De Artemisia annua L. aux artémisinines: La découverture et le développement des artémisinines et des agents antipaludiques 9782759823949

Citation preview

De Artemisia annua L. aux artémisinines La découverte et le développement des artémisinines et des agents antipaludiques

De Artemisia annua L. aux artémisinines La découverte et le développement des artémisinines et des agents antipaludiques

Youyou Tu Professeur Académie chinoise des sciences médicales chinoises Pékin Chine

“From Artemisia annua L. to Artemisinins. The Discovery and Development of Artemisinins and Antimalarial Agents” was originally published in English in 2017. This translation is published by arrangement with Elsevier Inc. EDP Sciences is solely responsible for this translation from the original work. © 2019 Chemical Industry Press, published by Elsevier Inc., under an exclusive license with Chemical Industry Press, in association with the B&R Book Program.

Imprimé en France

ISBN (papier) : 978-2-7598-2219-5 – ISBN (ebook) : 978-2-7598-2394-9 Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal. © EDP Sciences, 2019

Table des matières

À propos de l’auteure 17 Liste des contributeurs 19 Avant-propos 21 Préface 29 L’histoire de la découverte de l’artémisinine 33  Partie 1  Artemisia annua L.

45

 Chapitre 1  • Introduction 47 1 L’histoire de l’Artemisia annua L. et son efficacité contre le paludisme 48 Références 52  Chapitre 2   • Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue 53 1 Une révision du nom chinois de la plante d’armoise douce 53 2 Étude de marché sur le commerce de l’Herba Artemisiae Annuae 55 3 Plantes d’origine d’Artemisia annua L. et ses cinq congénères confondus 56 3.1 Artemisia annua L. 56 3.2 Artemisia apiacea Hance 57 3.3 Artemisia scoparia Waldst. et Kit. 58

5

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3.4 Artemisia capillaris Thunb 59 3.5 Artemisia japonica Thunb 60 3.6 Artemisia eriopoda Bunge 60 4 Études pharmacognostiques et physicochimiques de l’Artemisia annua L. et ses cinq congénères confondus 61 4.1 Artemisia annua L. 62 4.2 Artemisia apiacea Hance 68 4.3 Artemisia scoparia Waldst. et Kit. 70 4.4 Artemisia capillaris Thunb 73 4.5 Artemisia eriopoda Bunge 75 4.6 Artemisia japonica Thunb 77 5 Chromatographie en couche mince (CCM) 83 6 Étude des constituants chimiques de l’A. annua L. et de ses congénères confondus 85 7 Recherche dynamique sur les constituants chimiques de l’A. annua L. 89 Références 93  Chapitre 3   • Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme 95 1 Recherches sur les ingrédients antipaludiques actifs dans les herbes 96 1.1 Exploration et identification 96 1.2 Recherche sur la pharmacodynamie du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L. 99 1.3 Recherches sur la sécurité du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L. 100 1.4 Première étude sur l’efficacité clinique du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L. 103 2 Séparation et purification de l’ingrédient actif (artémisinine) et détermination de son efficacité antipaludique et de sa structure chimique 107 2.1 Découverte de l’artémisinine 107 2.2 Recherches sur la sécurité de l’artémisinine et la détermination de l’effet antipaludique clinique 109 2.3 Identification de la structure chimique de l’artémisinine 113 3 Première mesure de la configuration absolue de l’artémisinine avec diffusion anormale de l’atome d’oxygène en Chine 116 3.1 Expérience et traitement de données 116 3.2 Détermination de la structure 118 3.3 Modification de la structure 122 3.4 Détermination de la configuration absolue 124

6

Table des matières

 Chapitre 4   • Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L. 133 1 Terpénoïdes 134 1.1 Composés sesquiterpènes 134 1.2 Autres terpénoïdes 138 2 Autres composés 140 2.1 Coumarines 140 2.2 Flavonoïdes 140 2.3 Composés aliphatiques et énynes 142 2.4 Autres composés 142 3 Analyse par chromatographie en phase gazeuse des huiles volatiles 144 Références 147  Chapitre 5   • Études sur le contrôle de la qualité du Qinghao 149 1 Artémisinine 149 1.1 Identification de l’artémisinine dans le Qinghao par CCM 149 1.2 Détermination de l’artémisinine dans le Qinghao (partie aérienne de l’Artemisia annua L.) 150 2 Scopolétine 154 2.1 Identification de la scopolétine dans le Qinghao par CCM 154 2.2 Détermination de la scopolétine dans le Qinghao (partie aérienne de l’Artemisia annua L.) 155 Référence 157  Chapitre 6   • Études sur les actions pharmacologiques de l’Artemisia annua 159 1 Études sur les actions antipyrétiques, résistantes à la chaleur, antiinflammatoires, analgésiques et antimicrobiennes de l’Artemisia annua 160 1.1 Portion d’eau extraite 161 1.2 Portion extraite par solvant 170 1.3 Test anti-inflammatoire de scopolétine 170 1.4 Tests antimicrobiens 173 1.5 Test de toxicité aiguë 175 2 Études sur les actions pharmacologiques des huiles volatiles de l’Artemisia annua 176 2.1 Études sur les actions expectorantes, antitussives et antiasthmatiques 176 2.2 Tests de toxicité des huiles volatiles de l’Artemisia annua 177 2.3 Études de formulation 179 2.4 Études cliniques 180

7

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3

Progrès dans les études sur l’action pharmacologique et l’application clinique de l’Artemisia annua 181 3.1 Fonction d’immunomodulation 182 3.2 Activité antischistosomIque 182 3.3 Action antivirale 182 3.4 Action antimicrobienne 183 3.5 Action anti-endotoxine 183 3.6 Action pharmacologique des ordonnances de l’Artemisia annua 184 3.7 Activité anti-appétante contre les parasites 185 3.8 Autres activités biologiques et applications cliniques 185 Références 186

 Chapitre 7   • Études sur la culture et le développement de l’Artemisia annua L. 189 1 Caractéristiques biologiques de l’Artemisia annua et de son développement 189 1.1 Culture d’Artemisa annua 189 1.2 Physiologie de la reproduction de Artemisia annua 192 1.3 Physiologie et biochimie de Artemisia annua 192 1.4 Fonctions structurales, biochimiques et physiologiques des trichomes glandulaires de Artemisia annua 194 1.5 Amélioration génétique 195 2 Culture tissulaire de Artemisia annua 196 2.1 Induction du calus et régénération de l’installation 196 2.2 Détermination de la teneur en artémisinine 197 3 Cultures de racines poilues de Artemisa annua L. 197 3.1 Cultures de racines poilues, de racines non transformées et de calus 198 3.2 Sélection de lignées de racines poilues à haut rendement d’artémisinine 198 3.3 Dynamique de la croissance et de la biosynthèse d’artémisinine de la racine poilue de Artemisa annua 199 4 Induction des grappes d’épis de Artemisa annua L. 200 4.1 Facteurs influençant l’induction des grappes d’épis Artemisia annua 200 4.2 Régulation des facteurs physico-chimiques sur la croissance des grappes d’épis et la biosynthèse d’artémisinine 203 4.3 Effets de la lumière, de la température et du cycle de croissance sur la croissance des grappes d’épis et la biosynthèse de l’artémisinine 206 5 Production d’artémisinine dans les bioréacteurs 208

8

Table des matières

6

Reproduction dans l’espace de Artemisia annua L. 209 6.1 Sélection de la souche à haut rendement 210 6.2 Culture en milieu naturel d’une souche spatiale SP-18 à haut rendement 210 6.3 Comparaison de la teneur en artémisinine des plantes SP-18 dans le Sud et dans le Nord de la Chine 211 Remerciements 212 Références 213

 Chapitre 8   • Ingénierie métabolique de Artemisia annua L. 215 1 Avancées dans la régulation moléculaire de la biosynthèse de l’artémisinine 215 1.1 La voie biosynthétique de l’artémisinine 216 1.2 Enzymes apparentées de la biosynthèse de l’artémisinine 219 1.3 Régulation génique de la biosynthèse de l’artémisinine 225 2 Mise en place du système de transformation génétique de Artemisia annua 226 2.1 Transformation génétique médiée par le plasmide Ri de Artemisia annua 226 2.2 Transformation génétique de Artemisia annua induite par le plasmide Ti 229 3 Transformation génétique de Artemisia annua par les gènes hétérologues et leurs influences sur la biosynthèse de l’artémisinine 231 3.1 Cultures racinaires poilues et analyse de la teneur en artémisinine de l’Artemisia annua transformée par le gène de la cadinène synthétase du coton (CAD) 231 3.2 Culture de racines poilues transformées par le gène FPS (Cotton Farnésyl-pyrophosphate Synthétase) et analyse de la teneur en artémisinine 233 3.3 Transformation par Ti de Artemisia annua Avec un gène recombinant de la farnésyl-Diphosphate synthétase (FPS) et une analyse de la teneur en artémisinine 234 4 Clonage et analyse fonctionnelle des gènes impliqués dans la biosynthèse d’artémisinine 235 4.1 Clonage et analyse enzymatique du gène de la farnésyldiphosphate synthétase (FPS) de Artemisia annua 235 4.2 Clonage moléculaire, expression de Escherichia coli, et analyse moléculaire du gène Amorpha-4,11-diène Synthétase (ADS) de Artemisia annua 238 4.3 Clonage moléculaire, expression de Escherichia coli et organisation génomique du gène de la squalène synthétase (SQS) de Artemisia annua 242

9

De Artemisia annua L. aux artémisinines

5

Effets de la surexpression de Artemisia annua farnésyl-pyrophosphate synthétase sur la teneur en artémisinine dans Artemisia annua 247 5.1 Vecteur d’expression végétale recombinante et détection moléculaire des plantes transgéniques 248 5.2 Analyse de l’activité enzymatique du FPS et de l’artémisine dans le contenu de l’Artemisia annua transgénique 248 5.3 Effets de la surexpression du FPS endogène sur la régulation de la biosynthèse de l’artémisinine 249 6 Effets de la surexpression du gène ADS sur la régulation de la biosynthèse de l’artémisinine 250 7 Effet de l’expression du gène antisens squalène synthétase sur l’augmentation de la teneur en artémisinine dans Artemisia annua 252 7.1 Détection de la teneur en squalène dans les plantes transgéniques 252 7.2 Détection de la teneur en artémisinine dans les plantes transgéniques 253 7.3 Régulation de la biosynthèse d’artémisinine par l’expression du gène antisens squalène synthase 253 8 Effet de l’expression du gène antisens b-caryophyllène synthétase sur l’augmentation de la biosynthèse de l’artémisinine chez Artemisia annua 254 9 Effets de l’expression du gène ipt sur les caractéristiques physiologiques et chimiques de Artemisia annua 255 9.1 Expression du gène ipt dans les plantes transgéniques Artemisia annua et leurs changements physiologiques et biochimiques 256 9.2 La surexpression du gène ipt a augmenté la biosynthèse des cytokinines, de la chlorophylle et de l’artémisinine 257 10 Effets du gène FPF1, CO sur le temps de floraison de Artemisia annua et sur le lien entre la floraison et la biosynthèse d’artémisinine 258 10.1 Les effets des gènes promoteurs de fleurs sur le temps de floraison de Artemisia annua transgénique 258 10.2 Absence de lien direct entre la floraison et la biosynthèse d’artémisinine 258 Remerciements 260 Références 260

 Partie 2  Artémisinine

265

 Chapitre 9   • Introduction à l’artémisinine 267  Chapitre 10   • Structure et propriétés de l’artémisinine 271 1 Aperçu de la structure de l’artemisininine 271

10

Table des matières

2

Propriétés chimiques et réactions de l’artémisinine 273 2.1 Réaction du groupe Peroxy 273 2.2 Réduction du borohydrure 273 2.3 Autres réactions de réduction 273 2.4 Réactions avec les bases 275 2.5 Réactions avec les acides 275 2.6 Propriétés électrochimiques 276 3 Réactions colorées de l’artémisinine 276 3.1 Réaction de condensation de PDAB 277 3.2 Essai à l’hydroxamate ferrique 277 3.3 Test à la 2,4-dinitrophénylhydrazine 277 3.4 Essai au m-dinitrobenzène alcalin 277 3.5 Réaction de la couleur de l’acide vanilline-sulfurique 277 3.6 Test en solution acide d’iodure de potassium 277 Références 278

 Chapitre 11   • Recherche sur les dosages de l’artémisinine 279 1 Réactions quantitatives de l’artémisinine et ses méthodes d’analyse 279 1.1 Réaction de l’iodométrie 280 1.2 Essai à l’hydroxamate ferrique 281 1.3 Réaction de base 281 1.4 Réaction de conversion d’acide après la réaction de base 282 1.5 Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) 283 1.6 Chromatographie en phase gazeuse (CG)  284 1.7 Méthylation de la réaction de base - produit de conversion d’acide 284 1.8 2,4-Dinitrophénylhydrazine (2,4-DNPH) Dérivation de la réaction de base - produit de conversion d’acide 285 2 Progrès dans les méthodes d’analyse de l’artémisinine 285 2.1 Polarographie par impulsions 285 2.2 Chromatographie en phase gazeuse (CG) 285 2.3 Numérisation par chromatographie sur couche mince (CCM) 286 2.4 Chromatographie en phase liquide à haute performance (CLHP) 286 2.5 Chromatographie par fluide supercritique (CFS) 288 2.6 Dosage immuno-enzymatique (DIE) 288 2.7 Essai radio-immunologique (ERI) 289 Références 289  Chapitre 12   • Recherche sur les méthodes d’extraction de l’artémisinine 293 1 De l’initiation de la technologie d’extraction et de séparation de l’artémisinine à la formation de la première ligne de production 294

11

De Artemisia annua L. aux artémisinines

2

Progrès de la recherche sur les techniques d’extraction et de séparation de l’artémisinine 296 2.1 Extraction avec des solvants organiques conventionnels 296 2.2 Extraction au solvant assistée par micro-ondes 298 2.3 Extraction de fluide supercritique (EFS) 299 2.4 Chromatographie à contre-courant à grande vitesse 300 Références 301

 Chapitre 13   • Recherche sur la méthode de synthèse de l’artémisinine 303 1 Synthèse totale 304 2 Semi-synthèse 307 Références 307  Chapitre 14   • Études pharmacologiques sur l’artémisinine 309 1 Recherche sur l’effet antipaludique 309 1.1 Effet de l’artémisinine sur le plasmodium 309 1.2 Effet de l’artémisinine sur le plasmodium au stade tissulaire 313 1.3 Effet anti-recrudescence de l’artémisinine 314 1.4 Effet de l’artémisinine sur l’ultrastructure du plasmodium de rongeurs 315 2 Études de pharmacologie générale 325 2.1 Système nerveux 325 2.2 Système cardiovasculaire 325 2.3 Appareil respiratoire 326 3 Études pharmacocinétiques 327 3.1 Animaux 327 3.2 Corps humains 333 Références 334  Chapitre 15   • Études toxicologiques de l’artémisinine 335 1 Toxicité aiguë 335 2 Toxicité subaiguë 336 2.1 Essai de toxicité subaiguë de l’artémisinine chez les rats 336 2.2 Test de toxicité subaiguë de l’artémisinine chez le singe 336 3 Toxicité particulière 337 3.1 Tests de mutation 337 3.2 Test de toxicité pour la reproduction 340 Références 345

12

Table des matières

 Chapitre 16   • Études cliniques de l’artémisinine 347 1 Acquisition du premier certificat de nouveau médicament de classe I des DPII pour l’artémisinine 348 2 L’artémisinine en comprimé 348 3 L’artémisinine en suppositoire 351 Références 352

