, Cp), 6.66
(d, J = 8.7 Hz, 2 H, Harom), 6.77 (d, J = 8.7 Hz, 2 H, Harom), 6.86 (d, J = 8.7 Hz, 2 H, Harom),
7.02 (d, J = 8.7 Hz, 2 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 15.5 (CH3), 27.5 (CH2), 27.6 (CH2),
27.9 (CH2), 45.5 (2xNMe2), 56.5 (2xCH2N), 66.1 (2xCH2O), 67.9 (2xCH C5H4), 69.1 (5xCH
Cp), 69.3 (2xCH C5H4), 87.2 (Cipso), 114.1 (2xCH), 114.2 (2xCH), 130.4 (2xCH), 130.9
(2xCH), 136.5 (C), 137.2 (C), 137.3 (C), 137.4 (C), 157.3 (2xC). IR : non fait ! MS (EI, 70
eV) m/z : 594 [M] + , 121 [CpFe] + , 86 [CH2CH2CH2NMe2] + , 58 [CH2NMe2] + . HRMS (ESI,
C36H47FeN2O2: [M+H] + ) calcd: 595.29815, found: 595.29681.
1.10.22. Synthèse du dérivé glycosylé P28
Fe
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
U.P.M.C./U.S. 92
2010
P28
Figure 39 : Formule chimique du dérivé glycosylé P28
Le 1,1-bis(4-hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène P5 (1 g ; 2.45 mmol) et le pentaacétate
de -D-glucose (0.957 g ; 2.5 mmol ; 1 eq) sont dissous dans du dichlorométhane sec. Le
diéthyl éthérate de trifluorobore BF3.Et2O (0,348 g ; 0,31 ml ; 2.5 mmol ; 1 eq) est ensuite
ajouté et le mélange est agité à température ambiante pendant 24h. Le mélange est ensuite
versé dans une solution de bicarbonate de sodium et la phase aqueuse et extraite avec 3 x 50
ml de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et concentrées
sous vide. Le brut obtenu est chromatographié par HPLC préparative (CH3CN/H2O : 80/20).
Le composé P28 obtenue avec un rendement de 16%.

Synthèse chimique
1 H NMR (CDCl3) : 0.94 and 0.96 (t, J = 7.3 Hz, 3 H, CH3), 1.95 and 1.96 (s, 3 H, OAc),
1.96 (s, 3 H, OAc), 1.97 (s, 3 H, OAc), 1.98 and 1.99 (s, 3 H, OAc), 2.47 (q, J = 7.3 Hz, 2 H,
CH2), 3.70-3.89 (m, 2 H, CH2O), 3.96-4.14 (m, 9 H, C5H4+Cp), 4.16-4.28 (m, 1 H, CH
glucose), 5.00-5.35 (m, 4 H, CH glucose), 6.76 and 6.86 (d, J = 8.5 Hz, 2 H, Harom), 6.89-7.29
(m, 7 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 14.4 and 14.5 (CH3), 19.6 (4 CH3 OAc), 26.8 and 27.0
(CH2), 61.0 (CH2O), 67.3 (2 x 2 CH C5H4), 68.3 (5 CH Cp + CH glucose), 70.2 (CH glucose),
71.0 (CH glucose), 71.8 (CH glucose), 85.5 and 85.7 (C C5H4), 98.0 and 98.1 (OCHO
glucose), 115.6 and 115.7 (2 CH C6H4), 125.2 (CH C6H5), 127.2 and 127.3 (2 CHarom), 128.3
and 128.8 (2 CHarom), 129.5 and 130.0 (2 CHarom), 136.0 and 136.1 (C), 136.6 and 136.7 (C),
138.7 and 138.8 (C), 143.5 and 143.6 (C), 154.1 and 154.2 (C), 168.3 (CO), 168.4 (CO),
169.2 (CO), 169.6 (CO). IR : non fait ! MS (FAB) m/z : 738.3 [M] + . Anal. Calcd for
C40H42FeO10: C, 65.04; H, 5.73. Found: C, 65.05; H, 5.69.
1.10.23. Synthèse du dérivé glycosylé P29
Fe
P29
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
U.P.M.C./U.S. 93
2010
O
O
OAc
OAc
OAc
OAc
Figure 40 : Formule chimique du dérivé glycosylé P29
Le 1,1-bis(4-hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène P5 (1.7 g ; 4 mmol) et le pentaacétate de
-D-glucose (3.12 g ; 8 mmol ; 2 eq) sont dissous dans du dichlorométhane sec. Le diéthyl
éthérate de trifluorobore BF3.Et2O (1.13 g ; 1.0 ml ; 8 mmol ; 2 eq) est ensuite ajouté et le
mélange est agité à température ambiante pendant 24h. Le mélange est ensuite versé dans une
solution de bicarbonate de sodium et la phase aqueuse et extraite avec 3 x 50 ml de CH2Cl2.
Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et concentrées sous vide. Le brut
obtenu est chromatographié par HPLC préparative (CH3CN/H2O : 80/20). Le composé P29
obtenue avec un rendement de 19%.

Synthèse chimique
1 H NMR (CDCl3) : 0.94 (t, J = 6.9 Hz, 3 H, CH3), 1.95 (s, 3 H, OAc), 1.96 (s, 9 H, OAc),
1.97 (s, 6 H, OAc), 1.98 (s, 3 H, OAc), 1.99 (s, 3 H, OAc), 2.46 (q, J = 6.9 Hz, 2 H, CH2),
3.77-4.02 (m, 4 H, CH2O), 4.04-4.22 (m, 9 H, C5H4+Cp), 4.23-4.36 (m, 2 H, CH glucose),
4.98-5.35 (m, 8 H, CH glucose), 6.76 (d, J = 8.2 Hz, 2 H, Harom), 6.86 (d, J = 8.2 Hz, 2 H,
Harom), 6.88 (d, J = 8.2 Hz, 2 H, Harom), 7.03 (d, J = 8.2 Hz, 2 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) :
14.5 (CH3), 19.6 (8 CH3 OAc), 27.0 (CH2), 61.0 (2 CH2O), 67.3 (2 x 2 CH C5H4), 68.3 (5 CH
Cp + 2 CH glucose), 70.2 (2 CH glucose), 71.0 (2 CH glucose), 71.7 (2 CH glucose), 85.7 (C
C5H4), 98.0 (OCHO glucose), 98.1 (OCHO glucose), 115.6 (2 CH C6H4), 115.7 (2 CH C6H4),
129.5 (2 CH C6H4), 130.0 (2 CH C6H4), 135.1 (C), 136.9 (C), 138.6 (C), 138.8 (C), 154.2 (C),
154.3 (C), 168.2 (2 CO), 168.4 (2 CO), 169.2 (2 CO), 169.5 (2 CO). IR : non fait ! MS (FAB)
m/z : 1084.3 [M] + . Anal. Calcd for C54H60FeO20: C, 59.78; H, 5.57. Found: C, 59.81; H, 5.66.
1.10.24. Synthèse des dérivés P345 et P346
Fe
Fe
P5
P345
OAc
O
OH
OH
OAc
OAc
O
O
OAc
AcO
OA
c
O
OAc
OAc
OAc
OAc
O
O
OAc
OA
c
O
OAc
-D-maltose octaacétate
BF 3 .Et 2 O
CH 2Cl 2
OAc
OAc
U.P.M.C./U.S. 94
2010
OAc
OAc
Fe
P346
OAc
Schéma 24 : Synthèse des dérivé P345 et P346
O
O
OAc
OAc
O
O
OAc
OAc
OAc
O
OAc
OAc
OAc
O
OAc
O
OAc
OAc O

Synthèse chimique
Le 1,1-bis(4-hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène P5 (0,85 g ; 2 mmol) et l’octaacétate de
-D-maltose (2,714 g ; 4 mmol ; 2eq) sont mélangés dans du CH2Cl2. Le diéthyl éthérate de
trifluorobore BF3.Et2O (0,568 g ; 0,51 ml ; 4 mmol ; 2eq) est ensuite ajouté et le mélange est
agité à température ambiante pendant 24h.Le mélange est ensuite versé dans une solution de
bicarbonate de sodium et la phase aqueuse et extraite avec 3 x 50 ml de CH2Cl2. Les phases
organiques sont rassemblées, séchées sur MgSO4 et concentrées sous vide. Le brut obtenu
chromatographié par HPLC préparative (CH3CN/H2O : 80/20). Les composés P345 et P346
ont été isolés.
P345 : 1 H NMR (CDCl3) : 0.93 (t, J = 7.2 Hz, 3 H, CH3), 1.82-2.12 (m, 21 H, OAc), 2.47
(q, J = 7.2 Hz, 2 H, CH2), 3.66-4.51 (m, 16 H, C5H4+Cp+CH2O+CH maltose), 4.70-4.88 (m, 1
H, CH maltose), 4.89-5.13 (m, 3 H, CH maltose), 5.13-5.45 (m, 3 H, CH maltose), 6.45-7.15
(m, 8 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 15.4 and 15.5 (CH3), 20.5 (6 OAc), 20.9 (OAc), 27.8
and 28.0 (CH2), 61.6 (CH2O), 62.9 (CH2O), 68.1 (2 x 2 CH C5H4), 68.5 (CH maltose), 69.1 (5
CH Cp + CH maltose), 70.0 (CH maltose), 72.0 (CH maltose), 72.2 (CH maltose), 72.8 (CH
maltose), 75.3 (CH maltose), 86.9 and 87.0 (C C5H4), 95.6 (OCHO), 98.3 and 98.4 (OCHO),
115.1 and 115.2 (2 CH C6H4), 116.4 and 116.5 (2 CH C6H4), 130.5 (2 CH C6H4), 131.0 (2 CH
C6H4), 136.4 and 136.6 (C), 136.8 (C), 137.0 and 137.1 (C), 139.9 and 140.1 (C), 154.7 (C),
154.9 (C), 169.5 (CO), 169.7 (CO), 170.0 (CO), 170.3 (CO), 170.5 (2 CO), 170.7 (CO). MS
(ESI) m/z : 1060 . HRMS (ESI, C52H58FeNaO19) calcd: 1065.28178, found: 1065.28089.
P346 : 1 H NMR (CDCl3) : 0.94 (t, J = 7.2 Hz, 3 H, CH3), 1.84-2.11 (m, 42 H, OAc), 2.49
(q, J = 7.2 Hz, 2 H, CH2), 3.69-4.48 (m, 23 H, C5H4+Cp+CH2O+CH maltose), 4.73-4.86 (m, 2
H, CH maltose), 4.91-5.12 (m, 6 H, CH maltose), 5.17-5.44 (m, 6 H, CH maltose), 6.75 (d, J
= 8.5 Hz, 2 H, Harom), 6.88 (t, J = 8.5 Hz, 4 H, Harom), 7.04 (d, J = 8.5 Hz, 2 H, Harom). 13 C
NMR (CDCl3) : 15.4 (CH3), 20.6 (6 x 2 OAc), 20.9 (2 OAc), 27.9 (CH2), 61.6 (2 CH2O),
62.8 (2 CH2O), 68.0 (2 CH C5H4), 68.2 (2 CH C5H4), 68.5 (2 CH maltose), 69.1 (5 CH Cp),
69.2 (2 CH maltose), 70.0 (2 CH maltose), 72.0 (2 CH maltose), 72.2 (2 CH maltose), 72.7 (2
CH maltose), 75.3 (2 CH maltose), 86.5 (C C5H4), 95.6 (2 OCHO), 98.3 (OCHO), 98.4
(OCHO), 116.6 (2 x 2 CH C6H4), 130.5 (2 CH C6H4), 131.0 (2 CH C6H4), 136.1 (C), 137.8
(C), 139.5 (C), 139.7 (C), 155.1 (2 C), 169.4 (2 CO), 169.6 (2 CO), 169.9 (2 CO), 170.2 (2
CO), 170.4 (2 CO), 170.5 (2 x 2 CO). MS (ESI) m/z : 1678 . HRMS (ESI, C78H92FeNaO36: )
calcd: 1683.46164, found: 1683.46024.
U.P.M.C./U.S. 95
2010

1.10.25. Synthèse du dérivé glycosylé P42
Fe
HO
P42
HO OH
Synthèse chimique
U.P.M.C./U.S. 96
2010
O
O
OH
Figure 41 : Formule chimique du dérivé P42
Dans un ballon, on verse du méthanol (20 mL) puis on introduit du sodium (0.144 g, 6 mmol)
par portions. Quand tout le sodium a disparu, on introduit P28 (0.739 g, 1 mmol) par portions
et on laisse agiter pendant la nuit.
De la résine Amberlit IR120 (forme protonée, 10 g) est placée sur un fritté, lavée
abondamment d'abord à l'eau distillée, puis au méthanol. On verse la résine dans le milieu
réactionnel et on agite 10 min. On vérifie que le pH est neutre (sinon, ajouter encore de la
résine), on filtre le mélange sur fritté et on rince la résine au méthanol. La solution est
concentrée sous vide pour obtenir P42 quantitativement.
1 H NMR (CDCl3) : 0.94 and 0.96 (t, J = 7.3 Hz, 3 H, CH3), 1.95 and 1.96 (s, 3 H, OAc),
1.96 (s, 3 H, OAc), 1.97 (s, 3 H, OAc), 1.98 and 1.99 (s, 3 H, OAc), 2.47 (q, J = 7.3 Hz, 2 H,
CH2), 3.70-3.89 (m, 2 H, CH2O), 3.96-4.14 (m, 9 H, C5H4+Cp), 4.16-4.28 (m, 1 H, CH
glucose), 5.00-5.35 (m, 4 H, CH glucose), 6.76 and 6.86 (d, J = 8.5 Hz, 2 H, Harom), 6.89-7.29
(m, 7 H, Harom). 13 C NMR (CDCl3) : 14.4 and 14.5 (CH3), 19.6 (4 CH3 OAc), 26.8 and 27.0
(CH2), 61.0 (CH2O), 67.3 (2 x 2 CH C5H4), 68.3 (5 CH Cp + CH glucose), 70.2 (CH glucose),
71.0 (CH glucose), 71.8 (CH glucose), 85.5 and 85.7 (C C5H4), 98.0 and 98.1 (OCHO
glucose), 115.6 and 115.7 (2 CH C6H4), 125.2 (CH C6H5), 127.2 and 127.3 (2 CHarom), 128.3
and 128.8 (2 CHarom), 129.5 and 130.0 (2 CHarom), 136.0 and 136.1 (C), 136.6 and 136.7 (C),
138.7 and 138.8 (C), 143.5 and 143.6 (C), 154.1 and 154.2 (C), 168.3 (CO), 168.4 (CO),
169.2 (CO), 169.6 (CO). MS (FAB) m/z : 738.3 [M] + . Anal. Calcd for C40H42FeO10: C, 65.04;
H, 5.73. Found: C, 65.05; H, 5.69.

Synthèse chimique
1.10.26. Synthèse du citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-1-(4-
hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène, P514
Fe
P15
OH
O(CH 2 ) 3 NMe 2
HO
HOOC
Ether/THF
COOH
COOH
U.P.M.C./U.S. 97
2010
Fe
P514
OH
HO
OOC
O(CH 2) 3NMe 2H
COOH
COOH
Schéma 25 : Synthèse du Citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-1-(4-
hydroxyphényl)-2-ferrocényl-but-1-ène
Le produit P15 (0,509 g ; 1 mmol) est dissout dans un ballon contenant 250 ml d’éther sec.
L’acide citrique (0,210 g ; 1 mmol ; 1 eq), préalablement dissout dans du THF est ajouté
goutte à goutte. Un précipité jaune est instantanément formé et est isolé par filtration puis
séché à la pompe à vide fournissant P514 en rendement quantitatif.
P514 contient des traces de solvants (THF et diethyl ether). IR (KBr, /cm -1 ): 3421 (OH),
3093, 3032, 2966, 2873 (CH2, CH3), 1720 (CO). 1 H NMR (CD3OD) (Z/E 50/50): 0.98 (3
H, t, J 7.3 Hz, CH3 for one isomer), 1.00 (3 H, t, J 7.3 Hz, CH3 for one isomer), 2.21 (2 H,
broad m, CH2), 2.60 (2 H, q, J 7.3 Hz, CH2 for one isomer), 2.74 (2 H, d, J 15.3 Hz, CH2),
2.79 (2 H, d, J 15.3 Hz, CH2), 2.85 and 2.86 (6 H, 2 s, NMe2H), 3.24 (2 H, broad m, CH2N),
3.87 (2 H, t, J 1.9 Hz, C5H4 for one isomer), 3.89 (2 H, t, J 1.9 Hz, C5H4 for one isomer), 4.04
(4 H, m, CH2O + C5H4), 4.09 (5 H, s, Cp), 6.61 (2 H, d, Harom for one isomer), 6.73 (2 H, d,
Harom for one isomer), 6.76 (2 H, d, Harom for one isomer), 6.79 (2 H, d, Harom for one isomer),
6.90 (4H, d, Harom), 6.98 (2 H, d, Harom for one isomer), 7.10 (2 H, d, Harom for one isomer).
13 C NMR (CD3OD): 15.9 (CH3), 25.7 (CH2), 29.1 (CH2), 43.6 (NMe2H + ), 45.3 (CH2), 56.7
(CH2N), 66.1 (CH2O), 68.9 (2 CH, C5H4), 70.1 (5 CH, Cp), 70.3 (2 CH, C5H4), 74.6 (Cq,
citrate), 88.7 (Cipso C5H4), 115.1 (2 CH, C6H4 for one isomer), 115.3 (2 CH, C6H4 for one
isomer), 115.9 (2 CH for one isomer), 116.0 (2 CH, 115.1 (2 CH for one isomer), 131.6 (2
CH, C6H4), 132.2 (2 CH, C6H4), 137.7 (C), 137.8 (C), 138.8 (C), 139.2 (C), 156.9 (C), 158.3
(C), 175.9 (2xCO), 180.3 (CO).

