Étude de la variabilité morpho-écologique, phytochimique et activités biologiques et pharmacologiques de Withania frutescens (L.) Pauquy

Abstract

Withania frutescens (L.) est une espèce autochtone et négligée des zones aride et semi-aride. Cette espèce est encore présente dans les milieux naturels de la Région Fès-Meknès. Notre objectif global vise de la caractérisation de la variabilité morpho-écologique, phytochimique de l‟espèce au niveau de quatre stations, l‟évaluation des activités biologiques des extraits et des huiles essentielles, et les applications pharmaceutiques, notamment celle du mucilage pour l‟encapsulation des huiles essentielles et des antibiotiques. Des prospections de terrain et une enquête ethnobotanique ont été réalisées dans le but de connaitre la répartition de l‟espèce et ses usages traditionnels par les populations autochtones. L‟étude écologique (sol, topographie climat, flore) a été entreprise dans le but de la caractérisation du milieu et de la variabilité des caractères morphologiques et histologiques en rapport avec les conditions microclimatiques. L'étude de la variabilité spatio-temporelle des polyphénols totaux a été réalisée à l‟aide du réactif de Folin-ciocalteu suivie de l‟identification des composés phénoliques par GC-MS après silylation. Afin de valoriser et de valider l‟usage traditionnel de la plante par la population autochtone, les extraits (feuilles et racines) ont été évalués pour leur activité antioxydante, antimicrobienne, antiinflammatoire et antidiabétique après une étude de la toxicité aigu et subaigu. Par ailleurs, le pouvoir pharmacologique et environnemental des huiles essentielles a été évalué par l‟activité antioxydante, antimicrobienne, insecticide et anticorrosive. Les potentialités nutritionnelles ont été évaluées par ICP, de même, les mucilages de W. frutescens ont été isolés et séparés par une chromatographie sur colonne. Ils ont été caractérisés par Infrarouge, RMN, Cosy et HBMC afin de sélectionner une structure moléculaire de ces mucilages. Cette molécule a été utilisée comme une matrice d‟encapsulation des huiles et des antibiotiques. La caractérisation du milieu physique a révélé que W. frutescens peut vivre sur différents types de sol au niveau de l‟étage bioclimatique semi-aride. Le cortège floristique a révélé que la flore des zones d'étude est composée de 74 espèces de 32 familles, avec une dominance des herbacés annuelles. La morphométrie et l‟histométrie de W. frutescens a montré une différence dans la largeur des touffes, la longueur de la plante et l‟épaisseur des tissus en rapport avec les conditions miroclimatiques. La multiplication par germination a présenté un taux de 88,49%. L‟enquête ethnobotanique a révélé que la plante est utilisée, malgré sa rareté, comme un traitement naturel contre certaines infections. Le criblage phytochimique des feuilles et des racines a montré la richesse de l‟espèce en composés phytochimiques, et le suivi annuel de la teneur des polyphénols totaux dans les quatre stations a révélé que la concentration de ces composés varie d‟une station à l‟autre. Un total de 59 composés a été identifié pour la première fois par GC-MS après une silylation. L‟évaluation du pouvoir antioxydant et antimicrobien a montré que l‟extrait hydroalcoolique des racines est plus efficace que celui des feuilles. L‟évaluation de la toxicité des extraits n‟a montré aucune modification des paramètres biochimiques du sérum et au niveau des organes des animaux. L‟évaluation des effets thérapeutiques des deux extraits a montré un pouvoir antiinflammatoire, une efficacité cicatrisante et une activité antidiabétique. L‟évaluation des activités biologiques des huiles essentielles et de l‟hydrolat de la plante étudiée, a montré que l‟hydrolat a un pouvoir antioxydant et antimicrobien moins important que celui des huiles essentielles. Alors que ces dernières ont montré un pouvoir anticorrosif et une efficacité insecticide avec une faible concentration. L‟évaluation des potentialités nutritionnelles et des applications pharmaceutiques de la plante a montré d‟une part que la poudre des feuilles est riche en minéraux, qu‟elle renferme 17 acides aminés, et 12 vitamines. Et d‟autre part l‟optimisation de l‟extraction du mucilage a révélé un rendement de l‟ordre de 92,155%. Sa séparation sur colonne chromatographique a permis de révéler 10 fractions, qui ont été analysées par Infrarouge, RMN, COSY, HBMC. Nous avons pu purifier et caractériser, pour la première fois, une molécule du mucilage. Les résultats de l‟encapsulation des nanoparticules ont prouvé que ce mucilage est une bonne matrice d‟encapsulation des huiles essentielles et des antibiotiques.