 Partie 3  Dihydroartémisinine

353

 Chapitre 17   • Généralités sur la dihydroartémisinine 355 Références 359  Chapitre 18   • Préparation et identification de la dihydroartémisinine 361 1 Préparation de la dihydroartémisinine 361 1.1 Équation chimique 361 1.2 Préparation 361 2 Identification de la dihydroartémisinine 362 2.1 Analyse des éléments 362 2.2 Spectrométrie de masse 362 2.3 Analyse RMN 363 2.4 Analyse spectroscopique infrarouge 364  Chapitre 19   • Méthodes d’analyse et critères de qualité de la dihydroartémisinine 367 1 Paramètres physiques et chimiques de la dihydroartémisinine 367 1.1 Description 367 1.2 Identification 367 1.3 Contrôle 368 2 Chromatographie sur couche mince (CCM) 368 3 Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) 368 4 Spectrophotométrie UV 370  Chapitre 20   • Études pharmacologiques sur la dihydroartémisinine 371 1 Études sur la pharmacodynamique antipaludique 371 1.1 Tests in vivo 371 1.2 Propriétés pharmacodynamiques contre le Plasmodium falciparum in vitro 375

13

De Artemisia annua L. aux artémisinines

2

Études générales de pharmacologie 377 2.1 Système nerveux 377 2.2 Systèmes cardiovasculaire et respiratoire 380 3 Études pharmacocinétiques 382 3.1 Animaux 382 3.2 Homme 385 4 Effets de la dihydroartémisinine sur le développement de Plasmodium yoelii chez les moustiques 389 4.1 Matériaux et méthodes 390 4.2 Résultats 391 4.3 Discussion 394 Références 394

 Chapitre 21   • Études toxicologiques sur la dihydroartémisinine 395 1 Toxicité aiguë 395 1.1 Animaux 395 1.2 Méthodes d’analyse 395 1.3 Résultats 396 2 Toxicité subaiguë 396 2.1 Toxicité subaiguë chez les rats 396 2.2 Toxicité subaiguë chez les chiens 396 3 Toxicités spéciales 398 3.1 Tests de mutagénicité 398 3.2 Test de toxicité de reproduction 400 Références 401  Chapitre 22   • Études cliniques sur la dihydroartémisinine 403 1 Dihydroartémisinine – Un autre certificat de nouveau médicament de classe I 403 2 Comprimés de dihydroartémisinine (nom commercial : COTECXIN comprimés) 405 2.1 Étude pharmacocinétique de Phase I 405 2.2 Étude clinique de phase I 405 2.3 Étude clinique de phase II 406 2.4 Étude clinique de phase III 412 2.5 Notice de la dihydroartémisinine comprimés 415 3 Suppositoires de dihydroartémisinine 416 Remerciements 418

14

Table des matières

 Partie 4  Avancées de la recherche sur les artémisinines

419

 Chapitre 23  • Artémisinines 421 1 Artésunate 421 2 Artéméther 425 3 Artééther 428 Références 431  Chapitre 24   • Les avancées de la recherche pharmacologique sur l’artémisininedans le traitement du paludisme 433 1 Caractéristiques pharmacodynamiques 433 2 Pharmacocinétique 434 3 Mécanisme d’action 437 4 Effets secondaires 444 5 Résistance aux médicaments 445 Références 447  Chapitre 25   • Les avancées de la recherche sur les dérivés de l’artémisinine et ses composés dérivés 451 1 Les dérivés de l’artémisinine 452 1.1 Les dérivés en C12 452 1.2 Les dérivés en C13 455 1.3 Les dérivés en C4 455 2 Les composés liés à la structure de l’artémisinine 456 2.1 Les composés liés à la structure de l’artémisinine avec pont peroxyde 456 2.2 Les composés liés à la structure de l’artémisinine déméthylée 457 2.3 Les composés liés à la structure de l’artémisinine décarbonylée 457 2.4 Les composés liés à la structure de l’artémisinine avec stéroïde 458 2.5 Les composés liés à la structure de l’artémisinine avec lactame 459 2.6 Les composés liés à la structure de l’artémisinine par ouverture de cycle 459 2.7 Les composés liés à la structure de l’artémisinine substitutée par l’époxy-carbone-4,5 459 2.8 Structure des analogues simplifiés de l’artémisinine 460 2.9 Autres composés liés à la structure de l’artémisinine 461 Références 461

15

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Chapitre 26   • Étude des avancées sur d’autres effets pharmacologiques des artémisinines 465 1 Effet antitumoraux 466 1.1 Les effets antitumoraux des artémisinines 466 1.2 Le mécanisme antitumoral des artémisinines 467 2 Effets immunorégulateurs 469 2.1 L’action des artémisinines sur les maladies auto-immunes 469 2.2 L’étude du mécanisme d’action des artémisinines sur l’immunorégulation 470 3 Effet antibilharzien 472 4 Effet anti-inflammatoire 472 5 Effet de protection hépatique 473 6 Effet anti-arythmique 473 7 Effet antiviral 474 8 Effets sur le traitement de la toxoplasmose 474 9 Effet sur l’épérythrozoonose canine 474 10 Effet coccidiostatique 475 11 Effet anti-asthmatique 475 12 Effet contraceptif 475 Références 476 Annexe 481 Index 485

16

À propos de l’auteure

Le professeur Youyou Tu est diplômé de l’École de pharmacie, de la faculté de médecine de Pékin, Chine, en 1955. Elle a ensuite étudié et obtenu un diplôme d’un cours de formation sur les théories de la médecine traditionnelle chinoise (MTC) pour le personnel ayant une formation en médecine occidentale. En intégrant ses connaissances médicales en médecine occidentale et en médecine traditionnelle chinoise, le professeur Tu a dirigé un groupe de recherche chargé des réalisations exceptionnelles en matière d’analyse et d’identification chimiques de plus de 200 herbes médicinales et 380 extraits utilisés en MTC. Avec son équipe, elle a finalement découvert une toute nouvelle substance antipaludique, l’artémisinine (qinghaosu) et ses dérivés, y compris le dérivé extrêmement efficace dihydroartémisinine. Pour cette avancée dans le traitement du paludisme, qui a sauvé des millions de vies, le professeur Tu a reçu le prix Nobel de médecine en 2015. Le professeur a reçu plusieurs reconnaissances internationales pour son travail et de nombreuses récompenses prestigieuses (pour tous les détails concernant son curriculum vitæ, veuillez vous référer à l’annexe à la fin de ce volume).

17

Liste des contributeurs

Auteurs initiaux Youyou Tu Centre de recherche sur l’artémisinine, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Jingyan Wang Académie des sciences médicales militaires, Pékin, Chine Manyuan Wang Département de Pharmacie de la MTC, École de médecine traditionnelle chinoise, Université médicale de la capitale, Pékin, Chine Hechun Ye Laboratoire clé de physiologie moléculaire végétale (autrefois connu sous le nom de Laboratoire clé de la photosynthèse et de la physiologie moléculaire environnementale), Institut de botanique, CAS, Pékin, Chine Lixin Yang Institut de materia medica chinois, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Lan Yang Centre de recherche sur l’artémisinine, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Tingliang Jiang Institut de materia medica chinois, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Muyun Ni Institut de materia medica chinois, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Xuanliang Gao China Medical Science Press, Pékin, Chine Hong Wang Études supérieures de l’Académie des sciences de Chine, Pékin, Chine Zhuchun Bei Académie des sciences médicales militaires, Pékin, Chine

19

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Benye Liu Laboratoire clé de physiologie moléculaire végétale (autrefois connu sous le nom de Laboratoire clé de la photosynthèse et de la physiologie moléculaire environnementale), Institut de botanique, CAS, Pékin, Chine Fang Yan Laboratoire clé de physiologie moléculaire végétale (autrefois connu sous le nom de Laboratoire clé de la photosynthèse et de la physiologie moléculaire environnementale), Institut de botanique, CAS, Pékin, Chine Guofeng Li Laboratoire clé de physiologie moléculaire végétale (autrefois connu sous le nom de Laboratoire clé de la photosynthèse et de la physiologie moléculaire environnementale), Institut de botanique, CAS, Pékin, Chine

Traducteurs Manyuan Wang École de médecine traditionnelle chinoise, Université médicale de la capitale, Pékin, Chine Lang Yang Centre de recherche sur l’artémisinine, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Jianying Shen Centre de recherche l’artémisinine, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Pékin, Chine Hong Wang Études supérieures de l’Académie des sciences de Chine, Pékin, Chine Junxian Yu Département de pharmacie, Hôpital de l’amitié de Pékin, École de médecine de la capitale, Pékin, Chine

20

Avant-propos

La publication de ce livre est une chose vraiment merveilleuse. Jusqu’à présent, l’artémisinine est la première invention originale en Chine ayant obtenu une reconnaissance internationale, ce qui a une profonde grande influence à la fois sur la médecine moderne et la médecine traditionnelle. Le paludisme a toujours été une maladie épidémique grave et dangereuse pour la santé de l’homme. Dans les années 1820, des scientifiques occidentaux ont trouvé une substance antipaludique efficace appelée quinine, extraite de l’écorce de quinquina. Ils ont ensuite développé une série de quinoléines comme médicaments antipaludiques. Parmi ces médicaments, la chloroquine, développée dans les années 1940, a donné les meilleurs effets thérapeutiques. Avec la prévalence du paludisme associé aux parasites Plasmodium résistants à la chloroquine dans les années 1960, les scientifiques nationaux et étrangers ont mené de nombreuses recherches afin de trouver de nouveaux médicaments antipaludiques, mais sans aucun progrès prometteur. Au début des années 1970, l’équipe de Youyou Tu, à l’Institut de materia medica chinoise de l’Académie des sciences médicales de Chine, a réalisé des expériences pour développer de nouveaux agents antipaludiques dans le domaine de la médecine traditionnelle chinoise. À cette époque, dans des conditions de recherche considérablement pauvres en ressources, ils ont connu quelques rebondissements, inspirés par l’expression selon laquelle « Artemisia annua L. devrait être pressée en jus pour traiter le paludisme », inscrite dans A Handbook of Prescriptions for Emergencies écrit par Hong Ge (284-363) sous la dynastie Jin de l’Est, il y a plus de 1 600 ans. L’équipe de Youyou Tu a finalement trouvé un nouveau composé antipaludique appelé artémisinine extrait de A. annua L. avec une nouvelle structure chimique. C’est ainsi qu’ils ont résolu la menace mondiale de résurgence du paludisme associé aux parasites Plasmodium résistants aux médicaments. Au cours des 40 dernières années, l’artémisinine et ses dérivés sont devenus le premier choix de l’OMS pour la

21

De Artemisia annua L. aux artémisinines

lutte mondiale contre le paludisme et ont sauvé la vie de millions de patients. C’est une immense avancée dans l’histoire de la recherche sur les médicaments antipaludiques. Par conséquent, je suis heureux des exploits des scientifiques chinois engagés dans le domaine de la recherche sur l’artémisinine. En outre, je suis également fier de la médecine traditionnelle chinoise qui regorge de grands trésors. Ces dernières années, de nouveaux progrès ont été réalisés dans le domaine de la recherche sur l’artémisinine et sont inclus dans le présent livre. J’espère que la publication de cet ouvrage permettra aux lecteurs d’avoir des expériences enrichissantes et des éclaircissements importants grâce à la découverte et au procédé de développement des artémisinines, et pourra inspirer les chercheurs à réaliser beaucoup plus de progrès dans la modernisation et l’internationalisation de la médecine traditionnelle chinoise (MTC). Jieping Wu 7 septembre 2006 Le paludisme est une maladie épidémique mondiale dévastatrice causée par des parasites et particulièrement fréquente dans la zone tropicale du monde. Le dicton « Un enfant meurt du paludisme chaque seconde » reste vrai à ce jour, et la maladie a encore de graves répercussions économiques en Afrique, ralentissant la croissance économique et le développement, et perpétuant le cycle infernal de la pauvreté. Il existait certains médicaments antipaludiques utilisés à l’échelle internationale, tels que le quinquina, la quinine et les dérivés de la quinoléine, tels que la pamaquine (Aminoquine), la mépacrine (Atebrine), la chloroquine, la primaquine, etc. À la fin des années 1960, le paludisme a été efficacement traité et contrôlé par la chloroquine et d’autres médicaments à base de quinoléine pendant une longue période jusqu’à la prévalence des parasites du paludisme résistants à la chloroquine, ce qui a entraîné un échec dramatique dans une tentative globale d’éradication du paludisme. Les chercheurs nationaux et étrangers ont énormément travaillé pour rechercher de nouveaux médicaments antipaludiques, mais sans découvertes pertinentes de nouveaux médicaments antipaludiques efficaces. En 1972, l’équipe de recherche dirigée par Youyou Tu a découvert un médicament extrêmement antipaludique dans la MTC, à savoir l’artémisinine, avec une nouvelle structure chimique, puis a développé un autre médicament, la dihydroartémisinine, un médicament plus puissant et plus pratique à prendre à plus faible posologie. Quelques collègues nationaux ont progressivement développé d’autres dérivés de l’artémisinine, tels que l’artéméther et l’artésunate. Dans la lutte contre le paludisme, les scientifiques chinois ont réalisé des avancées considérables. Ces dernières années, l’OMS a fortement recommandé les médicaments à base d’artémisinine comme traitement antipaludique de premier plan pour tous les cas de paludisme à falciparum. A. annua L. est une plante médicinale traditionnelle chinoise et a d’abord été consignée dans Prescriptions for Fifty-two Diseases (Wu Shi Er Bing Fang) par écrit sur un morceau de traité de soie déterré des tombes de la dynastie des Han Mawangdui (168 av. J.-C.) comme traitement pour les hémorroïdes.

22

Avant-propos

Plus tard, Shen Nong’s Herbal Classic (Shen Nong Ben Cao Jing) l’a appelée Cao Hao et également Qing Hao. De même que A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Zhou Hou Bei Ji Fang) a décrit le Qing Hao comme une plante médicinale antipaludique, diverses ordonnances connexes ont été créées, telles que les pilules Qing Hao, la décoction ou la boisson Qing Hao, la poudre Qing Hao, l’apozème Qing Hao, la rosée Qing Hao et le vin Qing Hao. Il y avait par exemple la décoction de Qing Hao dans General Medical Collection of Royal Benevolence (Sheng Ji Zong Lu, également traduite par General Records of Holy Universal Relief) écrite sous la dynastie des Song, 960-1279 ; les pilules Jie Nue Qing Hao dans Danxi’s Mastery of Medicine (Dan Xi Xin Fa) écrit sous la dynastie Yuan, 1271-1368 ; et la poudre Qing Hao et les pilules Qu Nue Shen Ying dans Prescriptions for Universal Relief (Pu Ji Fang) écrit sous la dynastie Ming, 1368-1644. En outre, le Qing Hao a été prescrit pour traiter la fièvre paroxystique du paludisme dans Compendium of Materia Medica (Ben Cao Gang Mu) par Shizhen Li (1518-93) écrit sous la dynastie Ming, alors qu’il était utilisé pour soigner la dysenterie chronique et SHAOYANGNUE (une sorte de paludisme), respectivement, dans Essentials of Materia Medica (Ben Cao Bei Yao) et sous la dynastie Qing, 1644-1911. Qing Hao est le nom général d’une catégorie d’herbes dans la médecine traditionnelle chinoise, mais il existe plusieurs types d’herbes dans cette catégorie (au moins six types), et chacun contient différents composants chimiques avec différents degrés d’efficacité dans le traitement du paludisme. Le manuel de Hong Ge ne précisait pas quel type de Qing Hao devait être utilisé pour traiter la fièvre. Bien qu’il existe différentes variétés de Qing Hao, seul A. annua L. a une activité antipaludique efficace. En outre, l’espèce est également largement distribuée et utilisée. Ainsi, A. annuca L. est considérée comme l’authentique plante médicinale. Toutefois, en raison des incertitudes liées aux propriétés d’apparence, au niveau de contrôle de la qualité, à la puissante consistance et aux méthodes d’administration, il existe des obstacles à l’acceptation internationale de la « médecine traditionnelle chinoise brute d’origine ». Par conséquent, le succès des artémisinines est non seulement une avancée considérable de la médecine antipaludique dans le monde, mais également un modèle d’expression dans le processus de modernisation et d’internationalisation de la MTC. Cette publication sur l’artémisinine peut diffuser des connaissances scientifiques et technologiques et également fournir une importante source d’inspiration et de motivation. Avant tout la MTC devrait vraiment être mise en lumière. Pendant la guerre du Vietnam (1955-1975), un projet clandestin a été mis en place pour développer des thérapies antipaludiques dès 1964 en Chine, pour répondre à la demande du dirigeant nord-vietnamien. En 1967, le Bureau 523 a été créé pour organiser des douzaines d’instituts de sept provinces afin de s’attaquer aux problèmes-clés de recherche. Ce n’est que le 21 janvier 1969 que le plus grand institut chinois de recherche en MTC, l’Institut chinois de médecine chinoise de l’Académie chinoise des sciences médicales, a reçu l’ordre de participer au travail de recherche sur les antipaludiques. Convaincu de la grande valeur de la MTC, le groupe dirigé par Youyou Tu a courageusement assumé la responsabilité et relevé le défi avec un esprit novateur de persévérance et d’audace. Ils ont fait des extractions de plus de 200 prescriptions et de 380 herbes médicinales. Après avoir essuyé une