Synthèse chimique
1.10.27. Synthèse du citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-[4-(3-
diméthylaminopropoxy)phényl]-12-ferrocényl-but-1-ène, P493
Fe
P116
O(CH 2) 3NMe 2
O(CH 2) 3NMe 2
HO
HOOC
Ether/THF
COOH
COOH
U.P.M.C./U.S. 98
2010
Fe
P493
O(CH 2 ) 3 NMe 2
HO
OOC
O(CH 2 ) 3 NMe 2 H
COOH
COOH
Schéma 26 : Synthèse du Citrate de 1-[4-(3-Hydrodiméthylamoniumpropoxy)phényl]-[4-(3-
diméthylaminopropoxy)phényl]-12-ferrocényl-but-1-ène
Le produit P116 (0,835 g ; 1,4 mmol) est dissout dans un ballon contenant 250 ml d’éther sec.
L’acide citrique (0,27 g ; 1, 3 mmol ; 0,9 eq), préalablement dissout dans du THF est ajouté
goutte à goutte. Un précipité jaune est instantanément formé et est isolé par filtration puis
séché à la pompe à vide fournissant P493 en rendement quantitatif..
P493 contient des traces de solvants (THF et diethyl ether). IR (KBr, /cm -1 ): 3421 (OH),
3032, 2962, 2877, (CH2, CH3), 1720 (CO). 1 H NMR (CD3OD): 0.99 (3 H, t, J 7.4 Hz, CH3),
1.86 (4 H, broad m, 2 CH2), 2.61 (2 H, q, J 7.4 Hz, CH2), 2.66 (2 H, d, J 15.3 Hz, CH2), 2.75
(2 H, d, J 15.3 Hz, CH2), 2.86 and 2.87 (12 H, 2 s, 2 NMe2H + ), 3.30 (4 H, broad m, 2 CH2N),
3.87 (2 H, m, C5H4), 4.02 (6 H, m, 2 CH2O + C5H4), 4.08 (5 H, s, Cp), 6.75 (2 H, d, J 8.1 Hz,
C6H4), 6.90 (4 H, m, J 8.1 Hz, C6H4), 7.08 (2 H, d, J 8.1 Hz, C6H4). 13 C NMR (CD3SOCD3):
15.3 (CH3), 24.3 (2 CH2), 42.8 (2 NMe2H + ), 44.3 (2 CH2 citrate), 54.5 (2 CH2N), 66.9 (2
CH2O), 67.8 (2 CH, C5H4), 68.6 (2 CH, C5H4), 69.0 (5 CH, Cp), 71.4 (Cq, citrate), 86.0 (Cipso
C5H4), 114.1 (2x2 CH, C6H4), 129.9 (2 CH, C6H4), 130.3 (2 CH, C6H4), 136.2 (C), 136.4 (C),
136.9 (C), 137.1 (C), 156.6 (2 C), 171.5 (2xCO), 176.9 (CO).

2. Essais biologiques
2.1. Etude de l’effet antimicrobien et antitumorale des composés synthétisés
Essais biologiques
Les produits synthétisés sont des analogues de produits bien connus par leur effet
antitumorale. Pour déceler et mettre en évidence un probable effet antimicrobien de nos
composés, quelques produits synthétisés, ont été testés contre Agrobaterium tumefaciens et
Fusarium oxysporium, respectivement bactérie responsable de la maladie de la galle du collet
des arbres fruitiers et champignon responsable du flétrissement de plusieurs plantes herbacées
et ligneuses, par la méthode des puits décrite par Tagg et Mc Given en 1971 (doses testées
étaient de 1 mg/ml d'éthanol).
Fe
O
O
C 15 H 31
O
C 15 H 31
O
P66 (Fc(Opa2)) P15 (FcOHTAM) P5 (FcdiOH)
Figure 42 : Produits testés pour l’essai antimicrobien
Les essais menés in vitro montrent que le produit palmitate P66 (FcOPa2) n’est pas efficace
contre Fusarium oxysporium à l’opposé des produit P5 (FcdiOH) et P15 (FcOHTAM) qui se
sont montrés efficaces.
Les résultats consignés dans la figure 43 montrent également que le produit P66 (FcOPa2) est,
contrairement à ce qui a été trouvé avec Fusarium oxysporium, efficace contre les trois
souches d’Agrobacterium. Il apparaît également que le produit P15 (FcOHTAM) est
légèrement plus efficace, contre Agrobacterium tumefaciens, que le produit P66 (FcOPa2) et
que le produit P5 (FcOHTAM) n’a cependant aucun effet inhibiteur contre les bactéries
testées.
Fe
( )
3
N
O
U.P.M.C./U.S. 99
2010
OH
Fe
OH
OH

Essais biologiques
Le composé organométalliques P15 (FcOHTAM) se promet avoir une activité antifongique et
antibactérienne alors que le composé P66 (FcOPa2) se porte candidat à un antibactérien et le
P5 (FcOHTAM) se promet un antifongique.
Fusarium oxysporium
OHTAM
Figure 43 : Résultats antimicrobien
(Agrobacterium tumefaciens : Souche 125 (isolée localement), Souche B6 (USA) et Souche RV3 (France))
(Abréviations des produits : P5 (OH2), P66 (OPA2) et P15 (OHTAM))
Ces résultats seront donc confirmé et approfondi dans ce qui suit par la détermination de la
concentration minimale inhibitrice (CMI) et de la concentration minimale bactéricide (CMB)
des produits objet de notre étude (Moroh, J.-L. et al., 2008).
U.P.M.C./U.S. 100
2010
OH2
Agrobaterium tumefaciens
OPA2

Essais biologiques
Les tableaux suivants regroupent les résultats des essais biologiques effectués sur les produits
déjà synthétisés. (LogP0/w, antiprolifératif sur MDA-MB231 et effet antimicrobien).
Tableau 4 : Résultats biologiques des produits utilisés comme référence
Produits
LogP0/w
Acide Tannique
-
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10
-
-6 M, J5)
IC50 (10 -
-6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
12,5
25
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
Bactéries pathogènes à l’Homme
P. aeruginosa
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
S. aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
Champignons pa thogènes à l’Homme
C. albicans
CMI µg/ml
CMB µg/ml
200
>200
OH O OH O O
OH
OH
H H
CH3 OH N
H3C CH3
Doxycycline
-
-
-

Produits
Essais biologiques
P239 (DP1) P92
P501
ZEKCN ZEKBr
LogP0/w
4,6
4,4
-
6,4
-
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10
4,1
+/- 0,2
97,2
+/- 0
-
90,7
+/- 5
92,8
+/- 1
-6 M, J5)
>> 1 (d)
10,9 (d)
n. tox. -
+/- 0,2
(b)
0,09 (c)
IC50 (10
+/- 0,01
-6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
100
25
50
100
200
100
200
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
25
50
25
50
50
200
50
200
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml

Tableau 7 : Résultats biologiques d’analogues des diaryl-ferrocényl-butènes
Produits
HO
Fe
OMe
Essais biologiques
P38 (c)
P2
P23
P24
(a)
LogP0/w
-
6,4
6,4
6,2
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10
-
99
+/- 1,17
85,5
+/- 0,8
95,7
+/- 0,5
-6 M, J5)
4,15
-
(b)
3,74
+/- 0,2
(b)
IC50 (10 -
+/- 0,24
-6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
50
200
50
200
50
200
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
200
50
200
50
200
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
50
200
50
200
50
200
Bactéries pathogènes à l’Homme
P. aeruginosa
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
200
100
200
100
200
S. aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
100
200
100
200
Champignons pa thogènes à l’Homme
C. albicans
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
50
100
100
200
a) Produit de (Tan, Y.L.K. et al., 2009), b) valeur de (Hillard, E.A. (b) et al., 2007), c) Produit de (Nguyen, A. et al., 2009)
Tableau 8 : Résultats biologiques de composés métalliques de diphénol butène
Produits
P90 (c)
P88 (c)
P5 P239 (DP1)
LogP0/w
4,9
4,6
4,9
5,6
5,5
(%) MDA-MB231/Contrôle 26,5
4,1
96,3
97
98,3
(à 10 +/- 0,6
+/- 0,2
+/- 2,3 +/- 0,05
+/- 0
-6 M, J5)
0,09
-
-
-
(b)
0,64
+/- 0,01
(a)
IC50 (10
+/- 0,06
-6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
100
50
100
25
50
50
100
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
100
50
100
50
100
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml

Tableau 9 : Résultats biologiques d’amides analogues du ferrociphénol
Produits
P314 (a)
LogP0/w
5,9
(%) MDA-MB231/Contrôle 37,05
(à 10 +/- 0
-6 M, J5)
0,65 (a)
IC50 (10
+/- 0,01
-6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
Bactéries pathogènes à l’Homme
P. aeruginosa
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
S. aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
Champignons pa thogènes à l’Homme
C. albicans
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
Produits
LogP0/w
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10 -6 M, J5)
IC50 (10 -6 M) « MDA-MB231 »
P274 (b)
-
-
-
P315
5,9
33,9
+/- 4,9
1,2
+/- 0,2
50
100
50
200
50
100
100
200
100
200
100
200
P318 (b)
-
-
-
Essais biologiques
U.P.M.C./U.S. 104
2010
P316
6,1
23,4
+/- 1,9
2,02
+/- 0,2
25
50
50
200
50
100
100
200
100
200
100
200
P331 (b)
-
-
-
P317
6,3
42,5
+/- 4
5,7
+/- 0,01
25
50
50
200
100
200
100
200
100
200
100
200
P290 (b)
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
25
100
25
100
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
50
100
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
25
100

Produits
Tableau 10 : Résultats biologiques d’amines d’aryl-ferrocényl-butène
Citrate P17 (b)
P17 (b)
P246
P35
LogP0/w
4,8
5,7
-
-
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10
95,4
+/- 0,1
58,8
+/- 0
13,5
+/- 0,4
-
-6 M, J5)
0,86 2,97
+/- 0,57
-
(a)
> 1
+/- 0,04
(a)
IC50 (10 -6 M) « MDA-MB231 »
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
100
200
50
100
50
100
P. savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
25
200
50
100
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
100
200
50
100
50
100
Bactéries pathogènes à l’Homme
P. aeruginosa
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
25
50
50
200
50
100
S. aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
100
200
100
200
50
100
Champignons pa thogènes à l’Homme
C. albicans
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
100
200
50
100
50
100
a) Valeur de (Pigeon, P.et al., 2009), b) Produit de Pascal Pigeon
Produits
LogP0/w
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10 -6 M, J5)
IC50 (10 -6 M) « MDA-MB231 »
Tableau 11 : Résultats biologiques de différents esters
P66 (a)
-
100
+/- 1,24
-
Essais biologiques
U.P.M.C./U.S. 105
2010
P67 (b)
-
-
-
0H
P78 (b)
Bactéries pathogènes aux végétaux
Agrobacterium tumefaciens
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
50
200
50
200
Pseudomonas savastanoi
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
100
50
100
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
Fusarium Solani
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
100
200
Bactéries pathogènes à l’Homme
Pseudomonas aeruginosa
CMI µg/ml
CMB µg/ml
50
200
50
200
50
200
Staphylococcus aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
50
200
100
200
Champignons pa thogènes à l’Homme
Candida albicans
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
100
200
a) Produit de (Soares, M.B.P. et al., 2010) b) Produit de Pascal Pigeon
-
-
-
0H
P79 (b)
-
-
-
100
200
50
100
100
200
100
200
100
200
50
200
P371
-
-
-
-
-
-
-
-
-
50
100
50
100
100
200
P80 (b)
-
-
-
50
100
25
200
50
100
25
50
100
200
100
200

Produits
LogP0/w
(%)
MDA-MB231/Contrôle
(à 10 -6 M, J5)
IC50 (10 -6 M)
Tableau 12 : Résultats biologiques de différents composés aminés
( )3 )3
( )3 )3
P490
-
Bactéries pathogènes aux végétaux
A. tumefaciens
CMI
CMB
50
100
P. savastanoi
CMI
CMB
50
100
Champignons pathogènes aux végétaux
F. Solani
CMI
CMB
50
100
Bactéries pathogènes à l’Homme
P. aeruginosa
CMI
CMB
25
50
S. aureus
CMI
CMB
50
200
Champignons pa thogènes à l’Homme
C. albicans
CMI
CMB
50
100
Produits
LogP0/w
(%)
MDA-MB231/Contrôle
(à 10 -6 M, J5)
IC50 (10 -6 M)
-
-
P14 (b)
4,065
-
-
( )4 )4
P305
3,8
2,45
+/- 0
( )3 )3
( )3 )3
0,34
+/- 0,05

2.2. Application des meilleures produits synthétisés à la phytopharmacie
2.2.1. Test de phytotoxicité
Essais biologiques
Comme illustré dans le tableau suivant, le produit P493 s’est avéré non phytotoxique même
pour la dose la plus élevée (1000 µg/ml).
D’ailleurs, pour les autres doses utilisées, ce produit a démontré une amélioration de la
germination des graines.
Témoin négatif 25 µg/ml 200 µg/ml 1000 µg/ml
Figure 44 : Etude de la phytotoxicité du P493
Ce produit pourrait donc, entre autres, puisqu’il présente un effet antimicrobien assez
intéressant être utilisé dans le traitement des semences.
Tableau 13 : Indices de germination pour différentes concentrations de P493
Concentration 25 µg/ml 100 µg/ml 200 µg/ml 1000 µg/ml
IG 142,63 148,83 149,35 117,31
2.2.2. Lutte contre la galle du collet sur olivier
Ce test a été effectué sur des plants d’olivier de la variété Chemlali qu’on a multiplié in vitro.
En effet, après 15 jours de la mise en culture il y a eu apparition des racines et des petites
feuilles pour les demi amendons dont l’utilisation améliore nettement le taux de germination
qui atteint 74,12 % et qui ne dépasse pas les 38% lors de l’utilisation d’amendons intactes
U.P.M.C./U.S. 107
2010

Essais biologiques
(Figure 45). L’utilisation des demi-amendons a donc un effet important sur l’accélération et le
taux de la germination de l’olivier.
Après 2 mois d’incubation il est ressorti que 80% des plants du témoin (+) et 30 % seulement des
plants traités ont manifesté les symptômes de la maladie et ont développé des galles (Figure 46).
Gonflement de la graine (10 ème jours) Emergence de la radicule (15 ème jours)
Apparition des cotylédons (28 ème jours) Développement de la tige (35 ème jours)
Plante bien développée (60 ème Jours)
Figure 45 : Différents stades de la culture in vitro des oliviers
U.P.M.C./U.S. 108
2010

Non traité Traité (250 µg/ml)
Figure 46 : Essai in vivo de l’effet du P493 contre la galle du collet sur olivier
2.2.3. Lutte contre la tuberculose de l’olivier
Essais biologiques
Après 3 mois d’incubation à la température ambiante, il est ressorti que 83 % des plants du témoin
(+) ont développé des tumeurs bien différenciées, le témoin (-) ainsi que tous les plants des deux
concentrations testées (100 et 200 µg/ml) n’ont pas manifesté la maladie (Figure 47)
T- T+ 100 µg/ml 200 µg/ml
Figure 47 : Essai in vivo de l’effet du P493 contre la tuberculose de l’olivier
2.2.4. Lutte contre la maladie causée par Fusarium solani
Après 3 mois d’incubation il est ressorti que les plants du témoin (+) ont manifesté les symptômes
de la maladie et ont perdu la majorité des feuilles inoculées tandis que les plants traités par les
différentes concentrations (25 et 100 µg/ml) ont vu les blessures des feuilles cicatrisées et ont
conservé la majorité des feuilles inoculées. (Figure 48).
U.P.M.C./U.S. 109
2010

T+ (Jaunissement puis perte des feuilles) 100 µg/ml (absence des symptomes)
Figure 48 : Essai in vivo de l’effet du P493 contre Fusarium solani sur olivier
2.3. Partie expérimentale
2.3.1. Détermination du coefficient de partage
Essais biologiques
Les coefficients de partage ont été déterminés par l’utilisation d’une HPLC en phase inverse
ayant comme colonne Kromazil C8 Macherey Nagel. La détection a été faite à 270 nm en
utilisant comme phase organique le MeOH contenant 0,25% d’octanol et comme phase
aqueuse de l’eau saturée en octanol contenant 0,15% de N-décylamine et 0,002 M de MOPS à
pH 7,4 (Hansch, C. et Leo, A., 1995).
Les injections de 20 µl des produits à tester à une concentration de 10 -3 M en MeOH, ont été
faites par seringue Hamilton en utilisant comme référence l’œstradiol (provenant de Sigma-
Aldrich) et comme indicateur du t0 l’uracile (Les solutions à injecter ont été préparées par le
mélange de 125 µl du produit 10 -3 M et 25 µl d’uracile 10 -3 M). Ainsi, chaque produit a été
passé 4 fois sur HPLC tout en changeant, en fonction du produit, à chaque injection le
pourcentage de la phase organique (70%, 75%, 77,5%, 80%, 80%, 85%, 90% et 95%).
La mesure des facteurs de capacité chromatographique (k’) pour chaque molécule a été donc
effectuée et extrapolés à 100% de la phase aqueuse, donnant ainsi la valeur de kw’. Le log
Po/w est alors obtenu par la formule log Po/w = 0,13418 + 0,98452 log kw’.
U.P.M.C./U.S. 110
2010

