Screening of natural molecules of cosmetic interest by combining analytical, bioinformatic and metabolomic tools
Criblage de molécules naturelles d’intérêt cosmétique par combinaison d’outils analytiques, bioinformatiques et métabolomiques
Résumé
Natural products of plant origin have emerged a major source of bioactive compounds for the cosmetic industry. However, the determination of the active ingredient, i.e. identification, isolation and testing of each molecule, is complex, long and tedious taking into account molecular diversity of the extracts. In this context, this PhD work focuses on the combination of analytical, bioinformatic and metabolomic tools in order to develop simple, rapid and efficient approaches to target and identify molecules of interest. Consequently, this work initially conduced to the implementation of quantitative molecular networks in order to study the accumulation of specialized metabolites in flax cell callus. Then, to develop a metabolomic study by UHPLC-HRMS, associated with the information of dereplication and structural similarities obtained by molecular networks in order to highlight chemical variations by statistical analyses, and to characterize the discriminating compounds of two plants extracts at different stages of development. Finally, to establish a combination of molecular networks and fractionation by centrifugal partition chromatography for the phytochemical characterization of two plant extracts having shown biological properties interesting for cosmetic applications by chemical, enzymatic and cellular assays. This combination made it possible to obtain and test simplified fractions thus facilitating the screening and identification of the molecules responsible for the biological activity of studied plant extracts.
Les produits naturels d'origine végétale sont devenus une source majeure de composés bioactifs pour les industries cosmétiques. Cependant, la détermination du principe actif, c'est-à-dire l'identification, l'isolement et le test de chaque molécule, est complexe, longue et fastidieuse compte tenu de la diversité moléculaire des extraits. Dans ce contexte, ces travaux de thèse portent sur la combinaison d’outils analytiques, bioinformatiques et métabolomiques dans le but de développer des approches simples, rapides et efficaces pour cibler et identifier des molécules d’intérêt. Par conséquent, ces travaux ont conduit d’abord à la mise en place de réseaux moléculaires quantitatifs afin d’étudier l’accumulation de métabolites spécialisés dans des cals cellulaires de lin. Ensuite, au développement d’une étude métabolomique par UHPLC-HRMS, associée aux informations de déréplication et de similarités structurales obtenues par les réseaux moléculaires afin de mettre en évidence les variations chimiques par des analyses statistiques, et de caractériser les composés discriminants de deux extraits de plante à différents stades de développement. Enfin, à l’association des réseaux moléculaires et du fractionnement des extraits par chromatographie de partage centrifuge pour la caractérisation phytochimique de deux extraits de plante ayant montré des propriétés d’intérêt pour des applications cosmétiques par des tests chimiques, enzymatiques et cellulaires. Cette combinaison a permis d’obtenir et de tester des fractions simplifiées facilitant ainsi le criblage et l'identification des molécules responsables de l’activité biologique des extraits de plante étudiés.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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