23

De Artemisia annua L. aux artémisinines

série d’échecs, en octobre 1971, ils ont finalement obtenu de A. annua L. un extrait qui inhibait les parasites du paludisme à 100 %, qui était ensuite purifié en un nouveau composé appelé artémisinine. Quelle avancée sur les thérapies antipaludiques ! Nous supposons que, s’il n’y avait pas eu de participation et de collaboration multilatérale de ces instituts de recherche médicale, s’ils n’avaient pas prêté attention à A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Zhou Hou Bei Ji Fang) et à d’autres documents de la MTC, il aurait été impossible de trouver de l’artémisinine dans un délai si court et dans d’aussi mauvaises conditions de recherche. Deuxièmement, à l’heure actuelle, l’exportation de médicaments en Chine dépend principalement du matériel chimique brut, ce qui n’est pas conseillé comme un choix à long terme. Sur la base du niveau de développement et de recherche pharmaceutique en Chine et de l’avantage de la MTC, atteindre le niveau de modernisation et d’internationalisation de la MTC est la principale voie qui permettra à la Chine de répondre aux besoins médicaux dans le monde. Pour se conformer aux exigences sur le plan national et à l’étranger, il faut non seulement hériter du « modèle traditionnel », mais développer également le « modèle moderne ». C’est uniquement de cette façon que nous sommes en mesure d’apporter une plus grande contribution au monde. Troisièmement, bien que les Chinois aient des avantages à la fois dans les ressources précieuses de A. annua L. et dans les applications antipaludiques apparentées, nous avons encore besoin d’acquérir une expérience internationale avancée dans de nombreux aspects afin de promouvoir constamment les avantages sociaux et économiques. Ces aspects pourraient être examinés avec soin, tels que la protection de la propriété intellectuelle, la culture à grande échelle des ressources naturelles, la réforme des entreprises, l’internationalisation des entreprises, la coopération à long terme entre la recherche et l’industrie, etc. Enfin, je suis vraiment ravi de caresser le doux espoir que les artémisinines ont apporté à l’humanité. Je souhaite que le présent livre puisse offrir aux collègues nationaux et étrangers des connaissances profitables et de l’inspiration. Ruixiang Zhang 8 juin 2006 Après plus de 30 ans, un rapport tardif sur l’artémisinine va enfin être publié. L’artémisinine peut être connue de tous, mais pour ce qui est de son histoire, peu de gens la connaissent vraiment. Par conséquent, l’introduction détaillée du processus de recherche sur l’artémisinine dans cette publicatinon est particulièrement remarquable et passionnante. Aujourd’hui, le travail va être publié, n’est-ce pas un événement réconfortant et incroyable ! L’auteur, Youyou Tu, est directrice et professeur permanent à l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises et chimiste à la MTC. Elle est née en décembre 1930 à Ningbo, province du Zhejiang, ville située sur la côte est de la Chine. En 1951, elle a été admise au département de pharmacie de l’université de Pékin (le département était autrefois connu en 1952 sous le nom de Département de pharmacie du Collège médical de Pékin) qui est aujourd’hui l’École des sciences pharmaceutiques

24

Avant-propos

de l’université de Pékin. Diplômée en 1955, elle a été affectée aujourd’hui à l’Institut de materia medica chinois de l’Académie de médecine traditionnelle chinoise affiliée au ministère de la Santé (l’actuelle Académie des sciences médicales chinoises). En 1959, elle est assignée à la troisième phase des cours nationaux à temps plein de la MTC pour ceux qui sont formés à la médecine occidentale et qui sont invités par le ministère de la Santé. Elle a passé deux ans et demi à apprendre les connaissances de la MTC de manière systématique. En plus de 60 ans de recherche dans la MTC, Youyou Tu a travaillé en première ligne, et s’est engagée successivement dans la pharmacognosie, le traitement, la chimie de la matériaux médicaux chinois et le développement de nouveaux médicaments de MTC. Travailleuse acharnée, elle a remporté de nombreux prix. En 1958, elle a remporté le prix du militant pour la construction de la jeunesse socialiste, décerné par le ministère de la Santé. Et en 1977, elle a été sélectionnée comme travailleuse méritante retenue par l’Institut chinois des matériaux médicaux de l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises. En 1978, elle a assisté au Congrès national des sciences et l’équipe de recherche sur l’artémisinine qu’elle dirigeait a reçu le prix de l’équipe du Congrès national des sciences. En 1979, les découvertes sur l’artémisinine, médicament antipaludique, ont remporté le deuxième prix national d’invention. La même année, elle a participé à la cérémonie de remise des prix nationaux des groupes MarchEighth Red-Banner Pacesetter et Red-Banner et a remporté le prix. En 1982, en tant que seule représentante du projet d’invention de l’artémisinine, elle a assisté à la cérémonie nationale de remise des prix de la science et de la technologie et a reçu les certificats d’invention et la médaille d’invention en tant que premier inventeur. En 1984, elle a reçu le prix de « jeune et experte d’âge moyen avec des contributions exceptionnelles » décerné par le ministère national du Personnel. Depuis 1990, elle a reçu les premières allocations spéciales gouvernementales par le conseil d’État. Sa réussite pour la « dihydroartémisinine et ses comprimés » a remporté le top 10 des prouesses scientifiques et technologiques nationales en 1992. Le projet a ensuite été sélectionné et a reçu le prix du « top 10 des nouvelles réussites en matière de santé en Chine », décerné par le ministère de la Santé. La même année, « l’étude de la qualité des matériaux médicaux chinois couramment utilisés » a reçu le premier prix du prix national pour les progrès scientifiques et technologiques, « l’étude de l’espèce et la qualité de Artemisia annua L. » menée par Youyou Tu faisait partie du projet récompensé. Depuis 1992, elle a été nommée professeur permanent de l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises. En 1995, elle a été désignée travailleur méritant par le conseil d’État. En 2002, elle a reçu le prix « des premières femmes inventeurs du nouveau siècle », décerné par le bureau national de la propriété intellectuelle. En conclusion, elle a connu un succès incroyable depuis plus de 60 ans et bénéficie d’une brillante réussite en qualifications universitaires. Le présent livre repose sur l’expérience de recherche de l’auteur, sur un volume important de rapports expérimentaux, des notes et des informations connexes qui ont été gardées secrètes pendant plus de 30 ans, et nous présente de façon détaillée la recherche de la MTC sur le paludisme, la découverte de l’artémisinine, et l’ensemble du processus de développement et d’application des artémisinines. Le présent livre contient un vocabulaire remarquable et bénéficie d’une brillante réussite

25

De Artemisia annua L. aux artémisinines

en qualifications universitaires, mais une fois que l’on commence à le lire attentivement, on peut constater que le travail effectué par les scientifiques à travers la Chine incite à la réflexion et est admirable. Durant la guerre du Vietnam, les dirigeants nord-vietnamiens, subissant de lourdes pertes de soldats autant par le paludisme que par la guerre, demandent au gouvernement chinois de trouver de toute urgence des remèdes contre le paludisme. En Chine, les instituts militaires ont entrepris des recherches antipaludiques confidentielles en 1964. En 1967, les dirigeants chinois ont mis en place un bureau national principal de lutte contre le paludisme (en abrégé bureau national 253) en vue de coordonner la recherche nationale. Plusieurs milliers de composés ont été passés au crible entre 1967 et 1969, mais aucun médicament efficace n’a été découvert. En janvier 1969, deux directeurs et un autre membre du bureau national 523 ont visité l’Académie de médecine traditionnelle chinoise et l’Institut de materia medica chinois, demandant de l’aide pour mener des recherches sur de nouveaux remèdes issus de la MTC. Après la mobilisation, Youyou Tu a été chargée d’accepter la tâche en cette période critique. En relisant systématiquement tous les livres de médecine de la Chine ancienne, elle a mis en place l’équipe de recherche et a examiné plus de 200 matières médicales chinoises. En octobre 1971, l’équipe a finalement découvert que l’extrait de A. annua L. inhibe à 100 % des parasites du paludisme, ce qui signifie une avancée dans le traitement du paludisme en utilisant A. annua L. En purifiant l’extrait, ils ont obtenu le 8 novembre 1972 le composé antipaludique, l’artémisinine. Derrière le processus d’invention de l’artémisinine, la sagesse des chercheurs permet de résoudre des problèmes de difficulté variable. Et les faits ont montré que l’invention de l’artémisinine est la fierté du peuple chinois. Youyou Tu est la principale créatrice de l’artémisinine. L’Institut de materia medica chinois de l’Académie des sciences médicales chinoises est le principal institut en ce qui concerne l’invention de l’artémisinine. Les applications de l’artémisinine et de ses dérivés comme médicaments antipaludiques sont le résultat des efforts conjoints de nombreuses organisations et de nombreux chercheurs. Selon un rapport, l’invention de l’artémisinine est l’une des avancées majeures dans le domaine de la médecine et des soins de santé au xxe siècle, et représente une innovation importante originale en Chine et même dans le monde. Il est important de dire que cela est digne d’une telle évaluation. Pendant plus de 40 ans, les artémisinines ont considérablement contribué à sauver des milliers de vies en traitant le paludisme. Lors de la 7e Conférence internationale chinoise sur l’histoire de la technologie, le lauréat du Prix Nobel, le Dr Zhenning Yang, a déclaré qu’une telle invention devrait recevoir un prix international après avoir assisté à l’intervention de Youyou Tu et ses découvertes de Heng Wu en 1996. En 2003, Jeffrey D. Sachs, professeur à l’université de Columbia, directeur des Objectifs du Millénaire pour le développement des Nations unies et consultant spécial de Kofi Annan (ancien secrétaire général de l’ONU), a fait un rapport intitulé « l’investissement pour le développement, un plan pratique pour la réalisation des objectifs du Millénaire pour le développement » dans le forum des Nations unies sur les objectifs du Millénaire pour le développement, à Pékin. Après la rencontre, il a été interviewé par le People’s Daily et a déclaré que l’artémisinine, une nouvelle avancée dans les

26

Avant-propos

technologies antipaludiques, était l’un des progrès scientifiques les plus importants dans l’histoire de la Chine. Il a souligné que toutes les 30 s en Afrique, un enfant meurt du paludisme, et chaque année il y a environ 3 millions de personnes qui meurent du paludisme dans le monde. Par conséquent, il a suggéré que la Chine devrait ajouter 8 000 ha pour la culture de A. annua L. et améliorer les méthodes d’extraction afin d’augmenter la production de l’artémisinine et sauver des millions de vies. Il a déclaré que « cela apportera une contribution historique aux objectifs du Millénaire pour le développement ». En Afrique, la nouvelle génération de médicaments antipaludiques, notamment la dihydroartémisinine (nom de marque Cotecxin), développée par Youyou Tu, a été largement utilisée dans les traitements antipaludiques, et connue sous le nom de traitement miracle. Certaines personnes ont même nommé leur nouveau-né « Cotecxin ». La découverte de l’artémisinine apporte une nouvelle structure de médicament antipaludique à la population, ce qui a résolu le problème de la résistance aux quinoléines pour le traitement du paludisme qui a longtemps terrassé le monde de la médecine. Elle a également sauvé la vie de patients atteints de paludisme résistant à la chloroquine infectés par Plasmodium falciparum. C’est une excellente contribution dans le domaine de la santé dans le monde. La MTC a une histoire de plusieurs milliers d’années et a apporté une contribution indélébile à la vie des Chinois. Elle continue de jouer un rôle essentiel pour les Chinois. Le développement et la modernisation de la MTC devrait faire l’objet d’une plus grande attention. Le président Mao a donné une instruction selon laquelle la MTC est une grande salle du trésor qui devrait être explorée et améliorée. Comment la découvrir ? Comment la perfectionner ? L’invention de l’artémisinine pourrait donner quelques idées aux chercheurs. Nous devons utiliser la science et la technologie modernes et étudier la MTC par divers moyens et toutes sortes de méthodes. Mais en même temps, nous devrions également accorder une grande importance à l’orientation de la théorie de la MTC et sa riche expérience en pratique clinique. Nous sommes reconnaissants que Youyou Tu nous ait offert ce travail essentiel et agréable à lire dans sa 70e année ! Et nous la remercions également ainsi que tous ses collègues en Chine pour leur contribution exceptionnelle à la découverte, à la recherche et à l’application clinique des artémisinines ! L’esprit des scientifiques plus âgés, qui recherchent la vérité à partir des faits et travaillent avec persévérance, nous incitera certainement à travailler dur et à apporter une contribution plus importante dans le domaine des soins de santé dans le monde. Institut de materia medica chinois Académie chinoise des sciences médicales chinoises Mai 2008

27

Préface

Pour les traitements contre le paludisme, les médecins chinois utilisaient traditionnellement des plantes à base de saxifrage connues sous le nom de dichodra (Chang Shan) ; les Européens utilisent des plantes médicinales de la famille des Rubiacæ connues sous le nom d’écorce de Quinquina au xviie siècle. À partir de ces plantes médicinales, on obtient respectivement des fébrifugines et des alcaloïdes de quinquina, qui sont des produits naturels hétérocycliques azotés. Le premier est difficile à promouvoir à cause de ses effets secondaires plus forts. En 1820, le deuxième produit a été isolé et purifié afin d’obtenir un composé antipaludique efficace, la quinine, qui a ensuite été largement utilisé comme traitement antipaludique. Et par la synthèse et la modification de la structure, on a développé successivement la pamaquine (plasmoquine), la mépacrine (Atebrine), la pyriméthamine, la primaquine, et surtout la chloroquine qui est apparue en 1948 et est devenue le premier choix parmi des médicaments à quinoléine. Au début des années 1960, les souches de Plasmodium falciparum résistantes à la chloroquine, tout d’abord apparues en Amérique du Sud, se sont rapidement propagées et sont devenues un grave problème mondial de contrôle, de prévention et de traitement du paludisme. Pour trouver des remèdes contre le paludisme, les scientifiques chinois ont réalisé de nombreuses modifications de la structure de la fébrifugine mais ce fut un échec. L’Académie des sciences médicales militaires en Chine a développé le benflumétol et la naphtoquinine, qui sont toujours des médicaments à base de quinoléine, et leur capacité à induire la résistance aux médicaments des parasites du paludisme a été confirmée, ce qui signifie qu’ils sont inappropriés en utilisation seule. Par conséquent, le bureau national 523 a commencé à accorder beaucoup

