Synthèse chimique, extraction, purification et propriétés neuroprotectrices des anthocyanes

 

Charles Ramassamy

Institut national de la recherche scientifique [INRS]

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

Les polyphénols sont des molécules qui ont des structures diverses et complexes. Ils sont présents dans les fruits et légumes et sont divisés en flavonoïdes et non-flavonoïdes. Les principales sous-classes de flavonoïdes sont des flavones, flavonols, flavan-3-ols, isoflavones, flavanones et anthocyanidines. Des études épidémiologiques ont montré une corrélation entre la consommation de flavonoïdes et la prévention des maladies chroniques telles que les maladies neurodégénératives. Par conséquent, le défi est d'identifier de nouveaux polyphénols bioactifs. De plus, différentes stratégies ont été développées pour comprendre et explorer les propriétés des polyphénols sur la santé.

La maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative liée à l'âge qui affecte plus de 40 millions de personnes dans le monde. La MA est une maladie multifactorielle caractérisée par la formation des plaques amyloïdes et des dégénérescences neurofibrillaires (DNFs) dans différentes régions du cerveau. Le stress oxydatif joue également un rôle important dans la MA. Depuis une dizaine d'années, la recherche sur les effets neuroprotcteurs des polyphénols, sur leur efficacité dans la prévention du déclin cognitif et dans le traitement de la MA représente un sujet de recherche prometteur. À ce propos, quelques polyphénols et leurs métabolites sont capables de passer la barrière hémato-encéphalique à des concentrations pharmacologiques. De façon intéressante, plusieurs polyphénols sont en mesure de cibler les mécanismes neuropathologiques de la MA. Comme la MA est d'origine multifactorielle, notre hypothèse est que le traitement de la MA nécessite une formulation pour cibler plusieurs voies pathologiques simultanément. Nous avons récemment développé une formulation spécifique (MAF14001) contenant un mélange de quatre anthocyanidines/ACNs spécifiques, i.e., peonidin, pelargonidin 3-O-glucoside, cyanidin 3-O-glucoside, and malvidin 3-O-glucoside. Nous avons démontré que le MAF14001 possède des propriétés antioxydantes et neuroprotectrices plus puissantes que les composés individuellement, ou d'autres ACNs ou d'extraits ACNs avec une action synergique.

Sur la base de ces résultats prometteurs, nous proposons les trois objectifs suivants :

  1. Tester l'efficacité in vivo du MAF14001 sur un modèle animal présentant différents aspects de la MA avec des études comportementales suivies de l'analyse des mécanismes in vivo par lesquels la formulation MAF14001 induit ses effets protecteurs;
  2. Synthétiser et purifier les ACNs et les anthocyanidines à l'échelle du gramme dont la disponibilité représente la limite majeure pour les tests in vivo, les études cliniques et l'exploitation commerciale du MAF14001. Ainsi, la nature cationique et la relative instabilité  des ACNs demeure un critère clé pour la purification de ces composés naturels qui justifie leurs prix élevés (>100$/mg/Sigma-Aldrich); 
  3. Isoler de nouveaux anthocyanidines et ACNs à partir d'une espèce unique de canneberge sauvage et d'étudier leurs propriétés antioxydantes et neuroprotectrices.

Le succès de ce travail va ouvrir des perspectives pour la commercialisation du MAF14001 pour prévenir le déclin cognitif ou pour ralentir la progression de la MA. De plus, les résultats de l'objectif 3 vont permettre de mettre en évidence de nouveaux polyphénols pour des applications biomédicales.