Essais biologiques
Nous avons testé les produits synthétisés sous la responsabilité du Dr . Anne Vessières et
certains essais ont été réalisés par Marie Aude PLAMONT. Dans l’exemple qui suit sera
développée la détermination du coefficient de partage de l’œstradiol (Produit de référence) et
du P116 illustrés sur la figure 49.
P116
( )3 )3
( )3 )3
Figure 49 : Echantillon de produits testés
Les tableaux et figures suivantes illustrent les différents temps de rétention des produits testés
pour les différentes phases mobiles utilisés ainsi que leurs coefficients de partage.
Tableau 14 : Détermination du coefficient de partage (œstradiol)
MeOH To T t-to t-to/to Logk' MeOH A B
-23,594 75,281
95 3,13 3,58 0,45 0,14 -0,84 95 0,252 0,112
90 3,15 3,90 0,75 0,24 -0,62 90 1,000 0,225
80 3,18 5,23 2,05 0,64 -0,19 80 8789,188 4,000
77,5 3,17 5,77 2,6 0,82 -0,09 77,5 446,672 0,203
75 3,15 6,40 3,25 1,03 0,01 75 log k'w= 3,191
70 3,20 8,40 5,2 1,63 0,21 70 logPo/w 3,275
Tableau 15 : Détermination du coefficient de partage (P116)
MeOH To T t-to t-to/to Logk' MeOH A B
-26,547 92,397
80 3,17 12,78 9,61 3,03 0,48 80 1,737 1,123
77,5 3,17 14,58 11,41 3,60 0,56 77,5 0,992 0,482
75 3,15 16,80 13,65 4,33 0,64 75 233,675 2,000
70 3,20 25,98 22,780 7,12 0,85 70 54,223 0,464
Log k'w= 3,481
logPo/w 3,561
logPo/w
-1,00 -0,50
0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
U.P.M.C./U.S. 111
2010
100
75
50
25
-25
-50
%MeOH
%MeOH
100
75
50
25
-25
logk'
Figure 50 : Coefficient de partage (Œstradiol)
logPo/w
0
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00
logk'
Figure 51 : Coefficient de partage (P116)

2.3.2. Effet antiprolifératif
Essais biologiques
Les produits ont été testés contre des cellules du cancer du sein hormono-indépendantes
« MDA-MB231 ». Les produits testés ont été dissouts dans du diméthylsulfoxyde (DMSO) et
leur efficacité a été évaluée contre les cellules tumorales cultivées dans du milieu DMEM
(Dulbecco’s modified eagle medium).
Le DMEM provient de Gibco/Invitrogen. Le sérum fœtal de veau, la glutamine et la
kanamycine proviennent d’Invitrogen. Le sulfate de protamine provient de Sigma. Les
cellules MDA-MB231 sont issues de la banque cellulaire ATCC (American Type Culture
Collection).
Les cellules ont été maintenues dans une culture dans DMEM avec le rouge de
phénol/Glutamax complété avec le sérum de bœuf foetal de 9% à 37°C dans un incubateur à
air-humidifié et à 5% de CO2.
Pour les analyses de prolifération, des cellules MDA-MB-231 ont été ensemencées dans 1 ml de
DMEM sans rouge de phénol, complété avec 9% de sérum foetal de bœuf dépourvu
d’hormone, 0,9% kanamycine, 0,9% de Glutamax I puis incubé.
Le jour suivant (J0), 1 ml du même milieu contenant les composés à examiner a été
ajouté aux puits. Après 3 jours (J3) le milieu d'incubation a été enlevé et 2 ml du milieu
frais contenant les composés à tester ont été ajoutés.
Après 5 jours la teneur en protéines totales du puits a été analysée comme suit : les
couches unitaires de cellules étaient fixées avec du bleu de méthylène (1 mg/ml dans
de l'eau et MeOH 50:50) pendant 1 h à la température ambiante, puis lavé avec de l'eau.
Après addition de HCl (0,1 M, 2 ml), la plaque a été incubée pour 1 h à 37°C et alors
l'absorbance de chacun des puits (trois puits pour chaque concentration) a été mesurée à
655 nm avec un lecteur de microplaque de Biorad.
Les expériences ont été réalisées deux fois et les résultats sont exprimés comme
pourcentage des protéines par rapport au contrôle négatif.
U.P.M.C./U.S. 112
2010

Essais biologiques
Nous avons testé les produits synthétisés sous la responsabilité du Dr . Anne Vessières et
certains essais ont été réalisés par Marie Aude PLAMONT. L’exemple qui suit, illustre la
détermination de leur effet antiprolifératif sur MDA-MB231 des produits P35, P314, P315,
P316, P317, P305, P257, P286, P116 et P292.
L’essai a été effectué deux fois et les résultats des deux analyses effectuées sont illustrés sur
la figure (52) et le tableau (16) contient la moyenne des deux analyses réalisées.
Figure 52 : Effet antiprolifératif de quelques composés synthétisés
Tableau 16 : Effet antiprolifératif des produits testés sur MDA-MB231 (J5 à 10 -6 M)
Produits P35 P314 P315 P316 P317 P305 P257 P286 P116 P292
(%)
MDA-MB231 /Contrôle
(à 10 -6 M, J5)
58,8 37,05 33,9 23,4 42,5 2,45 18,9 6,42 5,1 47,02
U.P.M.C./U.S. 113
2010

2.3.3. Estimation de l’effet antimicrobien
2.3.3.1. Détermination des zones d’inhibition
Essais biologiques
A l’aide de cônes jaunes stériles, des puits sont creusés dans une boite de Pétri préalablement
coulée par du milieu Plate Count Agar (PCA) et inoculée en surface par une culture jeune
d’Agrobacterium tuméfaciens (10 6 UFC/ml). (Tagg, J. R. et McGiven, A. R., 1971).
Les puits sont par la suite remplis par 50 µl des différentes suspensions de produits à tester
(1 mg/ml), puis incubés 24 heures à la température de 37°C.
La même technique a été utilisé pour la détection de l’effet inhibiteur sur le champignon
Fusarium oxysporium, qui a été cependant inoculés au centre de la boite de Pétri et incubé
pendant une semaine à la température de 25°C pour la détection d’une inhibition à la
périphérie des puits.
2.3.3.2. Détermination des CMI et CMB
2.3.3.2.1. Souches microbiennes testées
La concentration minimale inhibitrice (CMI) et la concentration minimale bactéricide (CMB)
ont été mesurées sur les souches microbiennes illustrées sur le tableau suivant :
Tableau 17 : Souches microbiennes utilisées pour la détermination de la CMI et de la CMB
Souches Référence Description
Pathogènes pour les végétaux
Pseudomonas savastanoi CFBP 5514 Bacille à Gram –
Agrobacterium tumefaciens CFBP 1903 Bacille à Gram –
Fusarium Solani Isolée localement Champignon
Pathogènes pour l’homme
Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 Bacille à Gram –
Staphylococcus aureus ATCC 9144 Coques à Gram +
Candida albicans ATCC 10231 Levure
U.P.M.C./U.S. 114
2010

2.3.3.2.2. Milieux de cultures utilisés
2.3.3.2.2.1. Milieu liquide
Essais biologiques
Le milieu liquide utilisé pour la préparation des cultures microbiennes, des inoculums et la
détermination de la CMI, est un milieu reconstitué à partir des constituants du milieu PCA
sans ajout de l’agar (tryptone (5g), extrait de levure (2,5g), glucose (1g)).
2.3.3.2.2.2. Milieu solide
Le milieu solide utilisé pour la détermination de la CMB est le milieu PCA dont la
composition pour un litre est la suivante : tryptone (5g), extrait de levure (2,5g), glucose (1g)
et agar bactériologique (12g).
2.3.3.2.3. Préparation de l’inoculum
Une culture microbienne est préparée par repiquage d’une colonie de la souche à tester dans
100 ml de milieu liquide.
Après incubation 20 heures à 30°C, 200 µl sont prélevés et dissous dans 50 ml du même
milieu pour constituer l’inoculum.
Pour estimer la concentration microbienne de l’inoculum, des dilutions décimales sont
effectuées puis ensemencées par stries, sur milieu solide, dans une boite de Pétri.
2.3.3.2.4. Détermination de la CMI
Des solutions dans l’éthanol, de concentration 2 mg/ml pour les produits à tester ont été
préparées.
Dans le premier tube, contenant 1,6 ml de milieu de culture liquide, d’une série de 5 tubes à
par transfert de 1ml du premier tube au second, puis de ce dernier au suivant et ainsi de suite.
U.P.M.C./U.S. 115
2010

Essais biologiques
Une fois les dilutions des produits à tester sont effectuées, on introduit dans chaque tube 1 ml
de l’inoculum de la souche à tester préalablement préparé.
Un témoin négatif (tube non ensemencé), un témoin positif (Tube ensemencé) et un témoin
positif contenant les mêmes proportions d’éthanol que le tube 1, sont incubé avec les tubes de
dilution pendant 20 heures à 30°C.
La détermination de la concentration minimale inhibitrice est effectué par estimation visuelle
de l’apparition ou non de trouble dans les tubes incubé et la CMI correspond à la plus petite
concentration ayant resté limpide.
2.3.3.2.5. Détermination de la CMB
Un ensemencement par strie est effectué dans une boite de Pétri à partir des tubes des
différentes dilutions qui sera par suite incubé à 37°C pendant 24 heures.
Cette étape va nous permettre de déterminer la CMB qui correspond à la dilution qui arrive à
tuer les microorganismes présents dans le tube (se manifeste par l’absence de biomasse sur la
strie), et de confirmer les résultats de CMI.
Pour s’assurer que l’éthanol, utilisé comme solvant pour le produits à tester n’a pas d’effet
bactéricide sur les souches testées, un ensemencement par strie, sur boite de Pétri, à partir des
témoins positifs qui en contiennent a été effectué.
2.3.4. Estimation in vivo de l’effet antimicrobien
2.3.4.1. Test de phytotoxicité
La phytotoxicité a été estimée par la détermination de l’indice de germination selon Zucconi
et al. en 1981. Dix graines de tomate de la variété Lycopersion esculentum ont été semées
dans une boite de Pétri contenant 3 ml d’une solution aqueuse du produit P493 (0 µg/ml, 25
µg/ml, 100 µg/ml, 200 µg/ml et 1000 µg/ml).
U.P.M.C./U.S. 116
2010

Essais biologiques
Les boites ont été incubées à l’obscurité et à la température de 28°C durant 72 heures puis le
nombre de graines germées ainsi que la longueur de leurs racines ont été déterminés.
L’indice de germination est ensuite déterminé par l’application de la formule suivante :
Nombre de semences germées dans l’essai Moyenne de la longueur des racines dans l’essai
IG = X X 100
Nombre de semences germées dans le témoin Moyenne de la longueur des racines dans le témoin
2.3.4.2. Lutte contre la galle du collet sur olivier
Des plants d’oliviers de la variété Chemlali, issus de culture in vitro ont été retirés stérilement
de leurs tubes de cultures, blessés à l’aide d’un scalpel stérile puis inoculés à l’aide d’une anse
stériles par une culture jeune de C58 (CFBP 1903) d’Agrobacterium tumefaciens.
Les plants inoculés sont remis aussitôt dans leurs tubes et incubés dans la salle de culture à la
température de 25°C pour servir par la suite aux tests de l’effet antimicrobien et antitumoral
de nos produits.
Les plants d’oliviers, issus de la culture in vitro, ont été traités par pulvérisation d’une
suspension aqueuse du produit P493 (250 µg/ml) après trois jours de leur inoculation par la
souche C58 (CFBP 1903) d’Agrobacterium tumefaciens.
2.3.4.3. Lutte contre la tuberculose de l’olivier
Pour la détermination de l’effet antimicrobien in vivo contre Pseudomonas savastanoi, des plants
d’olivier de la variété Chemlali âgés d’une année, ont été blessés à l’aide d’un scalpel puis inoculés
par 10µl d’une suspension microbienne de 10 8 UFC/ml de Pseudomonas savastanoi (CFBP
5514) et incubés dans la serre, à la température ambiante pendant 3 jours.
Après 3 jours d’incubation, les blessures sont traitées avec 10 µl de différentes concentrations
du P493 puis incubés dans la serre à la température ambiante.
U.P.M.C./U.S. 117
2010

2.3.4.4. Lutte contre la maladie causée par Fusarium solani
Essais biologiques
Pour la détermination de l’effet antimicrobien in vivo contre Fusarium solani, des plants d’olivier
de la variété Chemlali âgés d’une année, ont été blessés à l’aide d’une seringue stérile au niveau des
feuilles et de la tige puis inoculés par pulvérisation d’une suspension sporale de 10 6 Spores/ml.
Après 1 heure de séchage, les plants préalablement inoculés par la suspension sporale ont été
traitées par pulvérisation de différentes concentrations du P493 (25 et 100 µg/ml).
2.3.5. Estimation de l’effet antitumoral sur cellules végétales
2.3.5.1. Essai sur plants d’oliviers
2.3.5.1.1. Culture in vitro
Les plants d’olivier ont été produits, sur le milieu test «MT» (Annexes 2.5 et 2.6), à partir de
graines ou de demi graines de la variété Chemlali préalablement débarrassées de l’endocarpe
et désinfectées à l’eau de Javel puis incubées à 24°C et à l’obscurité pour favoriser la
germination.
Une fois germées, les graines ont été transférées dans d’autres tubes contenant milieu MT
enrichi en mannitol pour accélérer la croissance et placés à la lumière.
2.3.5.1.2. Estimation de l’effet antitumoral
Des plants d’olivier de la variété chemlali, issus de culture in vitro ont été retirés stérilement
de leur tubes de cultures, blessés à l’aide d’un scalpel stérile puis inoculés à l’aide d’une anse
stériles par une culture jeune de C58 (CFBP 1903) d’Agrobacterium tumefaciens et remis
aussitôt dans leurs tubes et incubés dans la salle de culture à la température de 25°C pendant
quinze jours. Une suspension aqueuse du produit P493 (250 µg/ml) est pulvérisée sur les
plants précédemment infectés avant de les remettre en incubation dans la serre avec les
mêmes conditions d’incubation.
U.P.M.C./U.S. 118
2010

3. Cancers végétal et animal
Cancers végétal et animal
3.1. Première observation de la galle du collet (Modèle végétal du cancer) sur olivier
La tumeur du collet, causée par Agrobacterium spp., est une maladie dont les conséquences
économiques sont importantes surtout en pépinières, mais également en plein champ dans les
zones de cultures intensives d'arbres fruitiers. La maladie de la galle du collet est capable
d'attaquer plusieurs espèces végétales appartenant à différentes familles. En effet, environ
1193 espèces végétales appartenant à 588 genres et 138 familles sont sensibles à cette
maladie. Les plantes d’intérêts pour lesquelles la maladie a été enregistrée sont, entre autres,
la vigne (Panagopoulos, C. et al., 1978), les arbres fruitiers prunoïdées et pommoidées, les
cultures ornementales comme le rosier, le dahlia (Pionnat, S. et al., 1999) et les arbres
forestiers comme les peupliers, le meurier ou le noyer (Nesme, X. et al., 1990 ; Nesme, X. et
Mougel, C.,1997) et l’eucalyptus (Krimi, Z. et al., 2002).
La tumeur du collet cause une perte de rendement due à une baisse de vigueur des plantes
atteintes pouvant conduire le cas extrême à la mort des plantes (Nesme, X. et al., 1990 ;
Poncet, C. et al., 1996). La mort est cependant le plus souvent due à l’action de pathogènes
secondaires envahissant les plantes affaiblies.
Le pouvoir pathogène d'Agrobacterium tumefaciens est conféré par la présence d'un
mégaplasmide appelé pTi (Ream, W., 1989). Au cours du processus d'infection, une région du
pTi, le T-ADN, est transférée de la bactérie au génome de la plante où elle est intégrée
(Gelvin, S.B., 1992). Après son intégration dans le génome de la plante, les gènes T-ADN
codent pour la synthèse incontrôlée des hormones de croissance (Auxines et cytokinines)
provoquant l'apparence de galles au niveau des racines et du collet.
Malgré la diversité des espèces végétales hôtes de l'Agrobacterium, ce genre de bactérie n'a
pas été jusqu'ici observée sur l'olivier. Ce n'est que récemment des travaux en Jordanie et en
Australie ont indiqué la présence d'A. tumefaciens dans des tumeurs formées sur les racines et
le collet de l'olivier (Khlaif, H ., 2001 ; Barbara, H., 2001).
U.P.M.C./U.S. 119
2010

Cancers végétal et animal
En Tunisie, on a récemment observé pour la première fois, des tumeurs au niveau des racines
de quelques pieds d'olivier (variété Sahli) dans la région de Kairouan. On s’est alors proposés
d'isoler la bactérie, caractériser les isolats obtenus et d'étudier leur pathogénie par les
méthodes classiques et moléculaires puis de confirmer la sensibilité de l'olivier à la galle du
collet par l'inoculation de plants de la variété Chemlali (le cultivar le plus répandu en Tunisie)
obtenus par culture in vitro.
La parcelle est cultivée en oliviers à huile (variété Sahli) et se trouve dans la zone d'Elkarma
de la région d'Elhouareb, délégation de Haffouz du Gouvernorat de Kairouan (Figure 53).
Khit el Oued Echrichira
O. Ejjabes
Trozza Sud
Houfia
El Houereb
El Ain
El Karma
Ouled Khal
Figure 53 : Localisation de la parcelle
Les symptômes observés se manifestent par un affaiblissement général de l'arbre dont la
coloration des feuilles tend vers le vert pâle (Figure 54). Au niveau des racines, se forment
des galles plus ou moins volumineuses selon leur emplacement (Figure 55).
U.P.M.C./U.S. 120
2010

Arbre malade Arbre sain
Cancers végétal et animal
Figure 54 : Symptômes observés sur arbre Figure 55 : Galles observées sur racines
Des colonies noires apparaissent après incubation à 28°C pendant 4 jours de l'isolement
(Figure 56). Ces colonies sont supposées être des agrobactéries car les espèces du genre
Agrobacterium résistent au tellurite de potassium ce qui leur donne la couleur noirâtre.
Notons, également, que le tellurite de potassium inhibe les espèces du genre Pseudomonas qui
sont fréquemment associées aux agrobactéries.
Figure 56 : Colonies obtenues après isolement sur le milieu Mannitol-Glutamate additionné
de tellurite de potassium
Les résultats des tests biochimiques sont consignés dans le tableau 18. Il en ressort que ces
tests ont permis de distinguer trois isolats O7, O9 et O11 qui font parti du biovar1
(Agrobacterium tumefaciens ou radiobacter).
U.P.M.C./U.S. 121
2010