29

De Artemisia annua L. aux artémisinines

plus d’attention aux médicaments naturels, en particulier la MTC. Youyou Tu a considéré comme son devoir l’étude des médicaments antipaludiques de la MTC en utilisant la recherche scientifique moderne. Elle pensait qu’il devait y avoir une essence qui méritait, de par son héritage, son développement à la MTC vieille de 5 000 ans. Avec succès, elle a mené l’équipe jusqu’à la découverte du médicament antipaludique moderne, l’artémisinine, qui est extraite de la plante médicinale de phytothérapie chinoise Artemisia annua L. et la résolution du problème du paludisme résistant à la chloroquine. Après la découverte de l’artémisinine, l’équipe de l’Institut de médecine chinoise de l’Académie chinoise des sciences médicales a poursuivi ses recherches sur la relation structure-activité ; les résultats de la recherche ont montré que le pont peroxydique dans l’artémisinine est le principal groupe fonctionnel dans l’activité antipaludique. Sur la base du pont de peroxyde, elle améliorera l’activité antipaludique plusieurs fois après avoir modifié le groupe carbonyle C12 en un groupe hydroxyle ou en apportant un groupe acétyle à la structure chimique. En 1975, lors de la conférence interne nationale sur les médicaments antipaludiques, les progrès de la recherche sur la relation structure-activité de l’artémisinine ont été révélés au public, ce qui a entraîné des études ultérieures sur ce dérivé à travers le pays. En 1976 et 1977, l’usine pharmaceutique Guangxi Guilin et l’Institut des matériaux médicaux de Shanghai ont nommé des scientifiques pour développer respectivement des dérivés de l’artémisinine et, en 1987, ils ont développé l’artésunate et l’artéméther. En 1992, l’équipe de recherche de l’Académie des sciences médicales militaires en Chine a développé le Coartem® (artéméther + luméfantrine) et la combinaison de naphthoquine et d’artémisinine. La méfloquine a été une fois associée à l’artésunate, même si certains antipaludiques ayant développé une résistance aux parasites, comme la pipéraquine, ont aussi été combinés à l’artémisinine pour être réutilisés, ce qui est également une contribution des artémisinines à la promotion de nouvelles thérapies. Après la découverte de l’artémisinine, l’équipe en charge des médicaments antipaludiques de l’Institut de médecine chinoise de l’Académie chinoise des sciences médicales a recréé la dihydroartémisinine et ses comprimés comme médicaments antipaludiques. La dihydroartémisinine a été découverte en 1973 et son comprimé a été dénommé cotecxin en 1992. L’efficacité antipaludique de la cotecxin est 10 fois plus élevée que celle de l’artémisinine, et le taux de recrudescence est inférieur à 1,95 %, ce qui lui permet de remporter le « prix national du top 10 des réalisations scientifiques et technologiques ». Pendant la période du 7e plan quinquennal de la Chine, l’équipe de Youyou Tu a achevé la recherche sur « l’étude de l’espèce et la qualité de A.  annua L. » dans le cadre de « l’étude sur la qualité de materia medica chinoise » qui a reçu le premier prix du prix national pour les progrès scientifiques et technologiques. L’équipe de Youyou Tu a successivement obtenu six nouveaux certificats de médicaments, un nouveau document d’approbation de recherche clinique sur les médicaments et deux brevets d’invention chinois. Les listes de noms sont les suivantes :

30

Préface

Articles 1 Médicament en vrac d’artémisinine

Numéro d’approbation

Date d’émission

(86) Nouveau certificat de médicament X-01

Octobre 1986

2 Suppositoire d’artémisinine

(86) Nouveau certificat de médicament X-04

Octobre 1986

3 Comprimé d’artémisinine

Nouveau médicament H20030144

Juin 2003

4 Dihydroartémisinine en vrac

(92) Nouveau médicament X-66

Juillet 1992

5 Comprimé de dihydroartémisinine

(92) Nouveau certificat de médicament X-67

Juillet 1992

6 Dose de suppositoire de dihydroartémisinine

Nouveau certificat de médicament H20030341

Juin 2003

7 Comprimé de dihydroartémisinine (indication de lupus érythémateux)

Certificat de recherche clinique sur les médicaments 2004L02089 et 2016L02562

Juin 2004 Février 2016

8 Dihydroartémisinine en comprimé (indication de lupus érythémateux)

Brevet d’invention Zl99103346.9

Juillet 2003

9 Le traitement antipaludique à l’aide de dihydroartémisinine et de la pyronaridine

Brevet d’invention ZL99109669.X

Février 2004

Depuis, l’artémisinine et ses dérivés ont été découverts, ce qui a joué un rôle important dans la prévention du paludisme. Pour diverses raisons, la recherche connexe menée à l’Institut de médecine chinoise de l’Académie chinoise des sciences médicales n’a pas été publiée systématiquement. L’OMS a commencé à recommander des associations thérapeutiques à base d’artémisinine pour la lutte mondiale contre le paludisme en 2001. L’artémisinine et ses dérivés sont de nouveau extrêmement concernés ces dernières années. Plusieurs intervieweurs nationaux et étrangers ont visité l’Institut de materia medica chinois de l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises, et ont été particulièrement intéressés par le sujet de l’histoire de l’invention de l’artémisinine. Cela reflète également l’attention et la demande de ces personnes. Depuis l’avènement de la quinine en 1820, après presque 180 ans de recherche, les chercheurs ont voulu obtenir une nouvelle entité chimique comme médicaments antipaludiques pour résoudre le problème de la pharmacorésistance paludéenne responsable de millions de morts chaque année. A. annua L., l’herbe ordinaire et humble, qui est largement répandue dans toute la région tempérée de Chine, a choqué le monde par la découverte de l’artémisinine. Cela démontre pleinement que la MTC est une super salle du trésor ; elle a à la fois la théorie systématique et la pratique médicale précieuse, et contient jusqu’à 10 000 sortes de plantes médicinales chinoises. Savoir si le « Qing Hao peut traiter le paludisme » a été enregistré il y a plus de 1 000 ans ; toutefois, les chercheurs ne sont pas parvenus à découvrir son essence antipaludique en temps opportun, par conséquent, l’artémisinine n’a pas pu devenir un traitement antipaludique moderne pour sauver des millions de personnes mortes du paludisme pendant de nombreuses années, et c’est regrettable. Les auteurs espèrent que l’introduction de l’histoire de la découverte de l’artémisinine pourra inciter des personnes à innover, et ainsi permettre de découvrir

31

De Artemisia annua L. aux artémisinines

davantage l’essence de la MTC. L’artémisinine contre le paludisme humain s’est avéré efficace et rapide, ce qui prouve que le traitement de la MTC peut directement détruire le facteur pathogène rapidement, en plus d’ajuster le déséquilibre du Yin et du Yang du corps. Et ainsi, le domaine de recherche à explorer pour la MTC est donc très vaste. L’application de l’indication des artémisinines est toujours en expansion. À l’exception des maladies parasitaires, elle a également pour effet de réguler le système immunitaire afin de traiter les maladies immunitaires, même le cancer. Un médicament innovant a une forte vitalité. Nous espérons que le lecteur trouvera cet ouvrage utile et efficace.

32

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

Le paludisme a été une maladie mortelle dans l’histoire de l’humanité. Même si d’énormes progrès ont été réalisés dans la prévention et le traitement de la maladie, elle demeure un problème de santé publique aigu dans de nombreuses régions. En 2015 seulement, l’année la plus récente pour laquelle des données sont disponibles, environ 2 milliards de personnes dans plus de 50 pays avec une incidence annuelle d’environ 200 millions et près de 400 000 de ces patients ont succombé à leurs infections.

1

Découverte de l’effet antipaludique de l’artémisinine

Le paludisme a été efficacement traité et contrôlé par la chloroquine et les quinoléines pendant une longue période jusqu’au développement du paludisme pharmacorésistant à la fin des années 1960, après un échec catastrophique de tentative mondiale d’éradication du paludisme. La résurgence du paludisme et l’augmentation rapide de la mortalité due à la perte de traitement efficace représentaient un sérieux défi mondial, en particulier dans les régions où la prévalence du paludisme associé aux parasites Plasmodium résistants aux médicaments, en particulier le Plasmodium falciparum. L’Asie du Sud-Est était l’une des zones endémiques les plus sévères à la fin des années 1960.

33

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Pendant la guerre du Vietnam, le paludisme causé par P. falciparum résistant à la chloroquine a été un problème majeur qui a stimulé les efforts de recherche des deux côtés du champ de bataille. Comme il a été signalé, la perte de la force militaire des États-Unis causée par un problème de santé dû à la prévalence saisonnière complète du paludisme a été de 4 à 5 fois plus élevée que celle du combat direct en 1964. Le paludisme a infecté près de la moitié du nombre total de militaires, soit environ 500 000 soldats américains en 1965. La lutte contre le paludisme est devenue l’une des principales priorités médicales, tout comme les défis pour l’armée américaine au Vietnam. Un programme coordonné par la Division des thérapeutiques expérimentales de l’Institut de recherche de l’armée Walter Reed (WRAIR) à Washington, DC, a été lancé pour la recherche de nouveaux médicaments antipaludiques. Le programme a impliqué de nombreux instituts de recherche ainsi qu’un vaste investissement. Jusqu’en 1972, plus de 240 000 composés ont été testés par l’Institut de recherche de l’armée Walter Reed qui, cependant, n’ont abouti à aucun résultat probant ni à la découverte de nouveaux antipaludiques. Les Vietnamiens, qui subissent des pertes toutes aussi lourdes de soldats dues au paludisme et à la guerre, manquent d’infrastructures de recherche et se tournent donc vers la Chine pour obtenir de l’aide. Les dirigeants nord-vietnamiens ont demandé au gouvernement chinois de trouver d’urgence des remèdes contre le paludisme. Le président Mao et le premier ministre Zhou ont appelé à un effort urgent pour trouver des solutions. La recherche sur de nouveaux médicaments antipaludiques est devenue une mission politique importante pour les chercheurs médicaux de l’armée chinoise. En Chine, les instituts militaires ont entrepris des recherches antipaludiques confidentielles en 1964. En 1967, les dirigeants chinois ont mis en place un bureau national de lutte contre le paludisme (en abrégé bureau national 523 pour organiser et coordonner les activités de recherche sur les antipaludiques de douzaines d’unités conjointes dans sept provinces et villes du pays. Dans un but de confidentialité, le projet a été nommé à la date du 23 mai, date à laquelle le projet a été lancé. Plusieurs milliers de composés et de médicaments de la médecine traditionnelle chinoise (MTC) ont été testés entre 1967 et 1969, mais aucun traitement satisfaisant n’a été identifié. Les perspectives sont importantes. Pour surmonter les difficultés de la recherche antipaludique en Chine, le 21 janvier 1969, trois représentants (Bingqiu Bai, Jianfang Zhang et Xin Tian) du bureau national 523, deux directeurs et un membre, ont visité l’Académie de médecine traditionnelle chinoise affiliée au ministère de la Santé (désormais rebaptisé Académie des sciences médicales chinoises de la Chine, en abrégé CACMS ), cherchant de l’aide pour la recherche de nouveaux traitements antipaludiques de la MTC. Une réunion d’accueil et de consultation a été organisée par le vice-président du CACMS, Henian Gao, et le directeur adjoint de l’Institut des matériaux médicaux chinois du CACMS (en abrégé ICMM), Guozhen Zhang. Les représentants du bureau national 523 ont présenté le contexte des recherches sur les médicaments antipaludiques, qui intéressait de près le gouvernement central de la Chine. « Un énorme travail sur la recherche antipaludique de la MTC a été fait, mais le résultat prometteur est toujours attendu en raison de faibles connaissances et expériences dans l’étude de la MTC. Les membres du bureau national 523 espèrent que les scientifiques du CACMS pourront participer à la confidentielle recherche

34

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

antipaludique », ont-ils déclaré lors de la rencontre. Les dirigeants du CACMS et de l’ICMM ont tous deux souligné que « même si c’est toujours pendant la révolution culturelle, tous les travaux de recherche du CACMS ont pour la plupart connu un retard, les plus grands efforts seront déployés pour entreprendre la mission secrète ». Youyou Tu a été désignée par les équipes dirigeantes du CACMS et de l’ICMM pour mettre en place et diriger le groupe de recherche 523 du projet ICMM (en abrégé groupe 523 de l’ICMM), responsable de l’ensemble du travail. Sa formation en sciences pharmaceutiques modernes et en médecine traditionnelle et son travail acharné étaient en partie les raisons de sa nomination à la tête du groupe. Youyou Tu a commencé par collecter et analyser des informations sur la pratique antipaludique pertinente de la MTC. En l’espace de trois mois, elle a rassemblé plus de 2 000 remèdes issus de plantes, d’animaux et minéraux pour des usages internes ou externes, a passé en revue des documents anciens de la MTC, des recettes de famille et interrogé des médecins chinois réputés pour être expérimentés tels que Fuzhou Pu et Meizhong Yue pour leurs recommandations et leurs recettes à base de plantes. Elle a ensuite réduit et compilé les prescriptions de 2 000 à 640 et a résumé les recettes dans une brochure intitulée Antimalarial Collections of Recipes and Prescriptions (Kang Nue Dan Mi Yan Fang Ji). Ce sont la collecte et le déchiffrement de l’information qui ont jeté les bases solides de la découverte de l’artémisinine. Cela différencie également les approches adoptées par la MTC et la photochimie générale dans la recherche de nouveaux médicaments. En avril 1969, elle a distribué des copies de la brochure à d’autres groupes de recherche extérieurs à l’institut pour information via le bureau national du projet 523. Ensuite, elle a commencé des expériences sur la dichroïne en utilisant les modèles animaux. L’étude a été rapidement abandonnée en raison de ses effets secondaires graves. À partir de mai 1969, le groupe 523 de l’ICMM a testé des extraits aqueux et éthanoliques de plus de 100 plantes médicinales dans un modèle de lutte contre le paludisme chez les rongeurs avec peu de résultats prometteurs jusqu’en juin 1971, ces résultats ont ensuite été évalués pour voir si les extraits pouvaient éliminer les parasites Plasmodium de la circulation sanguine des souris infectées. C’était un travail très laborieux et fastidieux, en particulier lorsqu’ils passaient d’un échec à l’autre. Le résultat de sélection de l’extrait de poivre était le meilleur, avec 84 % de taux d’inhibition des parasites Plasmodium. L’extrait atténuait les symptômes de la fièvre, mais était incapable d’éliminer les parasites apparemment dans les essais cliniques. Parmi les quelques résultats de sélection prometteurs, il a été démontré que les extraits de Qing Hao inhibaient la croissance des parasites à 68 %. Cependant, les études suivantes ont seulement montré une inhibition de 12 % à 40 %. Cela a étonné les membres du groupe 523 de l’ICMM. Qing Hao ne serait un candidat potentiel que si les premières observations prometteuses (au-dessus du taux d’inhibition de 68 %) pouvaient être répétées. Le paludisme était l’une des maladies épidémiques sur lesquelles la littérature médicale chinoise traditionnelle avait les documents les plus exhaustifs. Par exemple, Prescriptions for Universal Relief (Pu Ji Fang), l’un des textes de prescriptions de la médecine chinoise les plus complets de la dynastie Ming, contenait au moins

