N° d‟ordre--------- UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU ***************** ECOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES ***************** LABORATOIRE DE BIOCHIMIE ET DE CHIMIE APPLIQUEES (LABIOCA) THESE UNIQUE Présentée par Mindiédiba Jean BANGOU Diplômé en Etudes Approfondies Pour obtenir le grade de Docteur de l’Université de Ouagadougou Option: Sciences Appliquée (Plantes médicinales et Phytothérapie) Spécialité: Biochimie et Chimie des Substances Naturelles Thème ETUDE PHYTOCHIMIQUE et ACTIVITES BIOLOGIQUES des tiges feuillées de Lantana camara L. et de Lippia chevalieri Moldenke: deux VERBENACEAE du BURKINA FASO Soutenu le 09 juin 2012 Devant le jury composé de: Président : Pr. Ambaliou SANNI, Professeur Titulaire, Université d‟Abomey-Calavi, Benin Membres : Pr. Innocent Pierre GUISSOU, Professeur Titulaire, Université de Ouagadougou, Burkina Faso Pr. Emmanuel BASSENE, Professeur Titulaire, Université Cheick Anta Diop (UCAD), Sénégal Pr. Odile Germaine NACOULMA/OUEDRAOGO, Professeur Titulaire, Université de Ouagadougou, Burkina Faso DEDICACE A la mémoire de : Mon grand-père Yaldia GBANGOU, Homme de sagesse et de tradition, ancien combattant de la 1ère et 2ème guerre mondiale (1981). Ma grand-mère Miyéba NABA sa première épouse (29 mars 2004). Ma grand-mère Possibo ONADJA* sa deuxième et dernière épouse (16 avril 2001), accoucheuse villageoise. Mon oncle Yemtema GBANGOU, le fils ainé de la famille (30 Avril 1987). Mon défunt père Frédéric Bouampoundi BANGOU (17 octobre 2002 à 2h du matin à 44 ans), juste après son service militaire. A ma petite famille : Bouama Alex Maire, Mélayé Esther Félicia et leur mère Kabou Evéline KOHO. Ma mère Mimboaba NABA. A ma famille et parents dans le désordre : Apollinaire, Grégoire, Simani THIOMBIANO, Apollinaire LOMPO …..et Possibo Dorcas, Ahadi, Thérèse, Marimpo, Tani, Evariste T.D., Yombo, Modiédi, Yamdié, Polinli, Clarisse, Emma, Boaris, Maïga Alidou, Ouoba Daniel, Adeline…… Pour votre soutien moral et matériel et pour vos encouragements tout au long de ces années. Dédicace spéciale à El’Adj Issaka SINOU pour son soutien financier sans faille tout au long de ce travail, et ce depuis le DEA. A tous ceux qui, d’une manière ou d’une autre, ont contribué à l’aboutissement de ce travail. i REMERCIEMENTS Ce travail a été réalisé au laboratoire de Biochimie et de Chimie Appliquées (LABIOCA) de l’Unité de Formation et de recherche en Science de la Vie et de la Terre de l’Université de Ouagadougou grâce au soutien financier du Conseil Interuniversitaire de la Communauté française de Belgique/ Commission Universitaire pour le Développement (CIUF/CUD) à travers la bourse d’Excellence (2009-2012). J’adresse mes remerciements: Au Professeur Odile Germaine NACOULMA/OUEDRAOGO ma directrice de Thèse, pour m’avoir accueilli dans votre laboratoire, avoir guidé mes premiers pas dans la recherche et avoir cultivé en moi la passion de la biochimie. Je vous remercie également pour votre disponibilité à notre endroit et votre assistance sans faille. Ce qui nous a permis d'acquérir beaucoup d’expériences dans l’exécution des travaux scientifiques. Professeur, permettez nous de vous remercier aussi en tant que mère car, au delà du rôle de Directrice de thèse, j'ai trouvé en vous une mère qui s'est toujours souciée de ses enfants. Au Professeur Ambaliou SANNI, qui, malgré ses nombreuses occupations a accepté d’évaluer ce travail et de présider mon jury de soutenance. Merci pour tout l’intérêt que vous avez accordé à ce travail. Au Professeur Innocent Pierre GUISSOU, pour avoir accepté d’évaluer ce travail, malgré ses nombreuses occupations. Merci pour tout l’intérêt que vous avez accordé à ce travail. Au Professeur Emmanuel BASSENE pour avoir accepté d’être membre de mon jury, malgré ses nombreuses occupations. Merci pour tout l’intérêt que vous avez accordé à ce travail. Au Professeur Jérôme Germain SAWADOGO, pour avoir accepté d’évaluer ce travail, malgré ses nombreuses occupations. Merci pour tout l’intérêt que vous avez accordé à ce travail. Au Professeur Almaraz-Abarca Norma, l’auteur responsable de la méthode du dosage des flavonols totaux, pour avoir permis la réalisation des études HPLC-DAD dans le Département Centro Interdisciplinario de Investgacion para el Desarrollo Integral Regional, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Durango. Becaria