Tableau 18 : Caractérisation biochimique des isolats obtenus
Isolats Uréase Esculine Cétolactose
O1 + - -
O2 - + -
O3 - + -
O4 - + -
O5 - - -
O6 - + -
O7 + + +
O8 - - -
O9 + + +
O10 - + -
O11 + + +
O12 - + -
O13 - + -
O14 - + -
O15 - + -
Cancers végétal et animal
Les résultats du test de pathogénie ont montré que les isolats appartenant au biovar1 se sont
avérés pathogènes. En effet, des galles se sont développées après 1 mois d'inoculation sur le
collet de Kalankoé et sur une jeune plantule de Kalankoé (Figure 57).
Figure 57 : Galles obtenues sur Kalankoé après 1 mois de la date d'inoculation
La migration de l'amplifiât sur un gel d'agarose (Figure 58) a montré des bandes de 432 pb au
même niveau que la bande obtenue avec la souche de référence C58.
U.P.M.C./U.S. 122
2010

432 pb
Cancers végétal et animal
Figure 58 : Test de pathogénie par PCR. Couple d'amorce du pTi universel (F14 VIRG et
F749VIRB11). Électrophorèse sur gel d'agarose (0.8%, 80v )
Les séquences des deux isolats O7 et O9 obtenues sont les suivantes :
>O7
GTATNATGCTCGCACGCAGTTCGATGTCATCGTACCCTTCCGTGCCCACGGTGACATTTACGAGGTGGGCGAAAT
CTGGCTCGCTGCCGATGCGCGTCGGCGCGGTGAGACAATAGGCGATCTTCTTAACCAGCAGTAGTTGTGATCCAT
GTTTCTAAATGCCGCATGGCGCGTTGTAGAATTACGTTTGTAGCAATGCTCAGCAATCTTTGTCATCAAACGGAG
ACATCTAGTTTGCATTTCTGTCGTGCGCGGTTTGGTCGAAATCTTGCCGAAATGCCCGTGTAGTGAGAGAAAATT
AAAGAGTGGAGTCTAGCAAATACAACCTTTACGTGTATAAATTCTGTTGAGCTGCAAATGGCTGGCCAGGATCCT
AGATTGAGAGGTGAACCGTTAAAC
>O9
1Kb+ Eau C58 14 66 O8 O10 O7 O9 5 118 O11 105
GTATNATGCTCGCACGCAGTTCGATGTCATCGTACCCTTCCGTGCCCACGGTGACATTTACGAGGTGGGCGAAAT
CTGGCTCGCTGCCGATGCGCGTCGGCGCGGTGAGACAATAGGCGATCTTCTTAACCAGCAGTAGTTGTGATCCAT
GTTTCTAAATGCCGCATGGCGCGTTGTAGAATTACGTTTGTAGCAATGCTCAGCAATCTTTGTCATCAAACGGAG
ACATCTAGTTTGCATTTCTGTCGTGCGCGGTTTGGTCGAAATCTTGCCGAAATGCCCGTGTAGTGAGAGAAAATT
AAAGAGTGGAGTCTAGCAAATACAACCTTTACGTGTATAAATTCTGTTGAGCTGCAAATGGCTGGCCAGGATCCT
AGATTGAGAGGTGAACCGTTAAAC
U.P.M.C./U.S. 123
2010

Cancers végétal et animal
L'analyse des données de séquençage avec des logiciels appropriés a montré que les
plasmides des isolats issus de l'olivier sont de type nopaline. Notons, à cet effet, que la
majorité des souches locales tunisiennes sont de type nopaline (Rhouma, A. et al., 2006).
Les plantules de la variété Chemlali, issues de la culture in vitro et inoculé par Agrobacterium
tumefaciens (C58) ont tous développé des galles et ce après un mois d’incubation ce qui
confirme la sensibilité de l’olivier à la galle du collet.
Figure 59 : Galle sur olivier (Variété Chemlali)
La maladie causée par Agrobacterium tumefaciens connue sur les arbres fruitiers peut
également s'attaquer à l'olivier. Les observations effectuées en Australie et en Jordanie et
récemment en Tunisie ont montré que l'olivier est aussi un hôte de cette bactérie.
3.2. Analogies entre le cancer humain et le « cancer » végétal
Il est largement admis que le cancer humain est une maladie provoquée par l'accumulation des
mutations dans des oncogènes et des gènes suppresseurs de tumeur (Vogelstein, B. et Kinzler,
K.W., 2004). Ces mutations spécifiques aux tumeurs fournissent des indices aux processus
cellulaires à la base de la tumorogenèse et sont utiles pour des buts de diagnostique et de
thérapie. Jusqu'ici, seulement une petite fraction de ces gènes a été analysée, et le nombre et le
type de changements responsables du développement des types communs de tumeur sont
inconnus (Futreal, P.A. et al., 2004).
U.P.M.C./U.S. 124
2010

Cancers végétal et animal
Dans le passé, la sélection des gènes choisis pour des analyses mutationnelles dans le cancer a
été guidé par des études d’associations familiales, l’identification des anomalies
chromosomiques dans les tumeurs ou des fonctions connues attribuées aux gènes individuels
ou familles de gènes (Futreal, P.A. et al., 2004 ; Bardelli, A. et Velculescu, V.E., 2005 ;
Vogelstein, B. et Kinzler; K.W., 2002). Avec la détermination de la séquence du génome
humain et des améliorations récentes du séquençage et des approches bioinformatiques, il est
maintenant possible d'examiner le génome de la cellule cancéreuse d'une façon complète et
objective. Une telle approche fournit non seulement les moyens de découvrir d'autres gènes
qui contribuent à la tumorogenèse, mais aussi peut mener à la compréhension des
mécanismes de son développement.
Les analyses génétiques complètes des cancers humains pourraient mener à la découverte d'un
ensemble de gènes, liés par un phénotype partagé, qui indiquent l'importance des processus ou
des voies cellulaires spécifiques.
Pour rechercher l’analogie entre le cancer humain et végétal nous nous sommes basés sur une
fraction de gènes humains impliqués dans les tumeurs du sein (Tableau 19) et les tumeurs de
l’estomac (APC, IRF1, KLF6, CASP10 et MUTYH). Ces cancers ont été choisis en raison de
leur importance clinique substantielle dans le monde (Parkin, D.M. et al., 2005) et du fait que
ces deux cancers pourraient résulter de l’infection par des virus ou des bactéries, même si
pour le cancer du sein cette hypothèse est récente et encore très controversée.
La comparaison des séquences récupérées par rapport au génome des végétaux avec blastp
fournit différentes espèces produisant des divers homologues de la protéine humaine avec des
taux de similarité différents.
Les numéros d’accession de ces protéines, leurs fonctions, leurs longueurs, la significativité
statistique (Evalue) et l’espèce d’où elles dérivent sont résumés dans les tableaux 3.1 et 3.2 de
l’annexe 3. Il est à noter que ces tableaux ainsi que les autres tableaux de cette annexe
représentent un seul exemplaire d’homologue végétal pour chaque gène humain.
U.P.M.C./U.S. 125
2010

Cancers végétal et animal
Tableau 19 : Gènes impliqués dans le cancer du sein (Tobias, S. et al., 2006).
U.P.M.C./U.S. 126
2010

Cancers végétal et animal
Les homologies ressorties permettent de dégager des résultats intéressants et inattendus parmi
lesquels on peut citer :
la présence d’un homologue chez le peuplier du gène humain MYH1 codant pour une
myosine (protéine impliquée dans la structure cellulaire). Cet homologue est d’autant plus
intéressant qu’il correspond à une protéine prédite et non encore étudiée chez le peuplier.
La présence d’un homologue chez le maïs du fameux gène TP53 codant pour une protéine
impliquée dans la régulation du cycle cellulaire (suppresseur de tumeur). Le rôle de cette
protéine chez le maïs reste à étudier.
La présence d’un homologue chez l’arabette du suppresseur de tumeur BRCA1 dont la
mutation chez la femme est responsable des cas de cancer du sein familiaux.
La présence d’un homologue chez la vigne du gène MUTYH décrit pour être responsable
chez l’homme de cancers gastriques induits par Heliobacter pylori.
La présence d’un homologue chez le riz (Oryza sativa) et chez l’arabette (Arabidopsis
thaliana) du gène humain KIAA0999 codant pour une Serine/Thréonine protéine kinase.
Cette homologie est intéressante puisque le tamoxifène dont nos produits sont homologues est
un inhibiteur des Protéines Kinase (O'brian, C.A. et al., 1985).
La présence d’un homologue chez le maïs (Zea mays), le sorgho (Sorghum bicolor), la
pomme de terre (Solanum tuberosum) et le riz (Oryza sativa Japonica) du gène humain
ACADM codant pour une acyl-Coenzyme A déshydrogénase est également très importante.
En effet le tamoxifène présente une analogie structurale avec Sah58-035, inhibiteur spécifique
de l’acyl-Coenzyme A déhydrogénase.
La présence d’un homologue chez la pomme de terre et la tomate (Solanum lycopersicon)
du gène humain CYP1A1 codant pour cytochrome P450 qui est également une cible
thérapeutique du tamoxifène.
Les résultats concernant les protéines de fonction inconnue et les domaines conservés ainsi
que leurs positions et leurs fonctions sont représentés dans les tableaux 3.3 et 3.4 de l’annexe
3. Dans ces tableaux on retrouve dans les homologues de plantes les domaines fonctionnels
qui caractérisent le gène humain correspondant. Ceci confirme l’originalité des homologues
trouvés notamment ceux qui sont encore hypothétiques.
U.P.M.C./U.S. 127
2010

Cancers végétal et animal
Il est important de noter, que le gène ACADM déjà évoqué pour sa fonction Acyl-CoA
déhydrogénases dans les cellules humaines du sein, code pour la même protéine dans le
monde végétal. De même, le gène SPTAN1 peut également être considéré intéressant
puisqu’il code dans le monde végétal pour une calmoduline dont l’inhibition a un effet
antiprolifératif. Les gènes ACADM et SPTAN1, qui codent pour des cibles thérapeutiques du
tamoxifène et qui conservent leurs fonctions dans le monde végétal, soutiennent donc notre
hypothèse d’analogie entre les deux processus tumoraux (végétal et humain) et nous
permettent de prédire une efficacité de nos produits, déjà efficaces sur les tumeurs du sein, sur
les cellules végétales.
Pour des analyses plus avancées nous avons retenus les homologues chez les plantes des
gènes KLF6 et MUTYH impliqués dans le cancer gastrique et les gènes EGFL6, FLJ13479,
GLI1, ACADM, SPTAN1, KIAA0999 et CYP1A1 impliqués dans le cancer du sein. Ces
gènes ont été sélectionnés car ils codent des protéines avec une activité kinase ou des DNA
binding (régulation) ou parce qu’ils codent pour des cibles du tamoxifène. Les séquences
sélectionnées ont été « blastées » contre une banque de séquence protéique en choisissant
comme organisme le peuplier puis la vigne. Les numéros d’accession de ces protéines, leurs
fonctions, leurs longueurs et l’Evalue sont résumés dans les tableaux 3.5 et 3.6 de l’annexe 3.
Une bonne conservation des domaines a été observée entre les séquences de peuplier et de
vigne. De plus le pourcentage d’identité établit entre les séquences protéiques chez le peuplier
et celles chez la vigne varie entre 43% et 77% pour la plus part. Ceci montre que ces gènes
sont présents en plusieurs copies dans le génome et forment des familles multi géniques, ce
qui est une caractéristique des génomes des plantes. Les numéros d’accession de ces
protéines, le pourcentage d’identité, les « Positives », les brèches (Gaps) et l’Evalue sont
résumés dans les tableaux 3.7 et 3.8 de l’annexe 3.
Cette similitude confirme l’efficacité de nos produits contre la galle du collet et nous pousse à
la prospection de la possibilité d’utiliser ce modèle végétal du cancer pour le screening des
potentielles molécules actives contre les tumeurs humaines.
U.P.M.C./U.S. 128
2010

Cancers végétal et animal
3.3. Essai de l’estimation de l’effet antiprolifératif sur disques de pomme de terre
Suite à l’analogie trouvée entre le processus tumoral animal et végétal, on a cherché à
vérifier l’efficacité de nos meilleurs produits (P116, P305, P5, P92, P15 et OHTAM3)
par l’inhibition de développement de tumeurs sur des disques de pomme de terre
simultanément inoculés par Agrobacterium tumefaciens et le composé testé.
T- T+
P305 P5
P15 OHTAM
P92 P116
Figure 60 : Effet antiprolifératif sur disques de pomme de terre
U.P.M.C./U.S. 129
2010

3.4. Partie expérimentale
3.4.1. Isolement et caractérisation des isolats d’Agrobactérium tumefaciens
3.4.1.1. Isolement de la bactérie
Cancers végétal et animal
Les échantillons sont lavés à l'eau courante afin d'enlever les particules de sol adhérentes aux
galles. Les galles sont, par la suite, désinfectées à l'eau de javel (0.5%) et lavées à l'eau
distillée stérile.
Des fragments sont coupés aseptiquement et placés dans un mortier contenant de l'eau
distillée stérile. La suspension obtenue est laissée à la température ambiante pendant 30
minutes. L'isolement a été effectué sur le milieu Mannitol-Glutamate (Annexe 2 .1)
additionné de tellurite de potassium (Mougel, C. et al., 2001). Les boites de Pétri inoculées
sont incubées à la température de 28°C.
3.4.1.2. Identification des biovars
Les isolats obtenus et ayant la forme et la consistance des agrobactéries ont subit quelques
tests biochimiques conformément aux méthodes décrites par Moore et al. (1988). Ces tests
regroupent: la coloration GRAM, production d'uréase, l'hydrolyse de l'esculine et la
production de 3 cétolactose.
3.4.1.2.1. La coloration de GRAM
La coloration Gram est la coloration de base de la bactériologie. C’est une coloration double
qui permet de différencier les bactéries, non seulement d’après leur forme mais également
d’après leur affinité pour les colorants. Les bactéries sont imprégnées par une première
solution colorante, violet de gentiane ; puis fixées par un mordant, solution iodo-iodurée de
Lugol et on fait ensuite agir un décolorant (alcool le plus souvent). Suivant la composition de
leur paroi :
Certaines bactéries résistent à cette décoloration elles sont dites Gram positif et
apparaissent colorées en violet ;
U.P.M.C./U.S. 130
2010

Cancers végétal et animal
D’autres bactéries ne résistent pas ; pour les rendre visibles on doit utiliser un deuxième
colorant de teinte contrastante (fuchsine, colorant rouge) elles sont dites Gram négatif et
apparaissent colorées en rose.
Après fixation et refroidissement du frottis bactérien on opère de la façon suivante :
Recouvrir totalement la lame de violet de gentiane ;
Laisser le violet environ 1 minute
Saisir la lame avec une pince, l’incliner légèrement ;
Rejeter le violet en l’entraînant avec la solution de Lugol ;
Laisser la solution de Lugol quelques secondes puis la renouveler trois fois. Ce temps de
la coloration, le mordançage, qui fixe le violet et augmente son action, doit être plus long que
le temps de coloration par le violet ;
Décolorer à l’alcool. Recolorer à la fuchsine.
Recouvrir la lame la solution de fuchsine et laisser agir 10 à 20 secondes.
Rincer à l’eau, sécher en épongeant délicatement entre deux feuilles de papier filtre.
Mettre une goutte d’huile à immersion sur le frottis coloré parfaitement sec et observer à
l’objectif à immersion.
3.4.1.2.2. Test de l’uréase
Toutes les bactéries hydrolysent l’urée selon la réaction suivante :
CO-(NH2)2 + H2O COOH – NH2 + NH3
Toutefois seule une uréase très active hydrolyse l’acide formé selon la réaction suivante:
COOH – NH2 CO2 + NH3
CO2 et NH3 se combinent et forment alors du bicarbonate d’ammonium :
2 NH3 + H2O CO3 (NH4)
U.P.M.C./U.S. 131
2010

Cancers végétal et animal
Le milieu de Christensen (Annexe 2.2) à base d’urée est ensemencé par les isolats à tester.
Les boîtes sont incubées dans l’étuve à 28°C et on suit durant les deux jours qui suivent
l’évolution de la couleur du milieu de culture :
une couleur jaune identique à celle du milieu au temps initial traduit un test négatif et
l’absence de l’uréase.
le virage de l’indicateur coloré au rose suite à l’alcalinisation du milieu de culture traduit
le test positif.
Figure 61 : Test de l’uréase
A droite : test négatif ; A gauche : test positif
Trois répétitions sont effectuées pour chaque souche pour éloigner toute incertitude et tout
doute.
3.4.1.2.3. Test de l’hydrolyse de l’esculine
Le milieu PEs à base de peptone, d’esculine et de citrate de fer ammoniacal (Annexe 2.3)
autoclavé à 110°C pendant 30 minutes est coulé dans des tubes à hémolyse à raison de 3 ml
par tube. Ces tubes sont ensuite ensemencés à l’aide d’une anse par les différentes souches
isolées et incubés à 28°C.
L’évolution du milieu de culture est suivie pendant les cinq jours suivants :
un test positif d’hydrolyse de l’esculine se manifeste par une coloration noire du milieu de
culture due à la libération du glucose et de l’esculétine, responsable de cette teinte en présence
de sels de fer.
une couleur identique à celle du témoin (tube non ensemencé) traduit le test négatif.
U.P.M.C./U.S. 132
2010

Figure 62 : Test de l’esculine
A gauche : test positif ; A droite : test négatif
Cancers végétal et animal
Le test est réalisé en triple pour chaque isolat afin de s’assurer de la positivité de la réaction
3.4.1.2.4. Test de production du 3-cétolactose
La Méthode de Bertherts et de Ley (1963) permet de distinguer les souches d’Agrobacterium
du biovar 1, présentant une réaction positive de celles des biovars 2 et 3.
Un milieu de culture contenant 1% de lactose, 0,1% d’extrait de levure et 2% d’agar est
préparé. Les souches isolées sont repiquées en boîtes de Pétri à l’aide des cures dents
stérilisés.
On prépare la solution de Bénédicte avec laquelle on inonde les boîtes après leur incubation
pendant 48 heures à 28°C (Annexe 2.4).
La production du 3-cétolactose se traduit par l’apparition d’un halo jaunâtre autour des
colonies d’Agrobacterium.
Figure 63 : Test du 3-cétolactose
Les colonies jaunes : test positif ; Les colonies blanches : test négatif
Trois répétitions sont réalisées pour chaque souche afin de s’assurer du résultat obtenu.
U.P.M.C./U.S. 133
2010