35

De Artemisia annua L. aux artémisinines

quatre chapitres intitulés « Zhu Nue Men » sur le paludisme. Qing Hao est une plante médicinale traditionnelle chinoise et a été consignée pour la première fois dans Prescriptions for Fifty-two Diseases (Wu Shi Er Bing Fang), elle est écrite sur un morceau de traité de soie déterré des tombes de la dynastie Han Mawangdui (168 avant J.-C.), et est décrite comme traitement des hémorroïdes. Plus tard, dans Shen Nong’s Herbal Classic (Shen Nong Ben Cao Jing), le plus ancien livre de remèdes à base de plantes qui existait en Chine, il a été dénommé Cao Hao et également Qing Hao. Tout comme dans A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Zhou Hou Bei Ji Fang) le Qing Hao est décrit comme un médicament antipaludique à base de plantes, diverses prescriptions connexes ont été enregistrées. Qing Hao a également été prescrit pour traiter la fièvre paroxystique du paludisme dans Compendium of Materia Medica (Ben Cao Gang Mu), l’un des livres chinois les plus célèbres et les plus détaillés, par Shizhen Li (1518-1593) écrit sous la dynastie Ming. Sans doute, la pratique clinique pour soulager les symptômes du paludisme en utilisant Qing Hao était vraie ; bien que d’innombrables méthodes de traitement aient été testées au cours de milliers d’années, le succès était sporadique et l’échec était courant. C’était le processus le plus éprouvant. Le groupe 523 de l’ICMM a commencé à se focaliser sur la plante Qing Hao et a travaillé dur à de multiples tentatives, mais n’a pas toujours obtenu de résultats prometteurs. Les progrès n’étaient pas faciles et aucun résultat significatif n’est apparu facilement. Après que les expériences de confirmation aient semblé être en contradiction avec les données de la littérature, Youyou Tu a commencé à revoir la littérature. Heureusement, elle a trouvé une phrase dans les archives médicales chinoises qui a attiré son attention. En lisant A Handbook of Prescriptions for Emergencies de Hong Ge, elle a ensuite assimilé la phrase « une poignée de Qing Hao plongée dans deux litres d’eau, extraire le jus et boire le tout » lorsque le Qing Hao a été mentionné pour soulager les symptômes du paludisme. Cela lui a rappelé que le chauffage devrait être évité pendant l’extraction ; par conséquent, la méthode a été modifiée en utilisant le solvant à faible point d’ébullition. En septembre 1971, une procédure modifiée a été conçue pour réduire la température d’extraction en immergeant ou en distillant le Qing Hao avec l’éther éthylique. Les extraits obtenus ont ensuite été traités avec une solution alcaline pour retenir la partie neutre après élimination des impuretés acides. Dans les expériences effectuées le 4 octobre 1971, l’échantillon n° 191, c’est-à-dire la partie neutre de l’extrait éther-éthylique du Qinghao, s’est avéré efficace à 100 % contre le paludisme chez les rongeurs lorsqu’il était administré par voie orale à raison de 1,0 g/kg pendant 3 jours consécutifs. Les mêmes résultats ont été observés chez des singes infectés par le paludisme entre décembre 1971 et janvier 1972. Cette avancée représentait une étape primordiale dans la découverte de l’artémisinine. Dans les mêmes études, des extraits de Huang Yao Zi (Dioscoreae bulbiferae Tuber, Dioscorea bulbifera L.), de Ya Dan Zi (Bruceae Fructus, Brucea javanica (L.) Merr.), de Xian He Cao (Agrimoniae Herba, Agrimonia pilosa Ledeb), de Tu Fu Ling (Smilacis glabrae Rhizoma, Smilax glabra Roxb.), et l’extrait du Qing Hao en utilisant d’autres solvants ont également été testés avec des résultats négatifs ou non comparables.

36

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

Youyou Tu a signalé les nouvelles découvertes lors de la réunion nationale du Projet 523 tenue à Nankin le 8 mars 1972, déclarant que : « Nous avons testé plus d’une centaine de types de recettes à base d’herbes simples et combinées depuis juillet 1971 et avons découvert que l’extrait éther éthylique du Qing Hao a montré une inhibition de 95 % à 100 % du paludisme chez les rongeurs. Nous avons effectué une purification supplémentaire pour conserver la partie neutre efficace en éliminant la partie acide toxique non efficace. Nous avons observé la même efficacité lorsque nous avons testé l’extrait étheré de Qing Hao et la partie neutre sur le modèle de paludisme de singe en décembre. » Ce rapport a suscité un énorme intérêt et des inquiétudes à l’échelle nationale à propos du Qing Hao et de ces extraits. Le groupe 523 de l’ICMM a ensuite réalisé un essai clinique (21 cas) entre août et octobre 1972 dans le comté de Changjiang (province de Hainan, une île au large de la côte sud de la Chine) et simultanément à l’hôpital 302 (9 cas) à Pékin. C’était la première fois que la partie neutre de l’extrait éther-éthylique du Qing Hao était testée chez l’homme. Dans l’essai mené dans la province de Hainan, tous les patients ayant une température de 40 °C sont rapidement revenus à la température normale. Un total de 21 patients locaux et migrants atteints de paludisme, 9 infectés par P. falciparum et 11 infectés par Plasmodium vivax, a été traité dans trois groupes-dose dépendants et tous ont guéri des fièvres avec élimination complète des parasites du paludisme. Les neuf patients ont été traités avec succès à l’hôpital 302 de Pékin. Les résultats du premier essai clinique de Hainan et de Pékin ont été rapportés lors de la réunion nationale du projet 523 qui s’est tenue à Pékin en novembre 1972. Le bureau national de lutte contre le paludisme a publié une communication sur le contrôle de la recherche sur le paludisme en enregistrant les résultats cliniques le 5 novembre 1972. Il a été confirmé « dans l’essai clinique accéléré sur les 21 cas de paludisme locaux et migrants en août, l’extrait de Qing Hao du district (de recherche) de Pékin a montré une efficacité relativement bonne (plus de 90 %) contre le Plasmodium vivax et le Plasmodium falciparum. C’est un médicament antipaludique prometteur avec un potentiel d’amélioration supplémentaire. » Sa réussite et son expérience ont inspiré d’autres chercheurs. Prouver l’efficacité de la partie neutre de l’extrait éther-éthylique du Qing Hao dans les expériences avec les modèles de paludisme chez les rongeurs et les singes en octobre 1971 et l’essai clinique suivant réalisé entre août et octobre 1972 a déclenché et a permis de mener des recherches antipaludiques nationales sur le Qing Hao pour le traitement du paludisme. L’étape suivante consistait à isoler les substances actives, car à l’époque, la substance active antipaludique n’avait pas encore été isolée sous sa forme pure et sa structure n’était pas connue. À cet effet, le polyamide a d’abord été ajouté à cet extrait concentré, en le secouant au mélangeur vortex, avant d’être percolé avec de l’alcool à 47 %. L’extrait alcoolique percolé dilué a ensuite été soumis à un autre cycle d’extraction à l’éther éthylique, les composants extraits sont ensuite séparés par chromatographie sur colonne de gel de silice. La fraction éluée avec 10 % d’ester acétylique de la colonne de silicium pouvait former des cristaux semblables à des aiguilles. Le 8 novembre 1972, le groupe 523 de l’ICMM a isolé une substance cristalline incolore. Le composé a été récemment identifié avec un point de fusion de 156 à 157 °C, et présentait toute l’activité antipaludique lors de tests sur des souris

37

De Artemisia annua L. aux artémisinines

atteintes de paludisme après infestation par Plasmodium berghei avec une posologie de 50 à 100 mg/kg, alors que les substances éluées avec un autre éther de pétrole ou 15 % d’acétylester n’ont pas démontré une activité antipaludique. Le composé actif a été nommé Qinghaosu (qui signifie le « principe actif » de l’Artemisia annua L. ; qinghao est le nom de A. annua L. attribué par la MTC, su signifie « élément de base » en chinois, l’artémisinine est désormais le nom répandu). Au début de 1973, le groupe 523 de l’ICMM a reçu plusieurs lettres d’autres instituts leur demandant de clarifier davantage et de partager des informations sur les résultats et l’expérience dans le domaine de la recherche antipaludique du Qing Hao, auxquelles ils ont répondu par des explications approfondies. Ensuite, les collègues de l’Institut provincial de médecine chinoise du Shandong et de l’Institut provincial du Yunnan de materia medica, ont respectivement mené une recherche antipaludique sur différentes ressources de Qing Hao. En 1973, les deux instituts ont envoyé des lettres à l’ICMM exprimant leur gratitude pour le partage d’informations sur la recherche du Qing Hao contre le paludisme. La première formulation du groupe 523 de l’ICMM testée chez les patients était sous forme de comprimés, les résultats n’ont pas été satisfaisants. Le premier essai chez l’homme réalisé avec cette préparation sur huit cas n’a pas donné les résultats escomptés, avec seulement trois patients guéris au bout de trois semaines et deux cas ont présenté certains effets secondaires. Ensuite, le groupe a découvert lors de travaux ultérieurs que cela était dû à la mauvaise désintégration d’un comprimé mal formulé produit dans une vieille presse à comprimés. Le groupe 523 de l’ICMM est passé à une nouvelle préparation (une capsule de poudre brute d’artémisinine pure sans excipients). Pour effectuer une nouvelle observation clinique, Guozhen Zhang, le directeur adjoint de l’ICMM, a apporté la nouvelle préparation sur un site prédéfini en zones endémiques du paludisme (dans le comté de Changjiang, province de Hainan). Tous les essais sur trois patients ont atteint une efficacité clinique satisfaisante. Les patients ont reçu une dose totale de 3 à 3,5 g d’artémisinine en gélule par voie orale et se sont rétablis rapidement après la prise du médicament. Le temps d’élimination parasitaire moyen était de 18,5 h et le temps moyen de disparition de la fièvre était de 30 h. La voie vers la création d’un nouveau médicament contre le paludisme s’est à nouveau ouverte. En octobre 1973, le groupe 523 de l’ICMM est retourné à Pékin du comté de Changjiang et a signalé en temps opportun les études cliniques au bureau national 523. Le 2 novembre 1973, le bureau national 523 a envoyé une lettre officielle au CACMS pour demander la tenue d’une conférence pertinente sur la prévention et le traitement du paludisme, afin de discuter la façon de mener les futures études sur le nouveau traitement contre le paludisme basé sur le Qing Hao. Selon l’exigence, Youyou Tu a présenté les progrès de la recherche globale avec le Qing Hao, et aussi avec l’artémisinine. Entre le 28 février et le 1er mars 1974, une réunion de collaboration sur le traitement antipaludique s’est tenue à l’ICMM en vue de partager et d’échanger les informations obtenues et de planifier les travaux futurs. L’information importante sur les progrès de la recherche et les laboratoires de l’ICMM a été présentée en détail aux collègues à travers le pays. Après la réunion, de nombreuses autres équipes ont

38

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

mené des recherches sur le Qing Hao, et le groupe de coopération nationale des équipes de recherche antipaludique s’est agrandi. Jusqu’en 1978, au total, 529 essais cliniques de cas de paludisme ont été réalisés par le CACMC. Selon l’information extérieure de la réunion d’évaluation des réalisations de l’artémisinine tenue en 1978, plus de 40 unités de 10 provinces, villes et municipalités ont participé aux essais cliniques. Entre 1972 et 1978, des extraits bruts de Qing Hao ou de l’artémisinine ont été testés sur 6 555 patients atteints de paludisme, représentant tous les types de paludisme présents en Chine (dont certains étaient atteints de paludisme résistant à la chloroquine), ont été efficaces sur tous les patients à l’exception d’une dizaine de personnes qui sont mortes à causes d’autres complications. Parmi ces patients, 2 099 ont reçu de l’artémisinine. Selon les exigences de l’approbation de nouveaux médicaments, le groupe 523 de l’ICMM a achevé les activités de développement et a reçu le « Nouveau certificat de médicament pour l’artémisinine » [(86) Nouveau certificat de médicament X-01] du ministère chinois de la Santé en 1986, le tout premier « nouveau certificat de médicament » moderne en Chine depuis 1949. La découverte de l’artémisinine de Qing Hao n’a pas été une aventure simple et facile, une plante médicinale chinoise avec plus de 2 000 ans d’application clinique, surtout dans les années 1970 où la recherche était considérablement sous-documentée en Chine. Bien que le Qing Hao ait été largement décrit dans la littérature de la MTC, il y a peu de détails sur les espèces ou les parties efficaces de la plante médicinale lors de la description de l’application clinique. Selon la taxonomie des plantes, il y a au moins six espèces dans la famille Artemisia : A. annua L., Artemisia apiacea Hance (Artemisia carvifolia), Artemisia scoparia Waldst et kit., Artemisia capillaris Thunb., Artemisia japonica Thunb. et Artemisia eriopoda Bunge. Toutefois, aucune classification claire n’a pas été donnée à propos du Qing Hao (cela signifie une catégorie d’herbes vertes et c’est le nom général de la famille Artemisia en chinois), indépendamment des nombreuses mentions du nom Qing Hao dans la littérature, et les textes n’ont pas précisé non plus les parties actives de l’herbe. Toutes les espèces de la famille Qing Hao (Artemisia) ont été utilisées. Au moment de la recherche sur l’artémisinine, deux espèces de Qing Hao (Artemisia) étaient énumérées dans la pharmacopée chinoise et quatre autres étaient également prescrites. Les études de Youyou Tu ont confirmé que seul A. annua L. (armoise douce) contient une quantité considérable d’artémisinine. Une étude approfondie a ensuite été menée sur la plante médicinale Qing Hao. En plus de la confusion dans la recherche de la bonne plante, des variables, telles que la partie et l’origine de la plante, sa saison de récolte, la faible teneur en artémisinine dans la plante, les procédés d’extraction et de purification, etc., ajoutent des difficultés supplémentaires pour la découverte de l’artémisinine. Tous les facteurs ci-dessus mentionnés sont pris en compte et pourraient réduire la probabilité de découverte de l’artémisinine et la découverte d’une thérapie du paludisme par Youyou Tu et ses collègues représente une contribution remarquable dans le domaine de la santé humaine. Par conséquent, ils ont démontré que les composants actifs se trouvent principalement dans les feuilles des plantes matures et peuvent être efficacement extraits avec de l’éther éthylique ou de

39

De Artemisia annua L. aux artémisinines

l’alcool comme solvant, mais il faut travailler à une température inférieure à 60 °C. L’extrait de Qing Hao était efficace pour traiter le paludisme uniquement lorsqu’il était préparé correctement ; la réussite de l’identification de l’efficacité de l’extrait d’éther éthylique neutre de A. annua L. n’a pas été une victoire simple et facile.

