Isolation des métabolites secondaires et activité d'inhibition du mélanome des champignons endophytes Chaetomium Globosum S10
Les endophytes désignent un groupe de micro-organismes qui vivent dans les tissus végétaux sains mais ne provoquent pas d'infections ni de maladies. Ils favorisent non seulement la résistance des plantes au stress, comme la tolérance au sel, la tolérance à la sécheresse, la tolérance au froid et la résistance aux insectes, mais contiennent également de riches groupes de gènes de synthèse de métabolites secondaires, qui sont devenus une source importante pour le criblage de produits naturels structurellement diversifiés. Le riz sauvage de Dongxiang (Oryza rufipogon Griffith.) est le riz sauvage le plus septentrional du monde, que l'on ne trouve que dans le comté de Dongxiang, dans la province de Jiangxi. En raison de son statut sauvage à long terme et de la sélection naturelle, il présente d'excellentes caractéristiques telles que la résistance au stress, la résistance aux maladies et aux ravageurs, la résistance au froid, la tolérance à la sécheresse et un rendement élevé. Notre groupe de recherche a mené une étude systématique sur la diversité des champignons endophytes dans le riz sauvage de Dongxiang à un stade précoce, et a découvert qu'il contient non seulement d'abondants champignons endophytes, mais aussi des résultats de détection du gène PKS et d'inhibition de l'activité des agents pathogènes végétaux qui montrent qu'il contient d'abondants métabolites secondaires actifs. Des recherches supplémentaires sont nécessaires.
Cette étude se concentre sur une souche de Chaetomium globosum S10 endophyte isolée à partir de riz sauvage à Dongxiang, et effectue une culture de fermentation sur cette souche. Il a été constaté de manière préliminaire que son bouillon de fermentation a une certaine activité inhibitrice sur les cellules tumorales. D'après la littérature, la chaetoglobosine est la principale substance utilisée par Chaetoglobosin pour inhiber les cellules tumorales. Afin d'approfondir l'étude des composés ayant une activité inhibitrice sur les tumeurs dans le bouillon de fermentation de S10, nous avons isolé et purifié leurs métabolites secondaires, identifié les structures des composés isolés et effectué des tests d'activité inhibitrice sur les mélanomes afin de découvrir des composés actifs potentiels. Ces résultats sont très importants pour l'enrichissement des métabolites secondaires et de la diversité fonctionnelle des Sphingomonas.

C. Globosum est un champignon appartenant à la famille des Trichomycteridae et au genre Trichomycetes. Depuis l'isolement des Sphingomonas A et B de Globosum, plus de 400 métabolites secondaires actifs structurellement nouveaux ont été découverts dans le genre Sphingomonas. Ces composés comprennent principalement des cétones azotées, des terpènes, des esters, des flavonoïdes, des isocoumarines, etc. Parmi eux, les Sphingomonas et les composés azonés représentent la grande majorité, tandis que d'autres composés tels que les isocoumarines sont rarement isolés. Seuls Yan et al. ont isolé le composé isocoumarinique prochaetoviridin A à partir de Sphingomonas dérivés du Ginkgo biloba. Dans cette étude, trois composés azonés, la chaetomugiline D (3), la chaetomugiline S (4) et la chaetoviridis A (5), ainsi qu'un composé alcaloïde commun, la coumarine A (6), ont été isolés à partir de la bactérie en 108. Parallèlement, le composé isocoumarine 6-hydroxymellein (2) et le composé naphtoquinone 6-O-demethyl-5-deoxyfusarubin (7) ont été isolés du champignon du genre Trichoderma pour la première fois. La 6-Hydroxymellein (2) est un intermédiaire biosynthétique courant, et les micro-organismes peuvent synthétiser de nombreux analogues structurels en l'utilisant comme précurseur. Cela suggère que le génome de S10 pourrait contenir des groupes de gènes de polykétide synthase (PKS) apparentés. Une exploration plus poussée des métabolites secondaires de la S10 pourrait permettre d'isoler de nouvelles structures et activités de composés.
Sept composés ont été isolés et purifiés à partir du Globosum S10, et leurs activités biologiques ont été largement rapportées. Parmi eux, les composés 3 et 4, qui sont des composés azonés tels que la chaetomugiline D (3), la chaetomugiline S (4) et la chaetoviri dins A (5), peuvent inhiber efficacement la croissance des plantules. Par exemple, les composés 3 et 4 isolés par Wang et al. à partir d'un champignon dérivé du Ginkgo biloba ont un effet inhibiteur significatif sur la croissance des semis, et leur IC50 est inférieur à celui du glyphosate, un herbicide à large spectre. Ils doivent donc être développés pour devenir des herbicides naturels et respectueux de l'environnement. Le composé 5 présente une bonne activité antifongique et un bon effet inhibiteur sur les bactéries à disque nucléaire. Ses effets préventifs et thérapeutiques sont comparables à ceux du carbendazime, un fongicide à large spectre. La globuline A (6) a également montré une bonne activité anticancéreuse. Knudsen et al. ont découvert que le composé 6 isolé de Penicillium pouvait être utilisé comme médicament potentiel pour traiter la leucémie lymphocytaire chronique (LLC). Dans des conditions de culture de tissus lymphoïdes simulés, il présente également une induction significative de l'apoptose des cellules CLL. À l'heure actuelle, il n'existe aucun rapport sur l'activité de la 6-O-déméthyl-5-désoxyfusarubine (7), mais son analogue, la lignée drépanocytaire, a pour effet d'inhiber la prolifération des lignées de cellules tumorales sanguines et d'augmenter l'apoptose des cellules. Cette étude a évalué les effets inhibiteurs des composés sur les cellules de mélanome B16. Les résultats ont montré qu'à l'exception du composé 2, les six autres composés n'avaient aucun effet inhibiteur sur les cellules de mélanome B16.
Jusqu'à présent, la 6-hydroxyméline (2) n'a été isolée qu'à partir des champignons endophytes Daldinia Eschscholtzii et Aspergillus terreus dans les mangroves, et on a constaté qu'elle avait des effets inhibiteurs sur le développement du pollen d'Arabidopsis. En outre, Yang et al ont découvert que le composé 2 n'a aucun effet inhibiteur sur la lignée cellulaire du cancer du sein humain MDA-MB-231 et la lignée cellulaire du cancer du pancréas humain PANC-1, mais seulement une faible activité inhibitrice sur la lignée cellulaire du cancer du poumon non à petites cellules A549 et la lignée cellulaire du cancer du foie humain BEL-7402, avec des IC50 de 170,6mg/L et 315,0mg/L respectivement. Cette étude a d'abord révélé que la 6-hydroxymellein (2) a une bonne activité inhibitrice sur les cellules de mélanome B16, avec une CI50 de 2,24 μ mol/L. Le mélanome, tumeur maligne de la peau courante en clinique, présente un degré élevé de malignité, est facile à métastaser et le taux d'incidence augmente d'année en année. Par conséquent, la découverte d'une nouvelle activité de la 6-hydroxymelleine (2) est utile à la recherche et au développement de médicaments thérapeutiques pour le mélanome et fournit une nouvelle idée pour le développement de médicaments pour le traitement du mélanome.