3.4.1.3. Test de pathogénie des isolats
Cancers végétal et animal
Le test de pathogénie a été effectué avec des jeunes plants de Kalankoë (Kalankoe
daigrementiana). Des blessures au niveau du collet ont été entreprises à l'aide d'un scalpel
stérile. L'inoculation a été réalisée avec une anse préalablement trempée dans une colonie
jeune âgée de 48 heures au niveau des blessures (Moore, L.W. et al., 1988).
3.4.1.4. Détection de la pathogénie par PCR
3.4.1.4.1. Extraction de l’ADN
L'ADN génomique est extrait à l'aide de Kit Dneasy TM Tissue Kit (QIAGEN, Courtaboeuf,
France). L'ADN est quantifié en comparaison avec une gamme étalon d'ADN de thymus de
veau grâce au logiciel Molecular Analyst (Bio-Rad, Ivry sur Seine, France).
3.4.1.4.2. Amplification
Les amorces F749 (5'- GCTAGCTTGGAAGATCGCAC-3') et F14 (5'-
GAACGTGTTTCAACGGTTCA-3') ont été utilisées afin de détecter la région localisée entre
le gêne VIRB11 et VIR G15’ sur le T-DNA des isolats testés (Nesme, X. et al., 1989).
La PCR a été effectuée dans un volume réactionnel de 25 µl contenant: 5µl de l'ADN extrait,
2.5 µl de Tampon Taq (10x), 2.5µl de dNTP’S, 0.75 µl de MgCl2, 11 µl de H2O ultra pure,
0.75 µl de W%, 2.5 µl de chaque amorce et 0.25µl de Taq polymérase (Rhouma, A. et al.,
2005).
L'amplification a été entreprise dans un thermocycleur de type Perkin-Elmer selon le
programme suivant: une dénaturation initiale à 95°C pendant 7 min, suivie de 35 cycles (1
min de 95°C, 1 min à 55°C et 1 min à 72°C) et une phase finale d'élongation de 7 min à 72°C.
3.4.1.4.3. Electrophorèse sur gel d’agarose
Les produits de la PCR (5 µl de chaque échantillon) sont mélangés avec 5 µl d'un tampon de
dépôt (Saccharose, bleu de bromophénol et TBE 5x) et déposés sur un gel d'agarose
U.P.M.C./U.S. 134
2010

Cancers végétal et animal
horizontal de 1% contenant 1 µg ml -1 de bromure d'éthidium. La migration est réalisée dans
un tampon TBE 1x par une électrophorèse horizontale à 80 V pendant 90 min. Le gel a été
photographié sous UV (302 nm).
3.4.1.4.4. Séquençage de l’ADN plasmidique (VIRB11 et VIR G15’)
Le produit PCR est purifié en utilisant le Kit QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN,
Courtaboeuf, France). Le séquençage a été réalisé par un séquenceur automatique à
capillaires, Megabace 1000 (Amersham Pharmacia Biotech Europe, Orsay, France).
3.4.1.4.5. Analyse des données des séquences
Les séquences ont été vérifiées grâce aux électrophorégrammes. Les séquences ont été
alignées par le programme CLUSTALW (Thompson, J.D. et al., 1994). La qualité de
l'alignement a été contrôlée en utilisant le programme SEAVIEW (Galtier, N. et al., 1996).
Pour la comparaison des séquences avec d'autres de référence, nous avons utilisé le
programme SeqApp (D. Gilbert ; http://iubio.bio.indiana.edu/soft/molbio/seqapp/; A
Macintosh Biosequence editor, analyser and network handyman).
3.4.1.5. Sensibilité de l’olivier à la galle du collet
Les plantes d’olivier, produites par culture in vitro, ont été retirées de leurs tubes, blessées au
niveau de leurs tiges par un scalpel stérile, infectées par la souche C58 (CFBP 1903)
d’Agrobacterium tumefaciens, repiquée sur une boîte de Pétri par une anse stérile, puis
remises de nouveau dans leurs tubes dans les mêmes conditions précédentes tout en suivant
quotidiennement l’apparition des galles.
3.4.2. Etude bioinformatique
L'élucidation de la séquence du génome humain a permis d'identifier un certain nombre de
gènes impliqués dans le cancer. Les gènes que nous étudions ici sont impliqués dans le cancer
du sein et le cancer gastrique.
U.P.M.C./U.S. 135
2010

Cancers végétal et animal
Pour ce travail on a extrait la liste des gènes impliqués dans le cancer du sein à partir d’une
étude récente intitulée « The Consensus Coding Sequences of Human Breast and Colorectal
Cancers » publiée dans la revue science en 2006 (Tobias, S. et al., 2006). Les gènes impliqués
dans le cancer gastrique sont obtenus à partir de diverses publications sur le sujet.
3.4.2.1. Définitions
Alignement : processus par le quel deux séquences sont comparées afin d’obtenir le plus
de correspondances (identités ou substitutions conservatives) possibles entre les lettres qui
les composent.
Domaine : portion de protéine supposée avoir un repliement propre, indépendant du reste
de la protéine, et posséder une fonction spécifique.
Evalue : (Expect value) : Nombre d’alignement différents ayant un score égal ou supérieur
à « S » que l’on peut espérer trouver par hasard dans les banques. Plus la Evalue est basse,
plus le score est significatif (BLAST).
Homologie : on dit de deux gènes qu’ils sont homologues lorsqu’ils dérivent d’un gène
ancestral commun.
Score « S » : mesure de la similitude entre la séquence de départ et celle homologue
déduite de la base de donné.
3.4.2.2. Récupération des séquences protéiques
Nous avons utilisé le système d’interrogation Entrez disponible au NCBI
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez) pour rechercher les gènes par leur nom. Ceci nous
renvoie à la banque GENE du NCBI dans la quelle sont rassemblés les informations
concernant chaque gènes (séquence, fonction, variations, …).
L’interrogation de la banque de données GenPept du NCBI fournit plusieurs protéines qui
découlent des gènes de départ. Nous avons retenu celles humaines [Homo Sapiens] et nous
avons récupéré ces séquences protéiques au format FASTA.
U.P.M.C./U.S. 136
2010

Figure 64 : Exemple de séquence FASTA du gène KLF6
3.4.2.3. Recherche des séquences homologues
Cancers végétal et animal
La recherche des séquences homologues à nos protéines de départ a été faite par le
programme BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) du NCBI
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Blast/) (Altschul, S. F. et al., 1990). Les programmes BLAST
effectuent une recherche rapide dans les banques de séquences nucléiques et protéiques
combinée avec une estimation rigoureuse des statistiques pour apprécier la signification des
similitudes par des alignements.
Il ya 5 programmes BLAST selon le type de comparaison souhaité (Tableau 3) et on a utilisé
blastp qui compare une séquence de protéine contre une base de données de séquences de
protéines, afin de récupérer les séquences homologues.
Tableau 20 : Les différents programmes BLAST
Programme Nature des séquences Niveau de comparaison
BLASTP Protéine Protéine
BLASTN Nucléotide Nucléotide
BLASTX Nucléotide (traduit) Protéine
TBLASTN Protéine Nucléotide (traduit)
TBLASTX Nucléotide (traduit) Nucléotide (traduit)
U.P.M.C./U.S. 137
2010

3.4.2.4. Recherche des domaines protéiques
Cancers végétal et animal
Les différentes protéines homologues obtenues ont été classées suivant leurs fonctions
(connue, inconnue). L'analyse des séquences et des structures des protéines a permis de
constater que beaucoup s'organisaient en domaines, c'est-à-dire en parties acquérant une
structure et remplissant une fonction indépendamment du reste de la protéine. Ainsi pour les
fonctions inconnues, il est possible de prévoir la présence de domaines conservés ou non dans
la séquence protéique analysée via la banque CDD (Conserved Domain Database) qui est
une banque de domaines (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd/). Toutes les protéines prédites ont
été assignées selon leurs fonctions.
3.4.2.4.1. Les fonctions cellulaires
Les protéines de structure, qui permettent à la cellule de maintenir son organisation dans
l'espace (myosine,…)
Les protéines de signalisation, qui captent les signaux extérieurs, et assurent leur
transmission dans la cellule ou l’organisme (kinases,…)
3.4.2.4.2. Les fonctions biochimiques
Les fonctions biochimiques sont nettement plus nombreuses, et sont généralement
équivalentes à la notion d'activité enzymatique (oxydase,…). Il est à noter que la
classification suivant la fonction est représentée en annexe. Parmi ces fonctions on s’intéresse
principalement aux protéines ayant une activité kinase ou DNA binding.
Les kinases : Les kinases sont les maîtres d'œuvre de la régulation de la cellule et toute
erreur dans leur fonctionnement peut avoir des répercussions pathologiques graves, comme
le cancer. Elles sont très nombreuses chez l’homme où l’on en dénombre 518. Leur
fonctionnement est complexe car elles sont au cœur d’un réseau d’interactions avec
d’autres protéines, en particulier avec d’autres kinases. Dans de nombreux cas on observe
des phénomènes de cascade (une kinase est activée par une autre kinase qui elle-même…,
etc.). Ceci laisse imaginer l'ampleur des dysfonctionnements possibles qui traduisent toute
la complexité des pathologies que recouvre le simple vocable « cancer » (Peter, B-J. et
Tony, H., 2001 ; Calleja, V. et al., 2007).
U.P.M.C./U.S. 138
2010

Cancers végétal et animal
Les « DNA binding protein » : Les « DNA binding protein » sont des facteurs de
transcription qui modulent le processus de transcription (polymérase…) et qui ont deux
modes d’action : à un niveau qualitatif, ils peuvent activer (effet positif) ou inhiber (effet
négatif) la transcription de leur(s) gène(s) cible(s) (Elati, M. et al, 2007). Les facteurs de
transcription intègrent des domaines tels que « zinc finger et l'helix-turn-helix ». Les facteurs de
transcription jouent un rôle central au cours du développement et de la cancérogenèse. Chaque
type cellulaire possède son propre réseau de facteurs de transcription nécessaire à
l’établissement et au maintien de son identité (Sieweke, M.H. et Graf, T., 1998). Leur
dérégulation perturbe cette identité et est associé au développement de tumeurs chez
l’homme.
Après avoir choisi les homologues contenant des domaines intéressants, toutes les séquences
protéiques sélectionnées ont été « blastées » de nouveau contre une banque de séquences
protéiques chez le peuplier (Populus trichocarpa) et la vigne (Vitis vinifera) récemment
séquençés (Respectivement en octobre 2006 et en août 2007) pour savoir si ces protéines sont
exprimées et éventuellement pour avoir une idée sur le degré d’identité.
3.4.2.5. Alignement des séquences
Les séquences homologues déduites à partir du peuplier et vigne ont été alignées deux à deux
par le programme blast2seq disponible à (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/blast/bl2seq:bl2.html).
Cette étape est importante pour voir le degré de conservation et le nombre de copies chez les
deux espèces (Figure 65).
3.4.3. Essai sur disques de pomme de terre
Ce test consiste à induire l'apparition de tumeurs sur des disques de tissu interne de tubercules
de pomme de terre, par inoculation d'une suspension d'Agrobacterimn tumefaciens, souche
C58 (CFBP 1903). Les produits à tester sont appliqués simultanément. Le nombre de tumeurs
est évalué après 21 jours d'incubation à 25°C et comparé aux valeurs obtenues pour les
témoins.
U.P.M.C./U.S. 139
2010

Cancers végétal et animal
La préparation des disques de tubercules est réalisée de façon classique. Après stérilisation
des surfaces de coupe, un cylindre de 1,2 cm de diamètre de tissu interne est prélevé dans
l'axe central de chaque tubercule au moyen d'un emporte-pièce. Ce cylindre est débité en
disques de 0,5 cm d'épaisseur constituant les explantats. Ces disques sont ensuite placés, leur
face apicale au contact du milieu, dans des boîtes de Pétri renfermant 30 ml de gélose à 1,5 %
et inoculés immédiatement avec 50 µl d'un inoculum contenant 5.10 9 UFC/ml
d'Agrobacterium tumefaciens C58 et 1,25 µg des différents produits à tester.
Les tumeurs sont dénombrées sur toute la surface du disque après ajout d'une solution de
Lugol, et après 21 jours d'incubation à 25 °C (Ferrigni, N. H. et al., 1982).
Figure 65 : Exemple d’alignement de deux séquences
(N° d’accession XP_002304841 et XP_002284688)
U.P.M.C./U.S. 140
2010

4. Discussion
Discussion
La prolifération cellulaire incontrôlée constitue l’élément de base de la tumorogenèse d’où
plusieurs molécules inhibitrices isolées ou synthétisées ont été utilisées en thérapie. De même
des telles molécules ont été développées pour inhiber la prolifération des microorganismes
pathogènes aux animaux ou végétaux. Dans la présente thèse nous avons fixé comme
objectifs la recherche de similitudes entre cancer animal et végétal via une étude
bioinformatique afin de rechercher des cibles communes et exploiter les molécules efficaces
dans un système pour les étudier dans l’autre. En plus, l’inhibition de la prolifération concerne
aussi les microorganismes d’où l’idée d’utiliser les mêmes molécules aussi bien en cancer que
contre les pathogènes. D’ailleurs plusieurs antibiotiques ont montré une activité anti-cancer
tel que le doxycycline (Chhipa, R.R. et al., 2005) et des molécules utilisées en cancer ont été
efficaces aussi dans l’inhibition des microorganismes pathogènes tel que le tamoxifène qui a
montré une activité antifongique (Dolan, K. et al., 2009).
Lors des synthèses effectuées, divers composés organométalliques de différents métaux et
avec diverses substitutions ont été obtenus avec des rendements variables. Les essais de
formulation ont été réussis aussi bien pour les sels d’acides citriques des composés aminés
(rendement de 100%), que pour les sucres des composés phénoliques.
Les différents produits ont été testés contre les cellules tumorales MDA-MB-231, la galle du
collet ainsi que différents microorganismes pathogènes à l’Homme et aux végétaux. Les
valeurs CMI et CMB de la doxycycline ont été trouvées à

Discussion
Les composés P15 et P116, analogues ferrocéniques des composés de l’OHTAM3 et du
P305 sont légèrement moins actifs que la doxycycline.
Les autres produits testés et potentiellement actifs ont eu comme valeurs MIC et MBC autour
de 100 µg/ml et 200 µg/ml, respectivement.
L’efficacité contre les cellules tumorales et microbiennes, démontrée par la série du P116,
analogues du tamoxifène, appuie encore l’hypothèse de l’existence d’une cible commune pour
les traitements cancéreux et infectieux. La calmoduline, cible thérapeutique possible du
tamoxifène, pourrait être la cible de nos produits surtout que son existence a été prouvée dans
les cellules fongique et supposée être la cible du tamoxifène lors de son inhibition de Candida
albicans (Dolan, K. et al., 2009).
OHTAM3
P116
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3
P305
P490
( )3 NMe O
( )3 2 NMe O
2
( )3 )3 NMe 2
O
U.P.M.C./U.S. 142
2010
( )3 )3
( )3 )3
Fe
P15
P14
Figure 66 : Série des produits aminés les plus actifs
OH
O
( )4 )4
( )3 )3 N
Le principal objectif de l’étude bioinformatique était d’identifier les gènes végétaux
homologues à ceux impliqués dans le cancer humain. Pour cela une liste de gènes décrits pour
leur implication dans le processus d’apparition et d’évolution du cancer du sein et de
l’estomac a été choisie. Celle-ci comprend aussi bien des gènes codant pour des protéines de
signalisation, de régulation, de structure et de réparation de l’ADN.