2

Identification structurelle et recherche de relation structure-activité de l’artémisinine et de ses dérivés

L’isolement du cristal d’artémisinine a permis une étude plus approfondie de sa structure chimique. Le groupe 523 de l’ICMM procède à la détermination de la structure chimique de l’artémisinine en décembre 1972 par l’analyse élémentaire, la spectrophotométrie, le spectre de masse, l’analyse polarimétrique et d’autres techniques. Premièrement, l’analyse élémentaire a montré que la structure de l’artémisinine ne contient que du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et aucun atome d’azote contenu précédemment dans les quinoléines antipaludiques. Le composé a été davantage purifié par différents procédés de recristallisation et testé au Département de chimie analytique de l’Institut des matériaux médicaux de l’Académie des sciences médicales de Chine. Sur la base de l’analyse élémentaire et des résultats d’autres études, des collègues de l’Institut des matériaux médicaux ont confirmé que le composé ne contenait pas d’azote et avait une formule potentielle de C15H22O5 le 27 avril 1973. Sachant d’après la littérature que le professeur Zhujin Liu de l’Institut de chimie organique de Shanghai de l’Académie des sciences de Chine avait plus d’expérience dans la recherche des produits naturels sesquiterpènes, ils ont commencé une collaboration avec l’Institut de chimie organique de Shanghai et l’Institut de biophysique de l’Académie chinoise des sciences sur l’analyse de la structure chimique de l’artémisinine en 1974. Grâce à des analyses chimiques et physiques complètes, il a été démontré que l’artémisinine est une nouvelle forme de lactone sesquiterpénique. La structure stéréotypique a finalement été déterminée par cristallographie aux rayons X en 1975, ce qui a permis de vérifier que l’artémisinine était une nouvelle lactone sesquiterpénique contenant un groupe peroxyle. Le travail a été l’une des premières applications signalées en Chine dans la détermination d’une configuration moléculaire absolue en utilisant les effets de diffusion des atomes d’oxygène par la technique de diffraction des rayons X. La structure stéréotypique de l’artémisinine a été publiée en 1977 et citée par Chemical Abstracts. La demande de publication a été soumise au ministère chinois de la Santé. Et après approbation, le document a été proposé à Kexue Tongbao le 20 février 1976. Le document (Une nouvelle lactone serquiterpénique-Qinghaosu) a ensuite été publié dans le numéro 3 en 1977. Considérant l’exigence de confidentialité des missions de la force militaire chinoise qui vise à empêcher le développement ultérieur d’une utilisation médicale par d’autres pays, le document a été publié au nom de « Le Groupe collaborateur de la structure Qinghaosu ». Le document a seulement

40

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

révélé la structure chimique et les propriétés physiques et chimiques partielles de l’artémisinine, mais son excellente activité antipaludique n’a pas été révélée. Après la publication, les contenus associés ont été indexés par Chemical Abstracts (CA. 1977, 87, 98788g), ce qui a favorisé le processus selon lequel les pairs d’autres pays étaient préoccupés par l’artémisinine. L’identification structurelle a été coordonnée avec des scientifiques de l’Institut de chimie organique de Shanghai et de l’Institut de biophysique de l’Académie chinoise des sciences et le groupe 523 de l’ICMM a joué un rôle dans la détermination de la structure en utilisant le cristal obtenu. En 1973, afin de déterminer les groupes fonctionnels de la molécule d’artémisinine, le groupe 523 de l’ICMM a modifié chimiquement le pont peroxyle et les groupes carboxyle de la molécule. Ils ont produit la désoxyartémisinine par réduction du groupe peroxyle en un groupe époxy, en soumettant l’artémisinine dans une solution de palladium, carbonate de calcium et de méthanol à température et pression ambiantes, puis en la traitant avec un mélange d’acétone et de n-hexane. Ils ont synthétisé la dihyaroartémisinine par réduction du groupe carboxyle en groupe hydroxyle en utilisant du borohydrure de sodium (NaBH4), pour confirmer que la structure chimique de la substance active avait un groupe carbonyle-cétone, et ont conclu que la formule moléculaire du dihydroartémisinine est C15H24O5. Ils ne savaient pas que la substance chimique qu’ils avaient produite se révélerait plus efficace que le composé naturel. La dihydroartémisinine a été encore réduite en dihydro-désoxyartémisinine après réaction dans une solution de palladium, carbonate de calcium et méthanol. Certains nouveaux composés ont été obtenus en dérivant au niveau du groupe hydroxyle de la dihydroartémisinine. La recherche sur la relation structure-activité a révélé l’efficacité des doses et l’observation dans l’élimination des parasites du paludisme lorsque les composés structurellement modifiés ont été administrés. Les résultats ont montré que la dose était réduite de 50 à 100 mg/kg/jour pour l’artémisinine à 12,5 et 6 mg/kg/jour pour la dihydroartémisinine et l’acétate de dihydroartémisinine. La dose était similaire entre la désoxyartémisinine et l’artémisinine. Toutefois, la désoxyartémisinine était incapable d’éliminer les parasites du paludisme. Cette étude a confirmé que le groupe peroxyle présent au niveau de la molécule d’artémisinine était essentiel pour sa fonction antipaludique, tandis que la réduction du groupe carboxyle cétone en groupe hydroxyle améliorait l’efficacité, ainsi que la formation de dérivés potentiels de l’artémisinine pour synthétiser de nouveaux composés. Cette étude a conduit au développement de la dihydroartémisinine et d’autres dérivés, tels que l’artéméther, l’artésunate et l’artééther, en de nouveaux médicaments contre le paludisme. Jusqu’à présent, aucune application clinique n’a été décrite avec d’autres dérivés de l’artémisinine, à l’exception des facteurs susmentionnés. En 1975, le bureau a organisé la Conférence nationale de coopération antipaludique dans la province du Henan. Le groupe 523 de l’ICMM a présenté les résultats de la recherche sur la relation structure-activité de l’artémisinine lors de cette réunion. En 1976, des recherches sur les dérivés de l’artémisinine ont été entièrement réalisées et d’autres unités/chercheurs ont synthétisé et développé l’artésunate et l’artéméther comme médicaments contre le paludisme.

41

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Depuis 1986, l’équipe de Youyou Tu a mené une série d’activités de développement sur la chimie, la pharmacologie, la pharmacocinétique et la stabilité de la dihydroartémisinine, créée en 1973. Elle a effectué des essais cliniques selon les exigences réglementaires. Le ministère chinois de la Santé a accordé un « Nouveau certificat de médicament pour la dihydroartémisinine » [(92) Nouveau certificat de médicament X-66, avec comme nom de marque Cotecxin] à l’ICMM en 1992. La dihydroartémisinine est cliniquement 10 fois plus puissante que l’artémisinine, ce qui démontre une fois de plus « l’efficacité élevée, l’action rapide et la faible toxicité » des médicaments appartenant à la catégorie des artémisinines. Plus important encore, il y avait beaucoup moins de récurrence de la maladie lors du traitement d’un patient avec ce dérivé. L’équipe de Youyou Tu a successivement obtenu trois nouveaux certificats de médicaments et deux brevets d’invention chinois pour le traitement du paludisme et d’autres maladies.

3

L’Artémisinine – Un cadeau de la médecine traditionnelle chinoise au monde

L’artémisinine représente une nouvelle catégorie de médicaments contre le paludisme. L’artémisinine et ses dérivés, découverts, testés et commercialisés en Chine, produisent un meilleur effet sur la disparition des symptômes de fièvre et de la parasitémie que tous les antipaludiques connus. En raison de ces propriétés remarquables, les scientifiques chinois étaient très préoccupés par l’obtention du moyen le plus efficace pour transformer une ancienne méthode chinoise utilisant la plante médicinale Qing Hao en artémisinine. Les conditions de recherche étaient relativement limitées en Chine dans les années 1970. Pour produire des quantités suffisantes d’extrait de Qing Hao nécessaires aux essais cliniques, le groupe 523 de l’ICMM a procédé à l’extraction en utilisant plusieurs cuves à eau domestiques. La santé de certains membres de l’équipe s’est détériorée en raison de l’exposition à long terme à de grandes quantités de solvants organiques et de l’insuffisance de l’équipement de ventilation. Pour lancer les essais cliniques plus rapidement sans compromettre la sécurité des patients, sur la base des données de sécurité limitées de l’étude animale, les membres de l’équipe et Youyou Tu se sont portés volontaires pour prendre eux-mêmes l’extrait de Qing Hao et assurer sa sécurité. En 1973, des résultats non satisfaisants ont été observés lors de l’essai clinique utilisant des comprimés d’artémisinine. L’équipe a mené une enquête approfondie et a confirmé que la cause principale était la mauvaise désintégration des comprimés. Cette dernière observation leur a permis de reprendre rapidement l’essai en utilisant des gélules et a ensuite confirmé l’efficacité clinique de l’artémisinine à temps. Dans l’atmosphère improbable de la révolution culturelle en Chine, peu d’articles scientifiques ont été publiés. Avec le changement de l’environnement social, les résultats de la recherche de A. annua L. et de l’artémisinine ont été classés et publiés.

42

L’histoire de la découverte de l’artémisinine

En novembre 1978, sur la base de la première réunion préliminaire (Xiangshan, Pékin), le bureau national 523 a tenu une conférence sur l’évaluation de l’artémisinine, à Yangzhou, province du Jiangsu. Parmi les conférences présentées sur le stade précoce de l’artémisinine, cette conférence a d’abord invité les représentants des médias pour promouvoir leur réalisation. Après la conférence, toutes les unités et tous les chercheurs concernés ont publié les résultats de leur recherche afin de faire connaître au public les progrès de la recherche sur l’artémisinine contre le paludisme. En octobre 1981, lors de la 4e réunion du groupe de travail scientifique sur la chimiothérapie du paludisme, une conférence internationale intitulée « Conférence spéciale sur le Qinghaosu » a été organisée par le Programme spécial de développement des Nations unies/la Banque mondiale/l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour la recherche et la formation dans le groupe de maladies tropicales de chimiothérapie du paludisme à Pékin. Lors de cette réunion, le groupe de recherche et de développement sur l’artémisinine en Chine a présenté un exposé systématique sur la recherche connexe. Une série d’exposés sur l’artémisinine et son application clinique, y compris le rapport de Youyou Tu intitulé « Étude sur la chimie de Qinghaosu », a reçu des retours positifs et enthousiastes. Des articles de spécialistes chinois ont été publiés à ce sujet début 1982 avec l’intitulé « Groupe de recherche coopératif chinois sur le Qinghaosu et ses dérivés comme antipaludique » dans le Journal of Traditional Chinese Medicine, qui contenaient six articles : « Les études chimiques sur le Qinghaosu (artémisinine) », « La chimie et la synthèse des dérivés du Qinghaosu », « L’efficacité antipaludique et le mode d’action du Qinghaosu et ses dérivés dans des modèles expérimentaux », « Métabolisme et pharmacocinétique du Qinghaosu et ses dérivés », « Études sur la toxicité du Qinghaosu et de ses dérivés » et « Les études cliniques sur le traitement du paludisme avec le Qinghaosu et ses dérivés ». Les artémisinines représentent une nouvelle catégorie de médicaments, antipaludiques, ce qui conduit à deux changements de paradigme dans la recherche et la thérapie antipaludiques. Le premier est le passage de médicaments contre le paludisme à base de quinoléine aux thérapies à base d’artémisinine en raison de l’émergence de parasites résistants aux médicaments à base de quinolones. Actuellement, les combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine sont les médicaments recommandés par l’OMS pour le traitement des infections mortelles P. falciparum et sont utilisées dans le monde entier. Le deuxième changement de paradigme est le changement d’axe de recherche dans le développement de médicaments contre le paludisme. L’artémisinine et ses dérivés font partie d’une nouvelle catégorie d’agents antipaludiques à structure unique (pharmacophore peroxyde de 1,2,4-trioxane), qui est devenue un nouvel axe pour le développement de médicaments contre le paludisme. Il est indéniable que la nouvelle naissance de ces médicaments de structure originale, a stimulé plus de recherches dans ce domaine et sur des sujets connexes, favorisant ainsi des découvertes scientifiques et leurs applications. Depuis 1972, l’artémisinine a été extraite à partir de A. annua L., ce qui a rapidement suscité l’intérêt de la recherche mondiale.

43

De Artemisia annua L. aux artémisinines

« La médecine traditionnelle chinoise est une salle de trésor. Nous devrions l’explorer et la hisser à un niveau supérieur. » L’artémisinine a été explorée en utilisant cette ressource. Les scientifiques de la médecine chinoise et occidentale peuvent tirer parti de l’expérience de recherche de la découverte de l’artémisinine. Il y a un grand potentiel pour de futurs progrès si ces aspects positifs peuvent être pleinement intégrés. Des ressources considérables de la MTC peuvent être développées en tant que médecines modernes à l’avenir. Depuis la « Dégustation d’une centaine d’herbes par Shen Nong », les Chinois ont accumulé une expérience substantielle dans la pratique clinique, ont intégré et résumé l’application médicale de la plupart des ressources naturelles au cours des derniers milliers d’années. L’adaptation, l’exploration, le développement et l’avancement de ces pratiques permettraient aux chercheurs de découvrir davantage de nouveaux médicaments utiles pour les soins de santé dans le monde. (Subventionné par l’Institut de materia medica chinois de l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises)

44

Chapitre 1 Introduction

L’Artemisia annua L. est couramment utilisée en médecine traditionnelle chinoise (MTC) et date de plus de 2 000 ans. A. annua L. a d’abord été enregistrée dans Prescriptions for Fifty-two Diseases (Wu Shi Er Bing Fang) écrit sur un morceau de traité de soie déterré des tombes de la dynastie Han Mawangdui (168 avant J.-C.), décrit comme un traitement contre les hémorroïdes. Plus tard, Herbal Classic de Shen Nong (Shen Nong Ben Cao Jing), Grand Materia Medica (Da Guan Ben Cao) et Compendium of Materia Medica (Ben Cao Gang Mu), etc. ont tous partagé l’implication de A. annua L. comme plante médicinale. Et c’est dans A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Zhou Hou Bei Ji Fang) par Hong Ge, médecin de la dynastie des Jin de l’Est, que A. annua L. fut d’abord enregistrée comme plante médicinale qui pourrait guérir le paludisme en « administrant du jus extrait d’A. annua L. frais ». En 1971, le groupe 523 de l’ICMM dirigé par Youyou Tu a isolé à partir de l’extrait de A. annua L. une partie active qui s’est avérée avoir une inhibition de 100 % du parasite du paludisme chez la souris. Plus tard, un nouveau composé structuré monomère antipaludique a été séparé de cette partie et a été nommé Qinghaosu (qinghao est le nom attribué par la MTC de A. annua L. ; su signifie « l’élément de base » en chinois ; l’artémisinine est aujourd’hui le nom répandu). La découverte de l’artémisinine a été novatrice dans l’histoire des agents antipaludiques, ce qui permet à l’artémisinine d’être mondialement reconnue comme première médecine innovante de la Chine et permet à la Chine de poser des bases solides pour la poursuite des recherches sur les artémisinines. Par conséquent, cette médecine à base de plantes a suscité l’attention dans divers domaines connexes. Dans cette partie, les auteurs vont présenter des connaissances sur A. annua L. sur des aspects tels que l’étude de textes sur la phytothérapie, la taxonomie végétale, les ressources végétales

47

De Artemisia annua L. aux artémisinines

originales, les techniques de fabrication, la chimie, la pharmacologie, l’application clinique, etc. Le succès de l’artémisinine a créé des opportunités pour le développement des ressources végétales. A. annua L. est une sorte d’herbacée annuelle, qui pousse tous les printemps. Dans certaines régions de la Chine, les ressources naturelles sont très riches et les populations locales tirent profit de A. annua L., qui peut être considérée comme un élément majeur du Projet Technologie-Réduction-Pauvreté. L’OMS a fortement recommandé les médicaments à base d’artémisinine comme traitement antipaludique de première ligne pour tous les cas de paludisme à falciparum. La demande de A. annua L. sur le marché international augmente considérablement. Les ressources naturelles sont désormais loin d’être suffisantes. Par conséquent, A. annua L. devient une plante économique dans certaines régions qui produisent des plantes de haute qualité et sont cultivées à grande échelle dans de nombreux champs. Toutefois, de nombreux problèmes restent à résoudre, tels que l’occupation des champs de culture. En outre, la quantité de la teneur en artémisinine dans les plantes médicinales brutes doit notamment être améliorée. C’est pourquoi les scientifiques ont effectué des recherches en bio-ingénierie afin de résoudre le problème des ressources. Pour cette raison, les auteurs ont spécialement invité des experts de l’Institut de Botanique de l’Académie chinoise des sciences pour donner un aperçu de ce domaine dans les deux derniers chapitres de cette partie.