COFAA ; Sigma 119, Fraccionamiento 20 de Noviembre II, Durango, Dgo., 34220, México. Au Dr. Félix KINI pour sa contribution à l’intéprétation des Profils chromatographique HPLC-DAD. A Madame YOUGBARE-ZIEBROU M. pour sa participation à l’étude de l’activité antibactérienne. A madame Emma YAMEOGO, Major du Laboratoire du CMA de Kossodo, pour avoir permis la quantification des ions dans nos extraits de plantes. Je remercie très particulièrement le Professeur Jeanne MILLOGO-RASOLODIMBY et le Professeur Boukaré ZEBA toujours disponible pour ce qui concerne nos travaux. Vous aviez été d’un soutien inestimable. Vous ii avez facilité l’exécution de certains travaux de cette thèse. Vos conseils, votre disponibilité ont donné un élan à l’aboutissement de ce travail. Je remercie le Professeur Hassanata MILOGO pour ces multiples conseils. Je remercie tous les aînés, dans le désordre: Dr LAMIEN-MEDA Aline, Dr KIENDREBIOGO Martin, Dr HILOU Adama, Dr LAMIEN Charles Euloge, Dr TIBIRI André, Dr SAWADOGO Wantaga, Dr MEDA N. T. Roland, Dr Moussa, Dr OUATTARA Monique, Dr SESSOUMA Bintou, et surtout à mon jeune frère depuis le Brésil : le Dr COULIDIATI Hervé Tangbadioa. Parmi ces personnes je tiens à remercier très particulièrement Dr Martin KIENDREBEOGO, Dr MEDA N. T. Roland et Dr COMPAORE Moussa pour leurs conseils pratiques et participation active à toutes les activités de ce travail. Mes remerciements vont également à tous les enseignants- chercheurs, les techniciens et l’administration de l’UFR/SVT de l’Université de Ouagadougou pour leurs aides multiformes et enseignements reçus lors de mes cycles de formation. Je remercie mes collègues du laboratoire de Biochimie et de Chimie Appliquées pour leur contribution à travers les conseils et suggestions mais aussi pour leur agréable compagnie et leurs soutiens; dans le désordre: Samson, Micheline, Harouna, Bagora, Eric, Ahmed, Hubert, Emmanuel, Kiessoum, Nabèrè, Jonas, Mariam. C’est l’occasion pour moi de remercier également tous mes aînés et amis de l’UFR/SVT, pour leur franche collaboration tout au long de ces années. J’exprime mes sincères remerciements à : A la famille OUEDRAOGO, particulièrement au Colonel Kassoum pour ses sages conseils et soutien multiformes qui m’ont galvanisé. A la famille SINOU, particulièrement à El’Adj Issaka SINOU pour son soutien financier sans faille tout au long de ce travail, et ce depuis le DEA. A monsieur Aziz TRAORE pour son soutien et encouragement tout au long de ces années de labeur. A la grande famille GBANGOU à travers le chef du village, sa Majesté Yimbilima de KOMADOUGOU. Je remercie mon ami de tous les jours, monsieur MILLOGO Walter. iii RESUME Lantana camara L., Lippia chevalieri Moldenke, (Verbenaceae) sont des herbacées largement utilisées en médecine traditionnelle au Burkina Faso et dans certains pays d‟Afrique, d‟Amériques et d'Asie. La composition en huiles essentielles de ces plantes est connue et les activités biologiques associées. Mais il existe peu de données sur celle des polyphénols et de leurs activités, d‟où la nécessité de cette étude afin de justifier leurs utilisations en médecine traditionnelle. Les investigations phytochimiques de L. camara et L. chevalieri au moyen des tests en tubes et des coupes histochimiques ont permis de mettre en évidence les flavonoïdes, tanins, stérols/triterpènes et les saponosides dans les deux espèces. Les alcaloïdes ont été détectés uniquement dans L. camara. La CCM nous a permis d‟identifier l‟acide caféique dans les extraits méthanoliques des deux plantes et la rutine dans celui de L. chevalieri. Les meilleures teneurs en phénoliques totaux et en tanins ont été obtenues par L. chevalieri avec respectivement 17,88 ± 0,90 mg EAG et 7,62 ± 0,37 mg EAT pour 100 mg extrait. Par contre L. camara a présenté la plus forte teneur en flavonoïdes (8,28 ± 0,77 mg EQ/100 mg extrait). La méthode d‟analyse par HPLC-DAD nous a permis de mettre en évidence les acides : cinnamique (11), rosmarinique (2), phénols (2) ainsi que la lutéoline (2), saponarine (1) et les flavones (8) dans les deux extraits de plantes. Les teneurs des quatre ions dosés ont varié de 0,41 ± 0,02mmol/L (Ca2+) à 4,81 ± 0,10 mmol/L (K+). En ce qui concerne le criblage des activités biologiques, L. chevalieri a montré la meilleure activité antioxydante. En