Antibiofilm activity of lichen secondary metabolites

Les bacteries buccales n'infectent pas seulement la bouche mais y resident. Elles peuvent egalement passer dans la voie sanguine et atteindre des organes secondaires. S’il n'est pas traite, le biofilm dentaire peut provoquer une inflammation destructrice dans la cavite buccale, entrainant de graves complications medicales. Dans ce biofilm, Streptococcus gordonii, colonisateur oral primaire, constitue la plate-forme sur laquelle des colonisateurs pathogenes tardifs comme Porphyromonas gingivalis, l'agent causal des maladies parodontales, se lieront. L'objectif de la premiere partie de la these etait de determiner l'activite antibacterienne de onze composes de lichens appartenant a differentes familles chimiques, pour decouvrir de nouveaux antibiotiques pouvant combattre ces bacteries buccales. Nous avons montre que trois composes avaient des activites antibacteriennes prometteuses. L'acide psoromique enregistrait les CMIs le plus faibles. De nouveaux analogues de butyrolactone ont ensuite ete concus et synthetises sur la base des composes antibacteriens licheniques connus, les acides lichesteriniques, en substituant differents groupes fonctionnels sur le cycle butyrolactone pour ameliorer son activite sur S. gordonii et P. gingivalis. Parmi les derives, B-12 et B-13 avaient la plus faible CMI ou ils se sont reveles etre des bactericides plus forts, 2 a 3 fois plus, que l'antibiotique, doxycycline. B-12 et B-13 etaient egalement les plus efficaces vis-a-vis de P. gingivalis. La cytotoxicite de ces 2 composes a ensuite ete verifiee contre les cellulaires epitheliales gingivales humaines et les macrophages. Ils ne presentaient pas de toxicite contre les cellules testees. Une etude preliminaire de relation structure-activite a revele le double role important apporte par deux substituants, chaine alkyle en C5 et groupe carboxyle en C4 positions, dans leur mecanisme d'action. Ceci a ete suivi par l'etude de l’activite antibiofilmique de B-12 et B-13 contre les deux souches orales en utilisant un test de cristal violet et microscopie confocale. Les deux derives ont montre, a une concentration plus faible, une inhibition maximale de la formation du biofilm, LCMI, de 9.38 μg/mL contre S. gordonii et 1.17 μg/mL contre P. gingivalis. Cependant, lorsque des concentrations sous-inhibitrices de B-12 et B-13 ont ete utilisees, nous avons demontre que les deux souches etudiees pouvaient former des biofilms in vitro, accompagne d’une diminution de l'expression des genes impliques dans l'adhesion et la formation de biofilm. Pour mieux comprendre les mecanismes d'action des butyrolactones, nous avons etudie la localisation bacterienne du compose B-13 en synthetisant un B-13 marque au NBD (4-nitro-benzo [1,2,5] oxadiazole) fluorescent conservant son activite antibacterienne. Par microscopie confocale et HPLC, nous avons montre que ce compose se lie a la surface cellulaire de S. gordonii. Ensuite, B-13 induit une rupture de la paroi cellulaire conduisant a la liberation des constituants bacteriens et par consequent, a la mort de S. gordonii, une bacterie Gram-positive. L'expression de deux genes, murA et alr, impliques dans la synthese de la paroi cellulaire, a ete modifiee en presence de cette butyrolactone. Les bacteries Gram negatives telles que P. gingivalis ont egalement montre des cellules abimees presentant une rupture de la paroi en presence de B-13, ce qui suggere que cette butyrolactone agit sur des Gram-positives et Gram-negatives avec une plus grande efficacite contre les Gram-negatives. En outre, nous avons egalement demontre que l'analogue de B-13, B-12, induit une perturbation de la morphologie de P. gingivalis et S. gordonii. Toutes ces etudes ont demontre que les butyrolactones derivees de lichen peuvent etre proposes comme des composes antibacteriens puissants contre les agents pathogenes oraux qui causent des complications medicales graves.