1

L’histoire de l’Artemisia annua L. et son efficacité contre le paludisme

Créé pendant la dynastie des Zhou occidentaux au printemps et à l’automne (vers 1100 av. J.-C. à 600 av. J.-C.), le Shi Jing (le Chinese Book of Odes) souligne que le « You You Lu Ming, Shi Ye Zhi Hao » [1], traduit par « Youyou le cerf bêlant ; ils mangent le Hao sauvage », signifie que le nom de Qing Hao a déjà été enregistré, en précisant que l’herbe est aussi vieille que la Chine. Yanzi (578 av. J.-C. à 500 av. J.-C.) a autrefois expliqué que le : « Hao (remarque : le mot chinois désignant la plante des espèces Artemisia) est la plante plus grande que l’herbe normale » [2]. Et il a été également noté que dans Er Ya (le livre a résumé l’étude naturelle de la culture nationale chinoise dans la période de la pré-dysnastie Qin) le « Hao (㪓) est également connu comme Qin (㦷) [3], ce qui correspond à l’éclairage de Shuo Wen Jie Zi (Origin of Chinese Characters) selon laquelle le « Qin (㦷) renvoie à Hao (㪓) [4]. Ensuite, la relation entre le Hao (㪓) et le Qin (㦷) a été clarifiée plus tard. Dans la période des Trois Royaumes, Ji Lu a souligné que le « Hao (㪓) signifie particulièrement le Qing Hao (䴦㪓) (le mot chinois pour plusieurs plantes d’espèces d’Artemisia, y compris A. annua L.), qui a été appelé Qin (㦷) à la frontière de Jing et Yu, dans la région de Ru’nan et Ru’yin. » Et Yan Sun a également déclaré que « à la frontière de Jing et Chu, le Hao (䴦) est appelé Qin (㦷). Par conséquent le Qin (㦷) signifie le Hao (㪓), le Hao (㪓)

48

Chapitre 1. Introduction

signifie le Qing Hao (䴦㪓) et le Qing Hao (䴦㪓) signifie le Cao Hao (㤝㪓) [5]. Xi Zhu (poète de la dynastie des Song du Sud, philosophe et éducateur) a indiqué dans Chinese Book of Odes que le « Hao (㪓) désigne le Qing Hao (䴦㪓). Les lieux mentionnés, tels que Jing, Yu, Ru’nan, Ru’yin et Chu, appartiennent aujourd’hui au Hunan, au Henan et à la province du Hubei en Chine. Par ailleurs, en 1973, à Changsha dans la province du Hunan, un manuscrit en soie, Prescriptions for Fifty-two Diseases (Wu Shi Er Bing Fang) a été déterré de Mawangdui Han Tomb III (168 av. J.-C.) et est considéré comme le plus ancien livre de médecine chinoise ayant survécu. Dans ce livre, dans Male Haemorrhoids Item, il est écrit que le « Qin (㦷) est une autre appellation du Qing Hao (䴦㪓) dans la région de Jing », précisant clairement l’ancien nom de plusieurs plantes d’espèces Artemisia utilisées dans les zones qui sont aujourd’hui situées dans la province du Hunan et du Hubei en Chine. À l’origine, le mot « Qin » (㦷) dans ce livre était manquant, mais les responsables l’ont plutôt remplacé par le mot « Di » (㥏). Selon le texte original de Er Ya et les commentaires de Lu et Sun, nous pouvons certainement maintenant déduire qu’il s’agit de Qin (㦷) au lieu de Di (㥏). L’Herbal Classic de Shen Nong (Shen Nong Ben Cao Jing, également traduit par Canon of the Divine Husbandman’s Materia Medica) [6] affirme que le « Cao Hao est un autre nom du Qing Hao ». Hongjing Tao a ajouté que le mot « Qing Hao est utilisé partout. Les gens la consomment avec des légumes aromatiques épicés, tels que la coriandre » [7]. Et le Commentaries on the Illustrations (Ben Cao Tu Jing, également traduit par Illustrated Pharmacopoeia) donne même plus de détails selon lesquels le « Cao Hao signifie le Qing Hao. Le semis pousse au printemps. Lorsque les feuilles deviennent extrêmement minces et fraîches, elles sont consommées avec des légumes aromatiques épicés tels que la coriandre. En été, la plante pousse jusqu’à cinq pieds de hauteur. En automne, de fines fleurs jaunâtres fleurissent et les fruits mûrs sont aussi gros que les millets » en 1070. En outre, un autre livre intitulé Dream Stream Essays (Meng Xi Bi Tan, également traduit par Dream Pool Essays) a souligné quelque chose d’important et explique qu’« il existe de nombreuses espèces d’Artemisia utilisant le nom Hao. Par exemple Artemisia annua L. et Artemisia apiacea Hance (Artemisia carvifolia), l’une jaune et l’autre verte. Ainsi, le Qing Hao mentionné dans les livres de plantes médicinales chinoises pourrait avoir quelques différences. Il y a plusieurs espèces de Qing Hao qui poussent quelquefois à la frontière de la région de Sui et Yin dans la province de Shaanxi. Dans le groupe de Qing Hao, il y aura parfois des espèces de couleur verte spéciale que les populations locales appellent Xiang Hao (qui signifie littéralement espèce aromatique Artemisia). Leurs feuilles sont les mêmes que celles du Hao normal (qui signifie littéralement des espèces communes Artemisia), mais sont de couleur différente. Les espèces communes sont d’un vert commun tandis que celles-ci sont d’un vert émeraude, aussi profond que la couleur des pins. Au milieu d’une espèce de couleur jaune, ces espèces spéciales Artemisia ont une couleur exclusivement verte et un parfum légèrement odorant. Je crains qu’elles soient les plus utilisées par nos ancêtres. ». De ce qui précède, nous savons que le « Cao Hao » dans Herbal Classic de Shen Nong désigne encore en réalité plusieurs espèces d’Artemisia dans la dynastie Song.

49

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Dans la dynastie Ming, « lorsque l’on récite le dicton ‘Yin Chen en mars, Hao en avril’, on croit simplement que les deux espèces désignent en réalité la même chose et la raison pour laquelle elles sont appelées différemment est simplement due à leur maturité » souligne Materia Medica Companion (Ben Cao Meng Quan), « Toutefois, bien que les deux se ressemblent au niveau de la forme des feuilles, elles sont deux espèces radicalement différentes. » Yin Chen désigne principalement Artemisia capillaris ; le Hao (Qing Hao) désigne principalement A. annua L. Et la différence subtile entre A. capillaris et A. annua est davantage mis en lumière dans Compendium of Materia Medica (Ben Cao Gang Mu), qui explique que le « Qing Hao pousse en février. La caulicule est douce, aussi épaisse qu’un doigt. La caulicule et la jeune feuille sont toutes deux d’un vert profond. La feuille est colorée des deux côtés et sa forme est légèrement similaire à celle du Yin Chen. Et la racine est blanche et dure. En juillet et en août, de fines fleurs jaunes s’ouvrent pour donner naissance à des fruits très parfumés. Le fruit est aussi gros qu’une graine de lin, dissimulant de petites graines à l’intérieur. » Avec l’arrivée de la taxonomie par Linnaeus au xviiie siècle et en utilisant une taxonomiedivergente, de nombreuses espèces ont été nommées et renommées au fil du temps. Une des plantes originales du Qing Hao a été décrite plus tard par Linnaeus et a reçu le nom scientifique de A. annua L. Le célèbre pharmacien chinois M. Yuhuang Zhao a écrit un article en 1936 expliquant que le « Qing Hao (Cao Hao) est de moindre qualité selon le classement des espèces dans Herbal Classic de Shen Nong … … la plupart étant Artemisia annua L. » [8]. D’après l’ouvrage ancien de référence et la littérature sur les herbes officinales plantes précédemment mentionnées, nous pouvons savoir que l’un des premiers noms officiels de la plante officinale est le Qing Hao. Même si Herbal Classic de Shen Nong a fait du Cao Hao une véritable plante médicinale, on attribue également au Qing Hao un autre nom. Dans la nouvelle édition révisée du livre Newly Revised Materia Medica (Xin Xiu Ben Cao), l’article de Bai Hao (le mot chinois pour la plante d’une espèce blanche d’Artemisia) explique que « la feuille du Bai Hao est plus épaisse que celle du Qing Hao » [7], soulignant que le Qing Hao est le nom officiel dans la dynastie Tang. Par ailleurs, il ressort des figures jointes du livre Syndrome of Materia Medica (Zheng Lei Ben Cao) qu’il existe plus d’une espèce de Qing Hao dans la dynastie Song [7]. Parmi ces espèces, il y a une espèce très similaire à A. annua L. De ce fait, A. annua L. pourrait être identifiée comme la véritable plante médicinale de cette époque-là. En fait, selon le livre Amplification on Materia Medica (Ben Cao Yan YI) de Zongshi Kou, le livre Revised Classified Materia Medica from Historical Classics for Emergency (Chong Xiu Jing Shi Zheng Lei Bei Ji Ben Cao) par Cunhui Zhang dans la dynastie Song du sud [7] et d’autres ouvrages historiques [9] de la dynastie Yuan, nous pouvons en déduire que le Qing Hao était encore utilisé comme herbe médicinale authentique dans les dynasties Song et Yuan. Même si à l’époque du livre Compendium of Materia Medica (Ben Cao Gang Mu) le Qing Hao pouvait être confondu avec le Yin Chen, la différence entre les deux pouvait encore être comprise en 1525. L’application du Qing Hao a été initialement enregistrée dans Prescriptions for Fiftytwo Diseases (Wu Shi Er Bing Fang) comme remèdes à base de plantes contre les

50

Chapitre 1. Introduction

hémorroïdes mâles [10]. En 200-300, le Qing Hao a été répertorié dans Herbal Classic de Shen Nong, et classé dans la catégorie de qualité inférieure. Sa fonction est décrite comme « capable de traiter les croûtes, les démangeaisons et les plaies, de détruire les poux et d’éliminer les échauffements internes, les contrariétés, la fièvre et d’améliorer la vue » [6]. Ce n’est qu’en 281-340 que le Qing Hao a été enregistré comme médicament contre le paludisme. A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Zhou Hou Bei Ji Fang) par Hong Ge de la dynastie Jin oriental est le premier livre à enregistrer l’effet antipaludique du Qing Hao dans l’histoire, car il explique qu’« une poignée de Qing Hao immergé dans deux litres d’eau, pressez le jus et buvez le tout » [11]. Toutefois, l’espèce du Qing Hao n’est pas clairement mentionnée dans les documents susmentionnés. La question posée : est-ce que le Qing Hao qui est décrit dans Herbal Classic de Shen Nong et celui qui est utilisé dans le traitement du paludisme et cité dans Handbook of Prescriptions for Emergencies, sont les mêmes ou sont-ils de la même espèce ? Pour répondre à cette question, nous pouvons nous référer au livre Compendium of Materia Medica. De 1552 à 1578, Shizhen Li, l’auteur de ce livre, a relié ces deux « Qing Hao » avec celui qui a montré en pratique clinique une efficacité contre le paludisme, concluant que le précédent Qing Hao écrit dans des documents classiques et l’actuel Qing Hao appliqué dans sa pratique médicale étaient en fait les mêmes et étaient de la même espèce. En outre, il a introduit la fonction antipaludique du Qing Hao. Entre la dynastie Jin orientale et la dynastie Ming, toutes les prescriptions contre le paludisme impliquent le Qing Hao, tel que la décoction Qing Hao consignée dans General Medical Collection of Royal Benevolence (Sheng Ji Zong Lu) [12] dans la dynastie Song, les pilules Jie Nue Qing Hao dans Mastery of Medicine de Danxi (Dan Xi Xin Fa) [13] dans la dynastie Yuan, la poudre de Qing Hao et les pilules du Qu Nue Shen Ying dans Prescriptions for Universal Relief (Pu Ji Fang) [14] dans la dynastie Ming, etc. Après l’époque du Compendium of Materia Medica, sous la dynastie Qing, deux autres livres ont également enregistré l’effet antipaludique du Qing Hao, l’un étant Essentials of Materia Medica (Ben Cao Bei Yao) [15] et l’autre Detailed Analysis of Epidemic Febrile Disease (Wen Bing Tiao Bian) [16]. L’herbe médicinale Qing Hao de la MTC a une efficacité extrêmement particulière d’antipaludique. Sur la base de cette nature, nous pouvons relier tous les enregistrements de la littérature historique du Qing Hao et conclure qu’il n’y a qu’une seule herbe d’espèces d’Artemisia qui puisse être considérée comme le véritable Qing Hao et l’authentique plante médicinale pour lutter contre le paludisme. En 1830, des érudits japonais traduisirent et annotèrent le livre Compendium of Materia Medica [17], ajoutant le nom botanique à la plante médicinale apparentée. Toutefois, ils ont ajouté par erreur « Artemisia apiacea Hance » au Qing Hao et « Artemisia annua L. » au Huang Hua Hao. Nos collègues ont continué avec cette erreur en Chine. Toutefois, la pratique scientifique a prouvé qu’il s’agissait d’une erreur et donc les auteurs avec leur esprit scientifique responsable recommandent la correction de l’erreur.

51

In 1830s, Japanese scholars translated and annotated the book Compendium of Materia Medica [17], adding botanical name to related herbal medicine. However, they mistakenly added “Artemisia apiacea Hance” to Qing Hao and “Artemisia annua L.” to Huang Hua Hao. So was it followed colleagues in China. However, scientific practice has proved it to De Artemisia annuaby  L. our aux artémisinines be an error and for the scientific spirit of responsibility, the authors recommend correction of the mistake.

Références References [1] Jing S, 䆫㒣 Chinese Book of Odes (annotated by Zhu Xi ᴅ➍). Shanghai: Shanghai Classics Publishing House; 1987. [2] Mu BCG, ᴀ㤝㒆Ⳃ (Compendium of Materia Medica). 1596. Li Shizhen ᴢᯊ⦡. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1975, p. 943–46. [3] Er Ya ᇨ䲙 annotated by Guo Pu 䛁⩲. Shanghai: Tong Wen Shu Ju Publishing House; 1985. [4] Shuo Wen Jie Zi 䇈᭛㾷ᄫ (Origin of Chinese Characters), Xu Shen 䆌ᜢ annotated by Duan Yucai ↉⥝㺕. Shanghai: Shanghai Classics Publishing House; 1981. [5] Er Ya Yi Shu ᇨ䲙Н⭣ Hao Yixing 䚱៓㸠, Zhong Guo Shu Dian Publishing House, Beijing, 1982. [6] Shen Nong Ben Cao Jing ⼲‫ݰ‬ᴀ㤝㒣 (Shen Nong’s Herbal Classic), annotated by Wu Pu ਈ䈅 and Sun Xingyan ᄭ᯳㸡. Beijing: Shang Wu Yin Shu Guan Publishing House; 1955, p. 103. [7] Chong Xiu Jing Shi Zheng Lei Bei Ji Ben Cao 䞡ׂᬓ੠㒣৆䆕㉏໛ᗹᴀ㤝 (Revised Classified Materia Medica from Historical Classics for Emergency), 1082. Tang Shen Wei ૤ᜢᖂ annotated in 1249 by Zhang Cunhui ᓴᄬᚴ. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1957. [8] Qi Zhou Yao Zhi ⼕Ꮂ㥃ᖫ 1936. Zhao Yuhuang 䍉➣咘, vol. 1. 58. [9] Chong Kan Jing Shi Zheng Lei Da Quan Ben Cao 䞡ߞ㒣৆䆕㉏໻ܼᴀ㤝 (Reprint Classified Materia Medica from Historical Classics for Emergency), 1082. Tang Shen Wei ૤ᜢᖂ Reprint and annotated by Wang Qiu ⥟⾟ in 1577. [10] Cooperative research group on the archaeological finds of Mawangdui Han Tomb. Chinese Cultural Relics. Beijing: Cultural Relics Publishing House; 1975; 9:42. [11] Zhou Hou Bei Ji Fang 㙬ৢ໛ᗹᮍ (A Handbook of Prescriptions for Emergencies). 281–340. Ge Hong 㨯⋾. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1956. p. 44. [12] Sheng Ji Zong Lu ೷⌢ᘏᔩ (General Medical Collection of Royal Benevolence). 1111–1118. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1962. p. 724. [13] Dan Xi Xin Fa Ѝ⑾ᖗ⊩ (Danxi’s Mastery of Medicine). 1481. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press; 1959. p. 47. 8 Chapter [14] Pu Ji Fang1᱂⌢ᮍ (Prescriptions for Universal Relief). 1406. Vol. 197-198 Zhu Su ᴅ‫‮‬. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1959. [15] Chapter Ben Cao Bei 8 1 Yao ᴀ㤝໛㽕 (Essentials of Materia Medica). 1694. Wang Ang ∾ᯖ. Beijing: Shang Wu Yin Shu Guan Publishing House; 1954. p. 102. [16] Wen Bing Tiao Bian ⏽⮙ᴵ䕼 (Detailed Analysis of Epidemic Febrile Disease). 1798. Wu Tang ਈ⩁. [15] Ben Cao Bei Yao ᴀ㤝໛㽕 (Essentials of Materia Medica). 1694. Wang Ang ∾ᯖ. Beijing: Shang Wu Yin Beijing: People’s Medical Publishing House; 1964. p. 108. Shu Guan Publishing House; 1954. p. 102. [17] Shirai Kōtarō’, et al. Li Shizhen’s Compendium of Materia Medica. Tokyo, Japan: Shun’yodo Bookstore [16] Wen Bing Tiao Bian ⏽⮙ᴵ䕼 (Detailed Analysis of Epidemic Febrile Disease). 1798. Wu Tang ਈ⩁. Co. Ltd; 1933. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1964. p. 108. [17] Shirai Kōtarō’, et al. Li Shizhen’s Compendium of Materia Medica. Tokyo, Japan: Shun’yodo Bookstore Co. Ltd;Reading 1933. Further Meng Xi Bi Tanlectures Ṻ⑾ヨ䇜 (Dream Stream Essays). 1086. Shen Kuo ≜ᣀ. Beijing: Cultural Relics Publishing Autres Further Reading House; 1975. Ben Cao Meng Quan ᴀ㤝㩭ㄠ (Materia Medica Companion). 1565. Chen Jiamo 䰜௝䇳. Beijing: People’s Meng Xi Bi Tan Ṻ⑾ヨ䇜 (Dream Stream Essays). 1086. Shen Kuo ≜ᣀ. Beijing: Cultural Relics Publishing Medical Publishing House; 1988. House; 1975. Ben Cao Meng Quan ᴀ㤝㩭ㄠ (Materia Medica Companion). 1565. Chen Jiamo 䰜௝䇳. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1988.