effet, le pouvoir antiradicalaire par la méthode DPPH a donné une IC de 50 6,23 ± 0,15 µg/mL et la capacité réductrice des ions ferriques (FRAP), 15,26 ± 0,11 mmol EAA/g. Pour ce qui concerne les activités antibactériennes, Le meilleur diamètre d‟inhibition a été obtenu avec L. camara sur S. flexneri (12,33 ± 0,35 mm). Cette activité a concerné 17 souches bactériennes et une concentration de 25 µg mL-1 a été utilisée. Les activités des polyphénols "in vitro" sur la GST, la XO, l'AChE et la CE ont montré des inhibitions intéressantes. La meilleure inhibition est obtenue par l‟extrait de L. camara sur la CES (50,20 ± 3,05 %) pour des concentrations tests de 100 µg mL-1. L‟extrait de L. chevalieri a présenté également des inhibitions intéressantes sur la GST (42,99 ± 3,03 %), suivi de l‟AChE (39,26 ± 2,18 %) et de la CES (37,68 ± 1,18 %). L‟ensemble de ces activités peuvent justifier leur usage dans le traitement du paludisme, de la dysenterie, des dermatoses, des maladies inflammatoires et des hépatites. Mots-clés: Verbenaceae, phytochimie, phénoliques, tanins et flavonoïdes totaux, activité antioxydante, enzymes, bactéries. iv ABSTRACT Lantana camara L. and Lippia chevalieri Moldenke, are Verbenaceae largely used in folk medicine in Burkina Faso, in certain African, American and Asian countries. The composition out of essential oils of these plants is known and the associated biological activities. But there exists little of data on that of polyphenols and their activities, from where need for this study in order to justify their uses in traditional medicine. Phytochemical investigation showed that methanolic extracts of L. camara and L. chevalieri are rich in phenols acids and flavonoids.The general characterization tests were permitted to detect flavonoids, tanins, sterols/triterpenes and the saponosides in the two species. The alkaloids were detected only in L. camara.Histochemical study showed alkaloids and flavonoids in the extract of L. camara; and polyphenolics/tannins like flavonoids in the extract of L chevalieri. TLC enabled us to identify the caffeic acid in the methanolic extracts of the two plants and rutin in the extract of L chevalieri. The best contents of totals phenolic and tanins were obtained by L chevalieri 17.88 ± 0.90 mg EAG/100 mg and 7.62 ± 0.37 mg EAT/100 mg extracted, respectively.On the other hand L. camara presented more the content of flavonoids (8.28 ± 0.77 mg EQ/100 mg extracted) and the total flavonol low value (0.18 ± 0.01 mg EQ/100 mg extracted. The method of analysis by HPLC- DAD was permitted to detect different acids: cinnamic (11), rosmarinic (2), phenols (2) as well as the luteolin (2), saponarin (1) and flavones (8) in the two extracts of plants.The contents of the four proportioned ions varied from 0.41 ± 0.02mmol/L (Ca2+) to 4.81 ± 0.10 mmol/L (K+). With regard to the sifting of the biological activities, L chevalieri showed the best antioxydant activity.Indeed, the antioxidant capacity by DPPH method gave 6.23 ± 0.15 µg/mL and the reducing capacity of the ions ferric (FRAP) was 15.26 ± 0.11 mmol EAA/g. Concerning the antimicrobial activities, the best diameter of inhibition was obtained with L. camara on S. flexneri (12.33 ± 0.35 mm)This activity related to 17 bacterial stocks and a concentration of 25 µg ml -1 were used.Polyphenolics activities "in vitro" on the GST, the XO, the AChE and the CES showed interesting inhibitions. Best inhibition is obtained by the extract of L. camara on CES (50.20 ± 3.05 %) for concentrations tests of 100 µg ml-1. The extract of L chevalieri also presented interesting inhibitions on the GST (42.99 %), followed of AChE (39.26 %) and the CES (37.68 %). These activities can justify their use in the treatment of malaria, dysentery, skin disease, inflammatory and hepatitis. Key words: Verbenaceae, phytochemistry, phenolic, tannins and flavonoids, antioxidant activity, enzymes, bacteria. v LISTE DES PUBLICATIONS Publication en rapport avec la thèse Bangou M.J., Kiendrebeogo M., Méda N.T.R., Coulibaly A.Y., Compaoré M., Zeba B., Millogo-Rasolodimby J. and Nacoulma O.G. (2011). Evaluation of Enzymes Inhibition Activities of Medicinal Plant from Burkina Faso. Pak. J. Biol. Sci., 14 (2) 99-105. Mindiédiba Jean Bangou, Martin Kiendrebeogo, Moussa Compaoré, Ahmed Yacouba Coulibaly, Nâg-Tiero Roland Meda, Norma