Discussion
La recherche d’homologie par le programme BLAST a mis en évidence des homologues
chez diverses espèces végétales qui présentaient des degrés d’homologie variables (des degrés
d’identité allant de 21 à 95%). Parmi les homologies les plus intéressants on peut signaler la
mise en évidence chez les plantes d’un gène homologue au TP53 (94% d’identité avec la
séquence chez maïs), célèbre pour son rôle de suppresseur de tumeur chez l’homme (Lacave,
R. et al., 2005). Il en est de même pour le gène humain EGFL6 qui est un EGF-like (facteur
de croissance épidermique), un ligand pour l’EGFR récepteur tyrosine kinase intervenant dans
la transduction du signal chez l’homme (Tobias, S. et al,.2006).
Ces homologues végétaux sont d‘autant plus intéressants qu’ils correspondent, pour une
bonne part d‘entre eux, à des protéines hypothétiques provenant de prédiction
bioinformatiques et dont la fonction n’a pas été démontrée expérimentalement.
Pour mieux caractériser ces protéines hypothétiques sur le plan fonction, nous avons étudié le
contenu en domaines en les alignant par rapport à la banque de domaines CDD. Ainsi nous
avons retrouvé les domaines fonctionnels caractéristiques des protéines d’origine confirmant
ainsi l’homologie.
Parmi les homologues nous avons examinés de plus près ceux contenant les domaines kinases
(signalisation) et doigt de Zinc (facteur de transcription). Neuf protéines homologues ont été
ainsi retenues pour rechercher leurs homologues chez la vigne et le peuplier, les deux seules
espèces de la famille des arbres dont les génomes ont été complètement séquencés. En plus,
ce sont les espèces les plus proches de l’amandier, arbre très sensible à Agrobacterium
tumefaciens où la galle du collet cause des dégâts importants en Tunisie.
Nous avons alors retrouvé plusieurs homologues (paralogues) de ces gènes ce qui ouvre la
voie à plusieurs applications, notamment pour la recherche de moyens de lutte contre les
galles du collet et le cancer, si jamais des ressemblances entre les mécanismes de ces deux
maladies sont retrouvées. Toutefois ces homologues identifiés doivent être caractérisés sur le
plan fonctionnel.
Cette étude nous a permis de déterminer des protéines végétales similaires à celles humaines
provoquant la genèse du cancer du sein et du cancer gastrique qui méritent une étude plus
approfondie. Ces dernières ont été identifiées grâce à une recherche au sein de la banque
U.P.M.C./U.S. 143
2010

Discussion
GenPept, prédiction des domaines et l’alignement de séquences. La recherche dans la banque
de données a mis en évidence différentes protéines à la base de la construction de parentés
suivant des critères moléculaires stricts.
Cette démarche pourrait avoir des retombées majeures en permettant l’identification de
nouvelles protéines présentant de forte homologie avec celles humaines et la compréhension
des mécanismes de cancérisation.
Ces résultats représentent une étape critique vers une définition de nouvelles cibles
thérapeutiques contre la galle du collet, le cancer du sein et le cancer gastrique. En effet
l’existence de gènes végétaux homologues aux gènes humains cibles du Tamoxifène ne fait
que soutenir notre prospection surtout nos molécules synthétisées sont des analogues de
tamoxifène.
Compte tenu de cette analogie, les cellules tumorales végétales peuvent également servir aux
premiers screening des produits à potentiel effet antitumoral avant le recours aux systèmes de
criblage cellulaire plus onéreux et plus difficiles à mettre en œuvre (Nawaz, H. et al., 2009).
Bien que nos essais antitumoraux effectués sur disques de pomme de terre montrent des
produits inhibant significativement le développement des galles, la méthode doit être mise au
point pour confirmer les tests déjà obtenus avec le système de criblage cellulaire.
L’existence de “calmodulin-like proteins” (containing EF-hand motifs) dans les bactéries a
longtemps resté hypothétique. L’analyse des séquences protéiques procaryotes disponibles
dans les bases de données a révélé la présence de nombreuses «calmodulin-like » (Michiels,
J. et al., 2002), d’ailleurs la recherche dans la base NCBI de blasts du gene SPTAN1
(XP_002310148) donne différents « calmodulin; Provisional » ou « putative calmodulin-like
protein » telle que YP_001866396.1 chez Nostoc punctiforme, PCC 73102 et AAL40866.1
chez Nostoc punctiforme, YP_003422157.1 chez cyanobacterium, UCYN-A et
ZP_01619828.1 chez Lyngbya sp., PCC 8106 et YP_001803260.1 chez Cyanothece sp.,
ATCC 51142 et YP_003116483.1 chez Catenulispora acidiphila, DSM 44928 et
ZP_00517220.1 chez Crocosphaera watsonii, WH 8501 et YP_002370979.1, chez
Cyanothece sp. PCC 8801 et ZP_04696334.1 et chez Streptomyces roseosporus NRRL
15998.
U.P.M.C./U.S. 144
2010

Discussion
Cependant, le fait que certains produits sont actifs contre les cellules tumorales et inactifs
contre les bactéries, émet l’hypothèse que ceux-ci pourraient avoir des cibles différentes,
surtout que les doses qui donnent des effets antimicrobiens sont bien supérieures aux doses
actives contres les cellules tumorales et qu’il a été déjà prouvé que le tamoxifène, dont nos
meilleures produits sont des analogues, induirait une altération ultrastructurale dans la
membrane de Bacillus stearothermophilus (Luxo, C. et al., 2003).
La première remarque que l’on peut tirer des résultats biologiques est que la présence de la
chaîne diméthylamino est essentielle pour l’activité antimicrobienne du composé. C’est bien
le cas des composés OHTAM3, P305, P14, P15 et P116. Les substituants OH, NH2,
NHCOR, Br ou CN en position para ne jouent pratiquement aucun rôle car les produits
portants ces fonctions ont la même activité que celle du composé non-substitué P41.
P85
P35
ZEKBr
U.P.M.C./U.S. 145
2010
Br
ZEKCN
P315 P316 P317 P41
Figure 67 : Produits utilisés pour l’estimation de l’effet de la substitution sur l’activité
L’examen de l’activité antimicrobienne des couples composé organique/analogue
ferrocénique P93/P85, P92/P5, P246/P35, OHTAM3/P15 et P305/P116 montre clairement
que le ferrocényle se comporte comme un phényle, voire il désactive légèrement dans certains
cas.
CN

Discussion
Résultat qui se confirme également par l’absence d’activité antimicrobienne pour le produit
diaminé P490. La présence de Phényle ou de ferrocène est donc indispensable pour l’activité
antibiotique et antifongique.
OHTAM3
P15
P93 P92 P246
OH
( )3 )3 N
O
P85 P5
( )3 )3
( )3 )3
U.P.M.C./U.S. 146
2010
( )3 )3
P490 P305
P35
P239 P116
Figure 68 : Produits utilisés pour l’estimation de l’effet du ferrocène sur l’activité
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3

Discussion
Ce résultat est le contraire de ce que nous avons obtenu dans le cas du cancer du sein. En
effet, les composés organiques P92, P246 et OHTAM3 sont inactifs sur les cellules hormono-
indépendantes MDA-MB-231 alors que leurs analogues ferrocéniques P5, P35 et P15 sont
parmi les composés les plus efficaces présentant des valeurs IC50 entre 0.5 µM et 0.8 µM.
Cette différence se vérifie sur le composé P239, il est très actif sur les cellules cancéreuses et
peu actif maintenant sur les microorganismes.
En effet, le ferrocène (Particulièrement la forme cyclique ferrocénophane), contrairement au
phényle et aux autres métaux utilisés (Ru, Re, Mn) est indispensable pour que l’activité
antitumorale soit bonne. Cependant, il est clair que le métal ne joue pas un rôle important
dans l’activité antibiotique (Tous les produits testés ont la même activité contre
Staphylococcus aureus) mais que c’est plutôt la substitution qui la conditionne.
Produits
Tableau 21 : Effet du métal sur les résultats biologiques
Fe
OH
OH
P5
P239
P88
P89
P90
P92
LogP0/w 4,95 4,603 4,95 5,6 5,5 4,4
(%) MDA-MB231/Contrôle
(à 10 -6 26,5
4,1
96,3
97
98,3
97,24
M, J5)
+/- 0,6 +/- 0,2 +/- 2,3 +/- 0,05 +/- 0
+/- 0
S. aureus
CMI µg/ml
CMB µg/ml
100
200
100
200
100
200
100
200
100
200
100
200
Les amides P303, P314, P315, P316 et P317 et les esters P67, P66, P78 et P79 sont parmi les
moins actifs avec des valeurs MIC et MBC similaires.
Le seul point commun entre les microorganismes testés et les cellules cancéreuses MDA-MB-
231 semble être leur sensibilité vis-à-vis des composés portant des chaînes aminées. Par
exemple le composé organique diaminé P305 et le composé ferrocénique P116 sont aussi
efficaces sur les microorganismes que sur les cellules cancéreuses. La transformation des
composés P15 et P116 en sels citriques P514 et P493 fait baisser légèrement leur activité
(Diminution de la concentration du principe actif). Le composé P493 a l’avantage d’être très
soluble dans l’eau.
U.P.M.C./U.S. 147
2010

Fe
P316
P67
Fe
P303 P314
H
N
O
O
O
Fe
C 15 H 31
O
C 15 H 31
O
P317
H
N
Discussion
U.P.M.C./U.S. 148
2010
O
H
N
O
Fe
Fe
P315
P66
Fe
P78 P79
Figure 69 : Produits utilisés pour l’estimation de l’activité des amides et des esters
P514
( )3 )3
P493
( )3 )3
( )3 )3
Figure 70 : Sels d’acide citrique des produits les plus actifs.
H
N
O
O
O
O
O
O
C C15H 15H 31
C 15 H 31
O
O
O

Discussion
En le transformant en composé glycosilé, le ferrocényl monohydroxy P85 originairement
moins efficace que le P5 (FcDiOH) contre les cellules tumorales MDA-MB-231 donne un
produit, P42, aussi efficace que lui. Le P44, dérivé glycosilé du du P5, est 40 fois moins actif
que ce dernier. Le P85 devient donc plus intéressant, même s’il est moins actifs, car il garde
la même efficacité, suite à sa formulation en sucre, qui améliore sa solubilité dans l’eau et
facilite sa future utilisation.
Il est également important de noter que la transformation des produits P5 et P85 en sucres ne
semble avoir aucun effet sur l’activité antimicrobienne qui reste la même pour tous les germes
à l’exception de Fusarium solani, qui devient résistant aux produits formulés.
Tableau 22 : Résultats biologiques des ferrocéniphénols et de leurs dérivés glycosilés
Produits
LogP0/w
(%) MDA-MB231/Contrôle
IC50 (10 -6 M)
Bactéries pathogènes pour les végétaux
CMI µg/ml
A. tumefaciens
CMB µg/ml
CMI µg/ml
P. savastanoi
CMB µg/ml
Champignons pathogènes aux végétaux
CMI µg/ml
F. Solani
CMB µg/ml
Bactéries pathogènes à l’Homme
CMI µg/ml
P. aeruginosa
CMB µg/ml
CMI µg/ml
S. aureus
CMB µg/ml
Champignons pathogènes à l’Homme
CMI µg/ml
C. albicans
CMB µg/ml
P44
4,65
96,9
+/- 0,9
25,3
+/- 9
U.P.M.C./U.S. 149
2010
P5
4,95
26,5
+/- 0,6
0,64
+/- 0,06
50
100
50
100

Discussion
En plus des produits aminés (Figure 66) qui ont donnés les meilleures activités que ce soit
contres les microorganismes pathogènes à l’Homme et aux végétaux ou les cellules tumorales,
quelques composés phénoliques (Figure 68) se sont avérés relativement efficaces contre les
microorganismes pathogènes aux végétaux, constat qui peut permettre à certains d’entres eux
de constituer une alternatives pour pallier les effets néfastes attribués à l’utilisation des
antibiotiques (Kumar, K. et al., 2005) et des pesticides (Barcelo, D., 1997) surtout qu’ils se
sont avéré, in vitro, aussi efficaces, voir meilleurs que la doxycycline, de la famille des
tétracycline, utilisée comme référence. D’autre part, le sels d’acide citrique du meilleurs
parmi eux (P493) s’est montré très actif in vivo, sur olivier, contre Pseudomonas savastanoi,
Agrobacterium tumefaciens et Fusarium solani.
Tableau 23 : Produits actifs contre les microorganismes nuisibles aux végétaux
Produits
Bactéries pathogènes pour les végétaux
CMI µg/ml
A. tumefaciens
CMB µg/ml
CMI µg/ml
P. savastanoi
CMB µg/ml
Champignons pathogènes aux végétaux
CMI µg/ml
F. Solani
CMB µg/ml
Produits
Bactéries pathogènes pour les végétaux
CMI µg/ml
A. tumefaciens
CMB µg/ml
CMI µg/ml
P. savastanoi
CMB µg/ml
Champignons pathogènes aux végétaux
CMI µg/ml
F. Solani
CMB µg/ml
Produits
Bactéries pathogènes pour les végétaux
CMI µg/ml
A. tumefaciens
CMB µg/ml
CMI µg/ml
P. savastanoi
CMB µg/ml
Champignons pathogènes aux végétaux
CMI µg/ml
F. Solani
CMB µg/ml
OC
P116
U.P.M.C./U.S. 150
2010
( )3 )3

Discussion
D’après le tableau précédent, il parait que c’est surtout la substitution « OH » qui est à
l’origine de l’activité des composés contre Fusarium solani, et que le ferrocène sous ces deux
formes donne des résultats meilleurs que le phényle ou les autres métaux.
Fusarium solani, est un champignons polyphage à l’origine de plusieurs dégâts dans le monde
végétal (Barreto, D. et al., 2003), impliqué également dans plusieurs pathologies humaines
(Caux, F. et al., 1993 ; Patoux-Pibouin, M. et al., 1992) et soupçonné être responsable de
plusieurs autres dégâts matériels tels que ceux engendrés à la grotte de LASCAUX
(Alabouvette, C. et al., 2009).
La série des amines a démontré une efficacité remarquables contre ce champignons et le sel
(P493) du meilleur produit organométallique (P116) s’est avéré in vivo si efficace sur olivier
contre ce germe réputé être résistant aux antifongiques de référence (Letscher-Bru, V. et
Herbrecht, R., 2003).
L’activité sélective de certains produits phénoliques contre Fusarium solani qui peut
constituer un avantage, lors d’une éventuelle utilisation aux champs, pour la préservation des
bactéries utiles du sol.
Nos produits peuvent donc constituer une solution pour pallier la résistance des différents
microorganismes et réduire l’utilisation des pesticides nuisibles à l’Homme à
l’environnement.
Les composés organiques et ferrocéniques, dérivés du tamoxifène, ont été donc testés sur
les microorganismes pathogènes à l’Homme et aux végétaux ainsi que sur des cellules
tumorales. Les résultats obtenus semblent montrer qu’il n’existe pas une corrélation entre
l’activité antitumorale et activités bactéricide et fongicide.
Les dérivés ferrocéniques et leurs analogues organiques ont des activités similaires sur les
bactéries et le champignon. Seuls les composés portant une chaîne aminée sont actifs. Il est
intéressant de noter que les composés diaminés sont aussi actifs que la doxycyline. Ils sont
même plus actifs que la doxycyline sur Candida albicans et Fusrium solani et possèdent donc
une activité antibiotique et antifongique.
U.P.M.C./U.S. 151
2010

Discussion
Par conséquent, nous concentrons notre future étude sur ce type de composés surtout qu’ils se
sont montrés efficace également contre les cellules tumorales hormono-indépendantes MDA-
MB231 (inhibition jusqu’à : P305, 2,45% ; P116, 5,1%).
Si le ferrocéne et particulièrement sa forme cyclique apparaissent indispensables pour
l’amélioration de l’activité antitumorale des produits synthétisés (Meilleure activité avec les
mêmes substitutions) alors qu’ils ne le sont pas autant pour l’activité antimicrobienne
(Nécessité de sa présence ou d’un phényle dans la structure et c’est plutôt la substitution qui
conditionne l’activité), son utilisation est intéressante, surtout en arboriculture, si on prend en
considération la toxicité du phényle, sa biodégradabilité et son apport fertilisant.
U.P.M.C./U.S. 152
2010

Il nous faut peu de mots pour exprimer l’essentiel ;
il nous faut tous les mots pour le rendre réel.
Paul Eluard (Eugène Grindel)

Conclusion générale
Notre présent travail a concerné la synthèse de plusieurs analogues du tamoxifène. La
majorité de ces analogues contiennent un groupement organométallique, le ferrocène, qui est
constitué de deux cycles cyclopentadiényles complexés par un atome de fer. Ces analogues
ferrocéniques de molécules biologiquement actives ont fait l’objet d’une étude biologique
comparative avec ceux organiques. Ces études ont portées sur l’effet antiprolifératif contre les
cellules tumorales du cancer du sein MDA-MB231, l’inhibition des tumeurs végétales de la
galle du collet causée par Agrobacterium tumefaciens ainsi que l’effet antimicrobien contre
divers microbes pathogènes aux animaux et aux végétaux.
La première partie de ce travail a été consacrée à la synthèse de divers analogues
ferrocéniques du tamoxifène. Ainsi, une série de composés phénoliques et non phénoliques de
la série des diaryl-ferrocényl-butènes, une série de complexes de Fe, de Ru, de Re et de Mn
du diphénol butène, une série d’amides analogues du ferrociphénol, une série d’amines d’aryl-
ferrocényl-butène et une série de composés diaminés organiques et ferrocéniques ont été
synthétisés. Pour les rendre plus soluble et pour faciliter leur utilisation les composés
phénoliques de la première série ont été formulés et protégés par des sucres, alors que les
composés diaminés de la cinquième série ont été transformés en sels d’acide citrique (Figure
71).
La seconde partie de ce travail a consisté à l’évaluation de l’effet biologique des différents
composés synthétisés. Ainsi, tous nos composés ont fait l’objet d’une détermination de leur
coefficient de partage, de leur aptitude à inhiber les cellules tumorales MDA-MB231 du sein,
ainsi que de leur effet antimicrobien à l’égard de germes pathogènes à l’Homme ou aux
végétaux. L’utilisation phytosanitaire de quelques produits, ayant démontrés une excellente
activité contre les différents microorganismes phytopathogènes utilisés, a été également
prospectée in vivo.
La troisième partie de ce travail, consacrée à la recherche, par une étude bioinformatique,
d’analogies entre les processus tumoraux animal et végétal a confirmé notre hypothèse et
a appuyé notre idée de l’éventuelle efficacité des composés organométalliques, connus
pour être actifs contre les cellules tumorales du cancer du sein, dans le traitement de la
galle du collet. L’existence des gènes impliqués dans le cancer du sein dans le règne
végétal en général et dans la pomme de terre en particulier, appuie l’utilisation des
U.P.M.C./U.S. 153
2010

Conclusion générale
cellules végétales (Ferrigni, N.H. et al., 1982) pour le screening de produits pouvant être
efficaces contre le cancer du sein.
P116
P5 P88 P314 P371
( )3 )3
( )3 )3
Fe
P29
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
O
O
U.P.M.C./U.S. 154
2010
OAc
OAc
OAc
OAc
P493
Figure 71 : Exemples des produits objets de notre étude
Les tests biologiques effectués au cours de ce travail ont démontré que les produits de la série
des composés diaminés sont des molécules prometteuses dans le traitement du cancer du sein
hormono-indépendant, et présentent également d’excellentes propriétés antibiotiques et un
excellent potentiel phytopharmaceutique. Nous avons démontré que le traitement des plants
d’olivier par ces composés a inhibé l’apparition des symptômes des maladies causées par les
microorganismes phytophatogènes (Agrabacterium tumefaciens, Fusarium solani et
Pseudomonas savastanoi). Ceci rend ces composés des bons candidats pour les traitements
phytosanitaires en arboriculture.
Compte tenu des résultats obtenus pour la molécule P116, une attention particulière a été
attribuée aux composés de cette série et différents composés analogues, ferrocéniques et
organiques, ont été synthétisés et testés (Figure 72)
( )3 )3
( )3 )3