Almaraz Abarca, Boukaré Zéba, Jeanne Millogo- Rasolodimby and Odile G. Nacoulma. (2011). Enzymes inhibition effect and polyphenolic content of medicinal plant extracts from Burkina Faso. J. Biol. Sci., 11 (1) 31-38. M.J. Bangou, N. Almaraz-Abarca, N.T.R. Méda, B. Zéba, M. Kiendrebéogo, J. Millogo- Rasolodimby, O.G. Nacoulma (2012). Polyphenolic composition of Lantana camara and Lippia chevalieri, and their Antioxidant and Antimicrobial Activities. International Journal of Phytomedicine (soumis). M.J. Bangou, N.T.R. Méda, Y.D. Coulidiaty, M. Kiendrebéogo, B. Zéba, J. Millogo- Rasolodimby and O.G. Nacoulma. Antibacterial and Antioxidant Activities of five Verbenaceae species from Burkina Faso. Current Research Journal of Biological Sciences (accepté) Autre publication Meda Nậg-Tiéro Roland, Konaté Kiessoun, Bangou Mindiédiba Jean, Kiendrebeogo Martin, Boukaré Zéba, Millogo-Rasolodimby Jeanne and Nacoulma Odile Germaine. (2011). Antibacterial and Anti-inflammatory Activities of Galls and Leaves from Balanites aegyptiaca (L.) Del. (Balanitaceae). Asian Journal of Pharmaceutical and Biological Research, 1(3), 289-295. LISTE DES POSTERS Bangou M.J., Méda N.T.R., Compaoré M., Traoré A., et Nacoulma O.G. (2001). Inhibition de la glutathion-S-transférase, de l‟acétylcholinestérase, de la carboxylestérase et de la xanthine oxidase par les extraits méthanoliques de Sclerocarya birrea (A. Rich) Hochst. Université de Ouagadougou, 3ème édition JPO, Février 2011. (Compétition) Mindiédiba Jean Bangou, Moussa Compaoré, Nâg-Tiero Roland Meda, et Odile Germaine Nacoulma. (2011). Enzymes inhibition effect and polyphenolic content of medicinal plant extracts from Burkina Faso. Université de Ouagadougou, 3ème édition JPO, Février 2011. vi LISTE DES ABBREVIATIONS AChE : Acétylcholinestérase ACh : Acétylcholine ADN : Désoxyribonucléique AIS : Anti-inflammatoire stéroïdiens AINS : Anti-inflammatoire non stéroïdiens AMPc : Adénosine monophosphate cyclique ARN : Ribonucléique ATB : Antibiotique ATCC : American Type Culture Collection ATCI : Iodure d‟acétylthiocholine ATP : Adénosine-5‟-triphosphate CAF : Citrate d‟Ammonium Ferrique CAT : Catalase CCM : Chromatographie sur couche mince CDNB : 1-Chloro-2,4-dinitrobenzène CEF : Chloroforme-Acétate d‟éthyle-Acide formique CES : Carboxylestérase CIB : Centre d‟information sur la Biodiversité CMB : Concentration minimale bactéricide COX : Cyclo-oxygénase CMI : Concentration minimale inhibitrice DAD : Détecteur UV à barrette diodes DGISS : Direction Générale de l‟Information et des Statistiques Sanitaires DHHDP : Déshydrohéxahydroxydiphénique DMSO : Diméthylsulfoxide DNTB : 5, 5‟-dithiobis-2-nitrobenzoïc acid DO : Densité optique DPPH : 2,2-diphényl-1-picrylhydrazyl DTNB : Acide 5,5‟-dithiobis-2-nitrobenzoïque EAG : Equivalent Acide Gallique EAT : Equivalent Acide Tannique vii EOR : Espèces oxygénées réactives EC : Enzyme Commission EQ : Equivalent Quercétine FADH : Flavine adénine dinucléotide 2 FCR : Folin Ciocalteu Reagent FMN : Flavines mononucléotides FRAP : Ferric reducing antioxidant power GPx : Glutathion peroxydase GSH : Glutathion GST : Glutathion S-transférase HHDP : Héxahydroxydiphénique HPLC : Chromatographie en phase liquide à haute performance HTA : Hypertension Artérielle IC : Concentration inhibitrice 50 50 INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie LABIOCA : Laboratoire de biochimie et de chimie appliquée LPS : Lipopolysaccharide MA : Maladie d‟Alzheimer MM : Macéré Méthanolique MTT : 3 [4,5-diméthylthiazol-2yl] -bromure de diphenyltétrazolium NADPH : Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate. NADH : Nicotinamide adénine dinucléotide ROS : Reactives oxygen species SIDA : Syndrome de l‟Immuno-déficience Acquise SOD : Super oxyde dismutase TEAC : Trolox Equivalent Antioxidant Capacity TNF : Tumor necrosis factor TPA : Tetradecanoylphorbol-13-acétate TXA : Thromboxane UV : Ultra violet VIH : Virus de l‟immunodéficience humaine XO : Xanthine oxydase viii SOMMAIRE DEDICACE ............................................................................................................................i REMERCIEMENTS .............................................................................................................ii RESUME .............................................................................................................................. iv