( )3 )3
( )3 )3
P490 P305
OHTAM3
OH
( )3 )3 N
O
P15
( )3 )3
( )3 )3
P116
Conclusion générale
U.P.M.C./U.S. 155
2010
( )3 )3
P283
Figures 72 : Produits de la série des produits aminés les plus efficaces biologiquement
Le principal constat à retenir concerne la présence de la chaîne diméthylamino, comme pour
les produits OHTAM3, P305, P15 et P116, qui est essentielle pour l’activité antimicrobienne.
Les substituants OH, NH2, NHCOR, Br ou CN en position para ne joue pratiquement aucun
rôle.
Bien que les produits organiques P92, P246 et OHTAM3 soient inactifs sur les cellules
hormono-indépendantes MDA-MB-231, leurs analogues ferrocéniques P5, P35 et P15 sont
parmi les composés les plus efficaces avec des valeurs IC50 entre 0.5 µM et 0.8 µM. En plus,
l’activité antimicrobienne des couples composé organique/analogue ferrocénique P93/P85,
P92/P5, P246/P35, OHTAM3/P15 et P305/P116 montre clairement que le ferrocényle se
comporte comme un phényle. Le ferrocène (Particulièrement la forme cyclique
ferrocénophane), contrairement au phényle et aux autres métaux utilisés (Ru, Re, Mn) est
indispensable pour l’activité antitumorale. Cependant, il est clair que le métal ne joue pas un
rôle important dans l’activité antibiotique mais plutôt la substitution qui la conditionne.
Toutefois, le produit diaminé P490 confirme que la présence de Phényle ou de ferrocène est
indispensable pour l’activité antibiotique et antifongique.
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3

Une accumulation de faits n’est pas plus
une science qu’un tas de pierres n’est une
maison.
Henri Poincaré

P23
P15
OH
Fe
P38
P2 P5
( )3 )3
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
P28
Annexe 1
P17
Fe
P41
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 1
2010
P29
0H
O
P14
AcO OAc
OAc
AcO
O
O
O
OAc
OAc
OAc
Fe
( )4 )4
HOOC NH COOH
2
Citrate P17
OAc
P42
H O
0H
COO-
P35
HO OH
OH
HO
O
O

Fe
P44
HO
HO OH
O
O
O
OH
O
OH
OH
OH
OH
P47 P66
P67 P78 P79
P80 P85 P88 P89
P90 P92 P93
P116
( )3 )3
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 2
2010
( )3 )3

( )3 )3
P117 P239
P274 P277
P239 P246
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 3
2010
Fe
P283
P290 P303 P305
Fe
P314
H
N
O
P315 P316
P317 P318 P331
O
( )3 )3 NMe 2
O
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3 NMe 2

P346
P490
( )3 )3
( )3 )3
P512
( )3 )3
( )3 )3
P492
P371 P423
( )3 )3
( )3 )3
P493
P501 P514
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 4
2010
( )3 )3
( )3 )3
( )3 )3

2+
-
Sulphate de cuivre
P582
ZEKCN
OHTAM
CN
OH O OH O
OH
CH 3
H H
OH N
H H3C 3C CH 3
Doxycycline
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 5
2010
O
OH
( )3 )3
DP6
NH 2
ZEKBr
Br
Acide Tannique

Annexe 2
Annexe 2.1 : Milieu MG
Composition g/l
D-mannitol………………………….5
Acide glutamique…………………...2
KH2 PO4…………………………..0.5
Na Cl……………………………...0.2
Mg SO4 7H2O…………………….0.5
Agar……………………………….18
pH : 7.2
Annexe 2.2 : Milieu de Christensen
Composition g/l
Peptone trypsique……………………1
D(+)-glucose………………………...1
Chlorure de sodium………………….5
Phosphate monopotassique………….2
Rouge de phénol………………..0.012
Agar………………………………..12
pH : 7.4
Annexe 2.3 : Milieu PEs
Composition g/l
Peptone…………………………….10
Citrate de fer ammoniacale………….1
Esculine……………………………...1
Gélose……………………………...20
pH : 7.4
Annexe 2.4 : Réactif de Bénédicte
Solution A
Citrate de sodium…………..173g
Carbonate de sodium………100g
H2O distillée……………...850ml
Dissoudre dans 600ml par chauffage puis compléter à 850ml.
Solution B
Cu SO4………………………18g
H2O distillée……………..150ml
Dissoudre dans 100ml puis compléter à 150ml.
Ajouter lentement la solution B à la solution A
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 6
2010

Composé
Macro
MS
Macro
OM
Annexe 2.5 : Composition du milieu MT
Micro
OM
Vit
OM
Gly Glu Myo Sacc Agar Chélateur
de Fer
Annexes
MgSO4
Quantité 50 ml 50 ml 10 ml 1 ml 2 ml 10 ml 10 ml 30 g 8 g 10 ml 12,5 ml
Avec : Vit : Vitamine ; Gly : Glycine ; Glu : Glutamine ; Myo : Myoinositol ; Sacc : Saccharose
NH 4 NO 3
KNO 3
Annexe 2.6 : Composition des différents constituants (mg/l)
Ca Cl 2, 2H 2O
Mg SO 4, 7H 2O
KH 2PO 4
Ca(NO 3)4H 2O
KCl
Macro éléments
Chélateur de fer
Fe SO 4, 7H 2O
Na 2 – EDTA
Microéléments
H 3 BO 3
Mn SO 4, 4 H 2 O
Zn SO 4, 7 H 2O
KI
Na 2 Mo O 4, 2H 2 O
Cu S O 4, 5 H 2 O
Co Cl 2, 6H 2O
Vitamines et autres
Glutamine
Glycine
Inositol
Thiamine
Pyridoxine
Acide nicotinique
Acide Ascorbique
Biotine
Acide folique
U.P.M.C./U.S. A 7
2010
MS
(Murashige et Skoog)
1650.000
1900.000
440.000
370.000
170.000
-
-
27.850
37.250
6,200
22,300
8,600
0,830
0,250
0,025
0,025
200,000
2,000
100,000
0,100
0,500
0,500
0,000
0,000
0,000
OM (Olive Medium)
412.000
1100.000
440.000
1500.00
340.000
600.000
500.000
27.800
37.500
12,400
22,300
14,300
0,830
0,250
0,250
0,025
0,000
2,000
100,000
0,500
0,500
5,000
0,000
0,050
0,500

Niveau
Adhesion /mobilité cellulaire
Transduction du signal
Regulation transcriptionelle
Transport
Annexe 3
Annexes
Tableau 3.1 : Liste des protéines végétales homologues aux protéines impliquées dans le
Nom du gène
humain
Fonction du gène
humain
cancer de sein humain identifiées par blastp
N°accession de la
proteine humaine
N°accession de la
proteine
homologue
U.P.M.C./U.S. A 8
2010
Espèce
Fonction de la
proteine
homologue
FLNB Filamin NP_001157789 BAB62628 Riz hypothetical protein
MYH1 Myosin AAH22376 XP_002307152 Peuplier predicted protein
SPTAN1 Spectrin CAH71405 XP_002310148 Peuplier predicted protein
DBN1 Drebrin NP_004386 XP_001781130 Mousse predicted protein 0.054
TECTA Tectorin NP_005413 XP_002328137 Peuplier protein kinase
E value
1,00
E-06
3,00
E-152
2,00
E-09
Pourcentage
d'identité
Longueur de
proteine homologue
37% 990
36% 1173
32% 163
31% 2302
7.7 31% 560
VEPH1 PH domain AAH42159 NP_001152339 Maïs pleckstrin 0.004 32% 152
SBNO1 Monocyte protein AAH30544 XP_002518826 Ricin hypothetical protein 4,00E-138 52% 1281
DNASE1L3 Deoxyribonuclease AAH15831 NP_187074 Arabette transferase 0.62 28% 977
RAP1GA1 RAP1 GTPase activating protein NP_001139129 P80471
Pomme de
terre
EGFL6 EGF-like NP_001161362 CAB42872 Arabette Kinase 2
TP53 DNA binding supressor ACD01221 AAT42177 Maïs putative tumor protein
FLJ13479 DNA binding NP_001166141 XP_002327353 Peuplier hypothetical protein
SIX4 Homeobox BAA86223 ACF79236 Maïs unknown
KIAA0934 DIP2 homolog C NP_055789 CAN60761 Vigne hypothetical protein
chloroplastic 2.3 31% 326
3,00
E-07
4,00
E-14
4,00
E-14
8,00
E-05
3,00
E-33
43% 732
94% 224
28% 335
37% 359
25% 631
LRRFIP1 Interection LRR AAH19335 XP_002444282 Sorgo Hypothetical protein 0.048 24% 741
GLI1 DNA binding NP_001153517 XP_001760438 Mousse predicted protein
6,00
E-17
32% 185
ATP8B1 ATPase NP_005594 NP_189425 Arabette ATPase activity 0.0 39% 1174
CUBN obalamin receptory NP_001072 EEE61664 Riz hypothetical protein
GRIN2D Glutamate receptor NP_000827 AAD47833 Arabette
HDLBP Lipoprotein binding NP_005327 AAU90323
Pomme de
terre
ligand-gated channellike
1,00
E-05
5,00
E-23
30% 646
22% 941
KH domain 0.005 21% 533

Métabolisme cellulaire
Trafic intracellulaire
Métabolisme ARN
Autres
Inconnu
Annexes
NUP214 Nucleoporin NP_005076 XP_002283769 Vigne hypothetical protein 6,00 E -10 23% 1713
ACADM
Acyl-Coenzyme A
dehydrogenase
NP_000007 ACF84257 Maïs unknown
PRPS1 Pyrophosphate synthetase NP_002755 NP_001140669 Maïs hypothetical protein
CYP1A1 Cytochrome P450 NP_000490 AAD52195
Pomme de
terre
Cytochrome P450
ASL Argininosuccinate lyase NP_000039 XP_002283809 Vigne hypothetical protein
GALNT5
Acetylgalactosaminyltransferase
5
NP_055383 XP_002536504 Ricin hypothetical protein
OTOF Otoferlin NP_004793 XP_002461108 Sorgo C2-domain
LRBA Wesicle trafficking NP_006717 BAD45539 Riz LvsC-like
PLEKHA8 Phosphoinositide binding NP_116028 XP_002302032 Peuplier predicted protein
U.P.M.C./U.S. A 9
2010
6,00
E-63
5,00
E-77
8,00
E-87
3,00
E-103
6,00
E-05
1,00
E-08
2,00
E-151
3,00
E-12
37% 407
45% 399
76% 195
42% 525
25% 531
33% 562
36% 1476
44% 201
AEGP Endosomal glycoprotein NP_996803 CBI19051 Vigne 0.81 34% 376
SORL1 Sortilin-related NP_003096 XP_001773392 Mousse predicted protein 0.030 24% 1289
KIAA0427 NP_001135869 XP_001764043 Mousse predicted protein
DDX10 Box polypeptide 10 NP_004389 XP_002522952 Ricin
SP110 Nuclear body protein NP_004500 XP_002523656 Ricin
dead box ATPdependent
chromodomain
helicase
BRCA1 Breast cancer NP_009225 ACF35259 Arabette BREAST CANCER
MRE11A Meiotic recombination NP_005581 CAJ15653 Blé endo/exonuclease
FLJ40869 Endonuclease NP_001123481 ABG73449 Riz
KIAA0999 Serine/Threonine protein kinases NP_079440 BAA36298 Riz
serine/threonine
protein kinase
7,00
E-08
2,00
E-155
1,00
E-07
3,00
E-16
6,00
E-117
1,00
E-55
6,00
E-78
28% 815
57% 753
43% 2257
26% 674
40% 699
28% 629
43% 505
KIAA1632 Hypothetical protein NP_066015 XP_002308738 Peuplier predicted protein 1.3 20% 1440
MGC24047 Uncharacterized protein NP_849162
CBI29575 Vigne 3.7 27% 1053
CAN65248 Vigne hypothetical protein 6.2 39% 1384

Annexes
Tableau 3.2 : Liste des protéines végétales homologues aux protéines impliquées dans le
Nom du gène
humain
Fonction du
gène humain
cancer gastrique humain identifiées par blastp
N°accession
de la protéine
humaine
Longueur de
la protéine
humaine
KLF6 krueppel-like NP_001291 283 Aa
CASP10 caspase 10 NP_001221 479 Aa
MUTYH DNA glycosylase NP_036354 546 Aa
N°accession
de la protéine
homologue
U.P.M.C./U.S. A 10
2010
Espése
Fonction de la
protéine
homologue
XP_002529014 Ricin nucleic acid binding protein
E value
8,00
E-11
Pourcentage
d'identité
Longueur de
la protéine
homologue
42% 372 aa
XP_002465852 Sorgo hypothetical protein 2,00 E -10 31% 557 aa
CAL64380 Pêche putative neutral invertase 0.059 35% 418 aa
XP_002330026 Peuplier predicted protein 0.32 35% 507 aa
XP_002265027 Vigne hypothetical protein 1 E -83 41% 506 aa
CAN71629 Vigne hypothetical protein 2 E -82 39% 1031 aa
Tableau 3.3 : Liste des domaines conservés des protéines homologues recherchées par CDD
Nom du gène
humain
Fonction du
gène humain
N°accession
de la
protéine
homologue
FLNB filamin BAB62628
MYH1 Myosin
SPTAN1 Spectrin
DBN1 drebrin
VEPH1 PH domain
SBNO1 Monocyte protein
XP_002307
152
XP_002310
148
XP_002280
049
XP_002299
816
XP_002518
826
E value
1,00
E-06
3,00
E-152
2,00
E-09
0.96
0.003
0.0
dans le cancer du sein
Fonction de
la protéine
homologue
Hypothetical
protein
Predicted
protein
Predicted
protein
Predicted
protein
Predicted
protein
Hypothetical
protein
Longueur
protéine
homologue
990
Aa
1173
Aa
163
Aa
1019
Aa
144
Aa
1281
Aa
Position du
domaine
Nom du
domaine
Fonction du
domaine
106..183 Filamin Filamin
372..437 RRM RNA recognition motif
168..847 MYSc_type_VIII Myosin
21..157 TZ00184 calmodulin
23..85 EFh EF-hand
95..157 EFh EF-hand
501..663 DEXDc DEAD-like helicases
625..721 HELICc Helicase
660..797 SrmB RNA helicases
29..120 PH (PH) domain
E value CDD
6,00
E
-11
2,00
E
-12
1.0
e
-180
3,00
E
-23
2,00
E
-10
3,00
E
-10
5,00
E -49
1,00
E
-15
6,00
E
-20
5,00
E -14
274..424 DEXDc DEAD-like helicases 0.005
686..734 PHD PHD-finger
4,00
E -06
830..887 DEXDc DEAD-like helicases 0.007

DNASE1
L3
RAP1G
A1
deoxyribonuclease CBI29351 5.2 Hypothetical
protein
RAP1 GTPase activating
protein
XP_002318
047
EGFL6 EGF like EEC83832
FLJ1347
9
DNA binding ACR37588
SIX4 Homeobox ACF79236
KIAA09
34
LRRFIP
1
DIP2 homolog C CAN60761
lnterction LRR
GLI1 zinc finger
ATP8B1 ATPase
XP_002444
282
XP_001760
438
XP_002444
267
CUBN cobalamin receptory EEE61664
GRIN2D glutamate receptor EAZ02474
3.1
2,00
E-05
2,00
E-14
8,00
E-05
3,00
E-33
0.048
6,00
E-17
0.0
1,00E-
05
1,00
E-21
HDLBP Lipoprotein binding CAN67284 0.011
ACADM
acyl-Coenzyme A
dehydrogenase,
ACF84257
6,00
E-63
Predicted
protein
Hypothetical
protein
Unknown
unknown
Hypothetical
protein
Hypothetical
protein
predicted
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
unknown
1..84 Cu-oxidase oxidase
206..319 Cu-oxidase oxidase
338..491 Cu-oxidase oxidase
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 11
2010
761
Aa
481
Aa
716
Aa
349
Aa
359
Aa
631
Aa
741
Aa
185
Aa
1161
Aa
646
Aa
951
Aa
332
Aa
407
Aa
600..726 Cu-oxidase oxidase
29..101 Pex14_N Peroxisomal membrane
223..256 EGF_CA EGF-like
266..>2
97
EGF_CA EGF-like
391..651 TyrKc Tyrosine kinase,
393..656 PKc_like Protein Kinases
96..243 COG5048 Zn-finger
102..146 KNOX1 KNOX1 domain
153..204 KNOX2 KNOX2 domain
274..326 homeodomain DNA binding domains
45..487 AMP-binding AMP-binding enzyme
208..491 LuxE Acyl-protein synthetase
409..582 PRK05857 acyl-CoA synthetase
157..550 Smc ATPases
26..104 COG5048 Zn-finger
91..185 SFP1
Putative transcriptional
repressor regulating
G2/M transition
70..1155 ATPase-Plipid ATPase
166..400 E1-E2_ATPase E1-E2 ATPase
848..904 HAD_like
50..145 PA
33..427
PBP1_GABAb_re
ceptor
Haloacid dehalogenaselike
Protease-associated (PA)
domain
Ligand-binding domain
50..408 ANF_receptor ligand binding region
471..574 PBPb
periplasmic binding
proteins
591..840 Lig_chan Ligand-gated ion channel
687..809 PBPb
periplasmic binding
proteins
98..163 KH-I RNA-binding domain
29..406 CaiA
29..405 IVD
Acyl-CoA
dehydrogenases
Isovaleryl-CoA
dehydrogenase
1,00
E
-31
4,00
E
-30
1,00
E
-24
1,00
E
-17
7,00
E -16
9,00
E
-06
2,00
E
-04
3,00
E
-43
4,00
E
-40
4,00
E
-07
1,00
E
-16
3,00
E
-18
3,00
E
-08
1,00
E
-57
5,00
E
-06
8,00
E
-04
6,00
E -11
2,00
E -04
2,00
E -04
1.0
e
-180
5,00
E
-04
0.005
9,00
E -22
6,00
E -103
2,00
E -65
2,00
E -26
5,00
E -56
0.002
9,00
E -12
1.0
e -180
1.0
e -180

PRPS1
Pyrophosphate
synthetase 1
NP_001140
669
ASL argininosuccinate lyase XP_002283
809
GALNT
5
Acetylgalactosaminyltra
nsferase 5
XP_002536
504
OTOF Otoferlin EEE68441
LRBA vesicle trafficking
PLEKH
A8
Phosphoinositide binding
XP_002283
760
XP_002302
032
AEGP Endosomal glycoprotein XP_002284
416
SORL1 Sortilin-related receptor
KIAA04
27
DDX10 Box polypeptide 10
SP110 nuclear body protein
XP_001773
392
XP_001764
043
XP_001754
484
XP_002439
084
BRCA1 breast cancer AAD10669
MRE11
A
Meiotic recombination
XP_002447
179
5,00
E-77
3,00
E-103
6,00
E-05
1,00
E-08
1,00
E-147
3,00
E-12
1.0
0.030
7,00
E-08
2,00
E-154
2,00
E-07
1,00
E-15
1,00
E-116
hypothetical
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
hypothetical
protein
predicted
protein
predicted
protein
predicted
protein
predicted
protein
predicted
protein
hypothetical
protein
Hypothetical
protein
hypothetical
protein
75..388 PRK02812
ribose-phosphate
pyrophosphokinase
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 12
2010
399
Aa
525
Aa
531
Aa
584
Aa
3203
Aa
201
Aa
1049
Aa
1289
Aa
815
Aa
704
Aa
880
Aa
727
Aa
704
Aa
83..388 Pribosyltran
Phosphoribosyl
transferase domain
61..518 PRK00855 argininosuccinate lyase
84..517
Argininosuccinate
_lyase
Argininosuccinate lyase
59..268 GT_2_like_c Glycosyltransferase
71..573 COG5038
Ca2+-dependent lipidbinding
protein
285..388 C2 Protein kinase
1041..12
38
2453..25
00
2544..28
19
2851..29
91
1,00
E -165
6,00
E -176
1.0
e -180
7,00
E -170
2,00
E -37
6,00
E -32
8,00
E -20
LamG Laminin G domain 0.006
PH-like
Beach
WD40
21..160 GLTP
Pleckstrin homology-like
domain
Beige and Chediak-
Higashi domains
adaptor/regulatory
modules in signal
transduction
Glycolipid transfer
protein
99..172 Transgly Transglycosylase
220..329 B_lectin
399..492 S_locus_glycop
Bulb-type mannosespecific
lectin
S-locus glycoprotein
family
3,00
E -04
1,00
E -126
3,00
E -17
5,00
E -43
2,00
E -12
6,00
E -15
4,00
E-04
546..593 PAN_APPLE PAN/APPLE-like domain 0.002
696..887 S_TKc
Serine/Threonine protein
kinases
252..336 FN3 Fibronectin
365..467 FN3 Fibronectin
232..456 MIF4G MIF4G domain
642..750 MA3 MA3 domain
59..264 DEADc DEAD-box helicases
72..265 DEXDc helicases
277..408 HELICc Helicase
522..564 PHD PHD-finger
384..445 COG5141
505..578 BRCT
PHD zinc fingercontaining
protein
Breast Cancer Suppressor
Protein
15..409 Mre11 DNA repair protein
17..261 PP2Ac Protein phosphatase
2,00
E-45
4,00
E-12
2,00
E-11
6,00
E-41
4,00
E-18
1,00
E-62
1,00
E-39
7,00
E-19
1,00
E-07
3,00
E-04
1,00
E-06
4,00
E-120
2,00
E-48

FLJ4086
9
KIAA16
32
MGC240
47
Endonuclease EAZ09797
hypothetical protein
XP_002308
738
2,00
E-54
1.3
uncharactezed protein CAN65248 6.2
Hypothetical
protein
Predicted
protein
Hypothetical
protein
262..460 Mre11_DNA_bind Mre11 DNA-binding
446..508 PTZ00258 GTP-binding protein
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 13
2010
630
Aa
1440
Aa
1384
Aa
1..252 XPG
249..495 WD40
1057..12
60
nucleotide-excision repair
and transcription-coupled
repair of oxidative DNA
damage
adaptor/regulatory
modules in signal
transduction
1,00
E-67
1,00
E-41
3,00
E-09
COG4913 unknown 0.008
234..349 RT_LTR Reverse transcriptases
708..914 RT_nLTR_like
1213..12
53
1255..13
15
Non-LTR retrotransposon
and non-LTR retrovirus
reversetranscriptase
RVT_2 Reverse transcriptase
RVT_2
RNA-dependent
DNApolymerase
Tableau 3.4 : Liste des domaines conservés des protéines homologues recherchés par CDD
Nom du gène
humain
Fonction du
gène humain
N°accession
De la
protéine
homologue
APC DNA binding XP_002327055
IRF1
interferon
regulatory
CBI17756
KLF6 Krueppel-like XP_002465852
CASP10 Caspase 10 XP_002330026
MUTYH
DNA
glycosylase
XP_002265027
Fonction de
la protéine
homologue
hypothetical
protein
unnamed
protein product
hypothetical
protein
predicted
protein
hypothetical
protein
dans le cancer gastrique
E value
Longueur
protéine
homologue
0.008 918Aa
2.0 1100Aa
Position du
domaine
Nom du
domaine
Fonction du
domaine
2,00
E-27
1,00
E-18
4,00
E-17
1,00 E -
12
E value CDD
43..80 F-box F-box domain 2,00 E -04
422..519 ARM
598..713 ARM
680..754 ARM
119..263 P-loop NTPase
Armadillo/beta-
catenin-like repeats
Armadillo/beta-
catenin-like repeats
Armadillo/beta-
catenin-like repeats
Nucleoside
Triphosphate
Hydrolases
2,00 E -07
2,00 E -04
0.003
1,00 E -29
377..487 COG4886 LRR protein 2,00 E -08
2,00E-10 557Aa 474..552 COG5048 Zn-finger 0.003
0.32 507Aa 10..486 Bac_rhamnosid
Bacterial alpha-L-
rhamnosidase
1.0 e -180
1 E -83 506Aa 85..484 MutY DNA glycosylase 5,00E-85

Nom du gène
humain
Fonction du
gène humain
EGFL6
FLJ13479
GLI1
SPTAN1
Annexes
129..285 ENDO3c endonuclease III 3,00E-33
354..482 DNA_Glycosylase_C DNA glycosylase 3,00E-15
Tableau 3.5 : Liste des protéines homologues chez le peuplier et la vigne identifiées par
EGF like
DNA binding
DNA binding
Spectrin
N°accession
NP_001161362
NP_001166141
NP_001153517
CAH71405
N°accession de
la protéine
homologue
EEC83832
XP_00176043
8
XP_00176043
8
XP_00231014
8
N°accession de
la protéine_h
XP_00230484
1
XP_00228288
7
ABK96475
CBI29733
ABK96475
CBI29733
XP_00231478
6
blastp dans le cancer du sein
Espéce
Peuplier
Vigne
Peuplier
Vigne
Peuplier
Vigne
Peuplier
XP_00228522
3 Vigne
E value
Longueur de la
protéine_h
U.P.M.C./U.S. A 14
2010
Fonction de la
protéine_h
4 E -108 729 Aa predicted
protein
8 E -117 736 Aa
4,00E-
64
4,00E-
67
4,00E-
64
4,00E-
67
1,00E-
28
1,00E-
45
hypothetica
l protein
isoform 3
Position du
domaine
Nom du
domaine
166..273 WAK
285..>31
2
Fonction du
domaine
Wall-associated
kinase
E value CDD
1,00 E -08
EGF_CA EGF-like 0.001
393..662 S_TKc protein kinases 1,00 E -46
397..666 TyrKc Tyrosine kinase 9,00 E -47
282..316 EGF_CA EGF-like 2,00 E -08
407..690 S_TKc
412..690 Pkinase
Serine/Threonine
protein kinases
Protein kinase
domain
7,00 E -45
3,00 E -45
375 Aa unknown 81..199 COG5048 FOG: Zn-finger 0.001
371 Aa
unnamed
protein
product
113..250 COG5048 FOG: Zn-finger 5,00 E -05
375 Aa unknown 81..199 COG5048 FOG: Zn-finger 0.001
371
Aa
149
Aa
182
Aa
unnamed
protein
product
predicted
protein
hypothetica
l protein
113..250 COG5048 FOG: Zn-finger 0.001
1..63 EFh
EF-hand, calcium
binding motif
1.23 e -11
7..149 PTZ00184 calmodulin 4.89 e -29
1..63 EFh
EF-hand, calcium
binding motif
1.23 e -10

ACADM
CYP1A1
KIAA0999
acyl-Coenzyme A dehydrogenase
cytochrome P450
Serine/Threonine protein kinases
NP_00000
7
NP_00049
0
NP_07944
0
ACF84257
AAD52195
BAA36298
EEF12457
CBI22806
XP_00231400
4
CBI15433
Peuplier
Vigne
Peuplier
Vigne
XP_00230605
3 Peuplier
XP_00228399
9 Vigne
h : Homologue chez le peuplier et la vigne
1,00E-
37
8,00E-
37
3,00E-
12
1,00E-
15
0.0
0.0
Annexes
12..148 PTZ00184 calmodulin 5.05 e -14
U.P.M.C./U.S. A 15
2010
316
Aa
446
Aa
509
Aa
541
Aa
515
Aa
508
Aa
predicted
protein
hypothetica
l protein
flavonoid
3',5'hydroxylas
e
hypothetica
l protein
predicted
protein
hypothetica
l protein
1..294 ACAD
1..386 ACAD
Both mitochondrial
acyl-CoA
dehydrogenases
Both mitochondrial
acyl-CoA
dehydrogenases
1.77 e -63
3.46 e -
169
7..437 PLN02526 acyl-CoA oxidase 0,00 E +00
1..452 P450 Cytochrome P450
1..508 PLN00110
flavonoid 3',5'hydroxylase
(F3'5'H)
5.33 e -
108
0,00 E +00
50..419 p450 Cytochrome P450 4.89 e -67
1..250
STKc_AG
C
1..37 UBA
1..30 KA1
1..244 S_TKc
1..250
STKc_AG
C
1..37 UBA
1..30 KA1
1..244 S_TKc
1..37 UBA
1..30 KA1
1..244 S_TKc
Serine/Threonine
Kinases (STKs),
AGC (Protein
Kinases A, G and
C)
Ubiquitin
Associated
domain.
Kinase associated
domain 1.
Phosphotransferase
s
Serine/Threonine
Kinases (STKs),
AGC (Protein
Kinases A, G and
C)
Ubiquitin
Associated
domain.
Kinase associated
domain 1.
Phosphotransferase
s
Ubiquitin
Associated
domain.
Kinase associated
domain 1.
Phosphotransferase
s
8.49 e -69
6.94 e -05
9.59 e -05
1.17 e -89
2.71 e -67
1.54 e -04
2.06 e -04
1.51 e -88
1.52 e -04
2.17 e -04
1.45 e -88

Annexes
Tableau 3.6 : Liste des protéines homologues chez le peuplier et la vigne identifiées par
Nom du gène
humain
Fonction du
gène humain
KLF6
MUTYH
krueppel-like
DNA glycosylase
N°accession
NP_001291
NP_036354
N°accession
de la protéine
homologue
XP_002328766
XP_002321221
N°accession
de la
protéine_h
XP_002328766
blastp dans le cancer gastrique
Fonction de la
protéine _h
predicted
protein
Espéce
Peuplier
XP_002265428 hypothetical
protein Vigne
XP_002321221
predicted
protein
XP_002265027 hypothetical
protein
h : Homologue chez le peuplier et la vigne
Peuplier
Vigne
E value
0.0
2,00E-
153
0.0
9,00E-
158
U.P.M.C./U.S. A 16
2010
Longueur de
la protéine_h
378
Aa
Position du
domaine
Nom du
domaine
Fonction du
domaine
E value CDD
82..200 COG5048 Zn-finger 2,00 E -04
173..259 SFP1
Putative
transcriptional
repressor regulating
G2/M transition
0.009
77..194 COG5048 Zn-finger 5,00E-05
372
Aa 168..254 SFP1
480
Aa
506
Aa
Putative
transcriptional
repressor regulating
G2/M transition
0.002
40..445 MutY DNA glycosylase 1,00E-78
91..247 ENDO3c endonuclease III 2,00E-33
85..484 MutY DNA glycosylase 5,00E-85
129..285 ENDO3c endonuclease III 3,00E-33
354..482 DNA_Glycosylase_C DNA glycosylase 3,00E-15

Espèce
Peuplier
Vigne
Peuplier
Vigne
Espèce
Peuplier
Vigne
Tableau 3.7 : Alignement deux à deux entre séquences de peuplier et de vigne
N°accession
de la
proteine
homolgue
EEC83832 (homologue de EGFL6)
XP_002310148
(homologue de SPTAN1 humain)
N°accession
de la
proteine
homolgue
XP_002328766 (homologue de KLF6)
N°accession
de la
proteine de
départ
XP_002304841
XP_002282887
XP_002314786
XP_002285223
N°accession
de la
proteine de
départ
Cancer de sein
N°accession
de la 2émé
proteine
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 17
2010
Score
XP_002309699 550 bits
XP_002309698 530 bits
XP_002328208 612 bits
Expect
1,00
E-160
1,00
E-154
2,00
E-179
Pourcentage
d'identité
Pourcentage
des positives
316/699 (45%) 432/699 (61%)
311/709 (43%) 428/709 (60%)
365/704 (51%) 449/704 (63%)
XP_002304840 748 bits 0.0 415/698 (59%) 498/698 (71%)
XP_002282869 1442 bits 0.0 710/725 (97%) 713/725 (98%)
XP_002284688 917 bits 0.0 459/755 (60%) 571/755 (75%)
XP_002284700 838 bits 0.0 436/752 (57%) 560/752 (74%)
XP_002265582 666 bits 0.0 334/681 (49%) 455/681 (66%)
XP_002312460 276 bits
XP_002305867 132 bits
XP_002317881 128 bits
CAN70198 366 bits
XP_002274476 119 bits
XP_002282075 126 bits
Cancer gastrique
N°accession
de la 2émé
proteine
Score
8,00
E-80
3,00
E-36
3,00
E-35
1,00
E-106
2,00
E-32
2,00
E-34
Expect
136/149 (91%) 141/149 (94%)
70/147 (47%) 98/147 (66%)
64/137 (46%) 91/137 (66%)
180/182 (98%) 182/182 (100%)
66/142 (46%) 90/142 (63%)
61/145 (42%) 95/145 (65%)
Pourcentage
d'identité
Pourcentage
des positives
XP_002328766 ABK96475 645 bits 0.0 330/367 (89%) 342/367 (93%)
XP_002265428 CBI29733 669 bits 0.0 357/358 (99%) 357/358 (99%)
Pourcentage
des lacunes
68/699
(9%)
83/709
(11%)
43/704
(6%)
47/698
(6%)
3/725
(0%)
25/755
(3%)
26/752
(3%)
26/681
(3%)
0/149
(0%)
11/147
(7%)
1/137
(0%)
0/182
(0%)
7/142
(4%)
0/145
(0%)
Pourcentage
des lacunes
3/36
7
(0%)
1/358
(0%)

Espèce
Peuplier_Vigne
Peuplier_Vigne
Espèce
Peuplier_Vigne
Tableau 3.8 : Alignement deux à deux entre peuplier et vigne
N°accession
de la
proteine
homolgue
EEC83832
(homologue de EGFL6)
XP_002310148
(homologue de SPTAN1 humain
N°accession
de la
proteine
homolgue
XP_002328766 (homologue de KLF6)
N°accession
de la
proteine de
départ chez
le peuplier
XP_002304841
XP_002314786
N°accession
de la
proteine de
départ chez
le peuplier
XP_002328766
ABK96475
Cancer de sein
N°accession
de la 2émé
proteine
chez la vigne
Annexes
U.P.M.C./U.S. A 18
2010
Score
Expect
Pourcentage
d'identité
Pourcentage
des positives
Pourcentage
des lacunes
XP_002282887 529 bits 3,00E-154 309/699 (44%) 422/699 (60%) 54/699 (7%)
XP_002282869 527 bits 7,00E-154 310/702 (44%) 425/702 (60%) 57/702 (8%)
XP_002284688 561 bits 4,00E-164 324/716 (45%) 436/716 (60%) 55/716 (7%)
XP_002284700 542 bits 2,00E-158 320/706 (45%) 435/706 (61%) 51/706 (7%)
XP_002265582 534 bits 8,00E-156 315/701 (44%) 428/701 (61%) 57/701 (8%)
CBI32420 122 bits 4,00E-33 61/139 (43%) 92/139 (66%) 6/139 (4%)
XP_002285223 122 bits 3,00E-33 61/139 (43%) 92/139 (66%) 6/139 (4%)
CAN70198 122 bits 3,00E-33 61/139 (43%) 92/139 (66%) 6/139 (4%)
XP_002274476 145 bits 2,00E-40 71/137 (51%) 97/137 (70%) 1/137 (0%)
XP_002282075 136 bits 2,00E-37 70/140 (50%) 96/140 (68%) 3/140 (2%)
Cancer gastrique
N°accession
de la 2émé
proteine
chez la vigne
Score
Expect
Pourcentage
d'identité
Pourcentage
des positives
Pourcentage
des lacunes
XP_002265428 542 bits 5,00E-159 284/365 (77%) 314/365 (86%) 7/365 (1%)
CBI29733 536 bits 4,00E-157 283/365 (77%) 314/365 (86%) 8/365 (2%)
XP_002265428 543 bits 3,00E-159 282/362 (77%) 309/362 (85%) 4/362 (1%)
CBI29733 537 bits 2,00E-157 281/362 (77%) 309/362 (85%) 5/362 (1%)

On ne connaît pas complètement une
science tant qu’on n’en sait pas
l’histoire.
Auguste Comte

[A]
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