ABSTRACT ........................................................................................................................... v LISTE DES PUBLICATIONS ............................................................................................. vi LISTE DES POSTERS ......................................................................................................... vi LISTE DES ABBREVIATIONS.......................................................................................... vii SOMMAIRE ......................................................................................................................... ix LISTE DES FIGURES ....................................................................................................... xiii LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................... xiv LISTE DES PHOTOS ........................................................................................................ xiv INTRODUCTION ................................................................................................................ ix INTRODUCTION .................................................................................................................1 PARTIE I: GENERALITES.................................................................................................. x Chapitre 1: Présentation de Lantana camara L. et Lippia chevalieri Moldenke ..........................4 I.1. Lantana camara L........................................................................................................................ 4 I.1.1. Classification selon Cronquist (1988) ...................................................................................... 4 I.1.2. Description ............................................................................................................................. 4 I.1.3. Habitat et historique ................................................................................................................ 6 I.1.4. Utilisations traditionnelles ....................................................................................................... 7 I.2. Lippia chevalieri Moldenke .......................................................................................................... 7 I.2.1. Classification selon Cronquist (1988) ...................................................................................... 7 I.2.2. Description ............................................................................................................................. 8 I.2.3. Habitat et historique .............................................................................................................. 10 I.2.4. Utilisation traditionnelles ...................................................................................................... 10 Chapitre II: Etudes antérieures sur Lantana camara L. et Lippia chevalieri Moldenke ........... 10 II.1. Etudes phytochimiques sur les deux espèces ............................................................................... 10 II.1.1. Mono- et sesquiterpènes.................................................................................................... 10 II.1.2. Les triterpènes .................................................................................................................. 12 II.1.3. Les glycosides iridoïdes .................................................................................................... 13 II.1.4. Furanonaphthoquinones .................................................................................................... 14 II.1.5. Les flavonoïdes................................................................................................................. 15 II.1.6. Glycoside phenyl éthanoïde .............................................................................................. 16 II.1.7. Les composés miscellanées ............................................................................................... 16 II.2. Etudes pharmacologiques sur les deux espèces ........................................................................... 17 II.2.1. Activités antimicrobienne et antiparasitaire ....................................................................... 17 ix