52

Chapitre 2 Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

1

Une révision du nom chinois de la plante d’armoise douce

Étant donné que l’artémisinine, un nouvel antipaludique, avait été étudiée et développée à partir de l’Herba Artemisiae Annuae (Artemisia annua L.), elle avait été révisée dans la Pharmacopoeia of the People’s Republic of China, version 1985 pour supprimer une erreur selon laquelle l’A. annua L. avait été décrite comme Herba Artemisiae Annuae de même que l’Artemisia apiacea Hance dans les versions précédentes (versions 1963 et 1977). Toutefois, l’Herba Artemisiae Annuae a toujours été connue sous le nom de A. annua L. de la version 1985 à la version 2005 de Pharmacopoeia of the People’s Republic of China [1]. Dans Modern Chinese Material Medica (version 2002) [2] en particulier, la plante d’origine de l’Herba Artemisiae Annuae, définie dans un article de l’Herba Artemisiae Annuae Chinese Material Medica (version 1988), a de nouveau été remplacée par A. annua L., revendiquant une cohérence avec la Pharmacopoeia of the People’s Republic of China (version 2000) (ci-après dénommée la Pharmacopoeia), également connue sous le nom d’« armoise médicinale douce ». À cet effet, l’auteure considère qu’il est nécessaire de mener des recherches textuelles [3, 4] sur l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et de remplacer la plante d’origine de l’Herba Artemisiae Annuae par A. annua L.

53

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Selon Modern Chinese Material Medica, dans le règne végétal, l’A. apiacea Hance et l’A. annua L. sont deux espèces différentes connues sous le nom de « Qinghao (armoise douce ou douce annie) » et « Huanghuahao » en chinois, respectivement. Maintenant, nous devons discuter des origines des synonymes de l’Herba Artemisiae Annuae à partir des noms scientifiques d’origine par Carl Linnaeus et H. F. Hance, qui étaient tous deux des figures d’autorité dans le domaine botanique. L’A. annua Linn. fut d’abord nommée par Linnaeus en 1753 [4], alors que l’A. apiacea Hance fut d’abord nommée par Hance et al. en 1852, ces noms n’avaient aucun lien avec les noms chinois. En 1856, l’A. apiacea Hance et l’A. annua L. ont d’abord été définies comme les noms scientifiques du « Qinghao » et du « Huanghuahao » dans Illustrated Flora of Japan par Yokusai Iinuma. Elles ont été acceptées par Ninzo Matsumura lorsqu’il a compilé Nomenclature of Japanese Plants in Latin, Japanese, and Chinese de 1884 à 1915 [7]. Après cela, elles ont été citées dans Illustrated Flora of Japan de Makino (par Tomitaro Makino) [8] et dans Chinese Materia Medica : Vegetable Kingdom (par G. A. Stuart) [9] en 1911 successivement. En 1918, elles étaient encore utilisées dans Botanical Nomenclature, A Complete Dictionary of Botanical Terms par Kong Qinglai [10]. Qinghao et Huanghuahao n’ont pas été nommées scientifiquement comme l’A. apiacea Hance et l’A. annua L. jusqu’à ce qu’une version japonaise du Compendium of Materia Medica [11] ait ajouté des noms scientifiques élément par élément pour chaque matière médicale chinoise enregistrée dans le Compendium of Materia Medica de Li Shizhen. Ainsi, leurs réimpressions et citations ont conduit à un cas d’erreur d’identité entre les noms de la matière médicale chinoise et les noms scientifiques. Toutefois, il n’a pas été remarqué que Li a simultanément inscrit « Qinghao  » et « Huanghuahao  » dans son Compendium of Materia Medica [12], qui étaient deux plantes de différentes natures, de différentes saveurs et de différentes indications ; particulièrement sous le terme de « Huanghuahao » (absolument trouvé par Li lui-même), elle a été définie comme ayant un « goût âcre et amer, de nature fraîche, non toxique », et indiquée pour les enfants souffrant de convulsions et de fièvre due au vent froid. Cependant, le « Qinghao » a été défini comme ayant un « goût et une nature fraîche », compatible avec ceux utilisés traditionnellement dans Herbal Classic de Shen Nong ; particulièrement sous le terme de « traitement du paludisme avec des attaques alternées de froid et de fièvre », dans sa formule jointe, il y avait des enregistrements d’un tel traitement confirmé par le Handbook of Prescriptions for Emergencies et la propre pratique clinique de Li. Il s’agit clairement de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée avec un effet antipaludique. Par conséquent, l’Herba Artemisiae Annuae devrait provenir de la plante d’A. annua L., et les erreurs commises par les savants japonais devraient être corrigées. La correction devrait être faite dans Pharmacopoeia of the People’s Republic of China en conséquence. Savoir ce que c’est que le « Huanghuahao » découvert par Li pour « les enfants souffrant de convulsion et de fièvre » est une autre chose, et n’est aucunement associé à l’Herba Artemisiae Annuae certifiée. En ce qui concerne l’A. apiacea Hance, C. M. Chen et al. [13] l’avaient établi comme Seseli libanotis Kock. Hu Shilin l’a également suggéré comme le « nom correct » de l’Herba Artemisiae Annuae [14].

54

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

Étude de marché sur le commerce de l’Herba Artemisiae Annuae [15]

2

Grâce à la recherche sur l’Herba Artemisiae Annuae commercial en Chine, il existe au total six congénères d’Artemisia (Tableau 2.1), dont cinq sont confondus.  Tableau 2.1  Six espèces comme l’Herba Artemisiae Annuae dans toute la Chine (différentes régions) Plante originale Famille

Nom scientifique Lieu d’origine

Zone utilisée

Partie médicinale Remarques

Compositae A. annua L.

Dans toute la Chine Beijing, Hebei, Herba Shandong, Henan, Anhui, Hubei, Hunan, Sichuan, Yunnan, Guangdong, Guangxi, Qinghai, etc.

Compositae A. apiacea Hance

Liaoning, Hebei, Shandong, Jiangsu, Anhui, Hubei, Shaanxi, Zhejiang, Jiangxi, Fujian, et au Guangdong

Compositae A. scoparia Waldst. et Kit.

Compositae A. capillaris Thunb.

Compositae A. japonica Thunb.

Compositae A. eriopoda Bunge

Utilisée par certaines Herba régions telles que Hebei, Shandong, Henan, Jiangsu, Anhui, Shaanxi, Hunan, Jiangxi, Zhejiang, Yunnan, etc. Herba Dans toute la Chine Utilisée par certaines régions telles que Shandong, Hubei, Sichuan, Jilin, Shaanxi, etc.

La variante A. annua L.F. macrocephala Pamp est produite au Yunnan et est utilisée comme Herba Artemisiae Annuae comme stock

Elle est connue sous le nome sous lecomme Yuzi Qinghao au Hubei et est largement utilisée au Hubei et à Shandong

Liaoning, Hebei, Shandong, Jiangsu, Fujian, et Guangdong

Utilisée par certaines Herba régions telles que Liaoning, Hebei, Shandong, Jiangsu, Fujian, Guangdong, etc. Yunnan, Sichuan, Utilisée par certaines Herba Henan, Hebei, régions telles que Zhejiang, Jiangsu, Yunnan, Sichuan, Shandong, et Nord- Henan, Zhejiang, Est de la Chine Jiangsu, Shanghai, etc. Yunnan, Sichuan, Utilisée par certaines Herba Henan, Hebei, régions telles que Zhejiang, Jiangsu, Yunnan, Sichuan, Shandong, et Nord- Henan, Zhejiang, Est de la Chine Jiangsu, Shanghai, etc.

55

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3

Plantes d’origine d’Artemisia annua L. et ses cinq congénères confondus [15]

3.1

Artemisia annua L.

L’A. annua L. est également connue sous le nom d’armoise douce, douce annie, armoise, armoise annuelle ou absinthe annuelle (fig. 2.1).

 Figure 2.1  A. annua L.

Herbacées, annuelles, 40 à 150 cm de haut, particulièrement aromatiques. Tige dressée, terète, très ramifiée, de 6 mm de diamètre. Surface superficiellement sablée longitudinalement, verte lorsqu’elle est jeune et marron jaunâtre lorsqu’elle est mature, glabre ; tige la plus basse légèrement ligneuse. Feuilles basales décombantes, feuilles caulinaires alternes, souvent tripinnatisées, de 4 à 7 cm de long, de 1,5 à 3 cm de large. Lobes ou lobules oblongs ou obovales, apex aigu. Feuilles de tige les plus basses : limbe légèrement amplifié et amplexicaule, vert supérieur et vert jaunâtre inférieur, bifacialement pubérulent ou glandulaire ponctué farineux. Feuilles de tiges supérieures : composées, atténuées et plus finement divisées vers le haut. Synflorescence globulaire, de 1,5 mm de diamètre, une panicule produite à partir de la plupart des nœuds pour former une large panicule de composé conique. Plusieurs capitules, 2 mm moins pédonculés, étroitement sous-tendus par un verticille de bractéoles. Deux ou trois bractées, glabres, formant un involucre ; bractée externe longue étroite, moyenne et elliptique intérieure ; abaxialement, vert moyen, marges jaune clair, scarieuses et transparentes. Réceptacle oblong. Floriforme tubiforme ;

56

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

fleurs femelles moins, souvent au niveau de la couche externe ; seulement 1 pistil au centre, stigmate bifide, long fourchu et écarté ; c. 20 fleurons bisexuels à l’interne, c. 1 mm de long, jaune. Le tube de la corolle est rétracté dans la partie supérieure de l’ovaire, légèrement amplifié vers le haut ; apex quinquéfide, lobules triangulaires, à sommet aigu. Cinq étamines ; anthère adnée et entourant le stigmate, apex caudéacuminé ; filaments fins et courts, adnés au milieu de la surface interne du tube de la corolle ; un pistil présent au centre. Ovaire elliptique ; style filiforme ; stigmate bifide et bifurqué. Achènes ovoïdes minuscules et marron clair. Distribuée dans toute la Chine. Régions sauvages, coteaux, bordures de route et berges.

3.2

Artemisia apiacea Hance

L’A. apiacea Hance est également connue sous le nom d’armoise douce et de douce annie (fig. 2.2).

 Figure 2.2  A. apiacea Hance.

Herbes annuelles ou vivaces, de 40 à 150 cm de haut, glabres, odorantes. Tige terète, vert foncé lorsqu’elle est jeune. La surface finement, longitudinalement et superficiellement sulquée ; tige la plus basse légèrement ligneuse ; tige la plus haute axillairement ramifiée. Feuilles alternes, bipinnatiséquées ; le premier segment anisophylle, également pennatiséqué ; le second segment linéaire, entier ou à 1 à 3 pennatilobés, aussi anisophylleux ; apex aigu, mou, vert foncé ; rachis cténoïde ; pétiole courte et étroite ; base légèrement amplifiée et amplexicaule. Têtes disposées

57

De Artemisia annua L. aux artémisinines

en cymes paniculiformes, chaque capitule latéral, légèrement incliné, c. 6 mm de diamètre, pédicellé court, axillaire. Involucre hémisphérique, bractées dans la série de 3 à 4 ; bractées externes allongées de différentes tailles, intérieures, ovales, de 2 à 3 mm de long, d’environ 1 mm de large ; abaxialement, vert gazon moyen, marges scarieuses et transparentes. Réceptacle plat, sous-tendu par des verticilles femelles infertiles ; chaque fleur tubulaire, avec seulement 1 pistil au centre, stigmate bifide, ramifié ; à l’intérieur, les fleurons bisexuels de 60 à 80, vert-jaune ; corolle tubulaire, c. 2 mm de long. Le tube de la corolle supérieure est rétracté, se renforçant graduellement vers le haut ; surface externe du milieu microrugulé, surface externe de la partie supérieure lisse, apex quinquéfide ; lobes triangulaires-lancéolés, apex aigu, patulose ou révolu. Cinq étamines ; anthère adné et entourant le stigmate, apex caudé-acuminé, base bilatérale décurrent mucroné ; filaments fins et courts, adnés au milieu de la surface interne du tube de la corolle ; un pistil présent au centre. Ovaire elliptique ; style filiforme ; stigmate bifide et bifurqué. Achènes oblongs à elliptiques, minuscules et marrons ; surface stridente longitudinalement en saillie. Rives de fleuve, terres sablonneuses et bord de mer. Distribué dans le Nord-Est, le Sud et le Sud-Ouest de la Chine.

3.3

Artemisia scoparia Waldst. et Kit.

Herbes, vivaces, bisannuelles ou annuelles. Racines fusiformes ou coniques, principalement verticales. La plante entière est de couleur blanc cassé lorsqu’elle est jeune, 45 à 100 cm de haut plus tard. Tige généralement unique, parfois de 2 à 4 ; base généralement ligneuse. Surface pourpre ou jaune vert, striée longitudinalement, très ramifiée ; branches anciennes glabrescentes, ramilles de couleur blanc cassé, parfois avec des branches stériles plus grosses et densément folifères. Feuilles denses. Feuilles inférieures de la tige isomorphes à celles des branches stériles, pétiolées longues ; limbe oblong, de 1,5 à 5 cm de long, à 2 ou 3 pennées ; enfin, segments oblancéolés ou filiformes ; apex aigu, généralement soyeux ou peu pubérulent au niveau supérieur. Feuilles de la tige moyenne 1 à 2 cm de long, à 2 pinnatiséqués ; base amplexicaule ; lobules linéaires ou filiformes, pilifères ou glabres. Feuilles supérieures sessiles, à trois fentes ou entières ; lobules courts, filiformes. Plusieurs capitules, pédonculées, disposées en synflorescence caulinaire sur les branches latérales. Involucre ovale ou subglobuleuse, de 1 à 2 mm de diamètre ; 3 bractées dans les séries de 3 à 5, imbriqués, ovales, elliptiques, oblongues ou obovales ; apex obtus ; bractées externes courts, intérieurs grands ; marges larges scarieuses, abaxialement vertes, subglabres. Fleurons polygames, tubiformes ; fleurons externes femelles 5 à 15, principalement 10 à 12, fertiles, stigmate bifide et bifurqué, exsertes à l’extérieur de la corolle ; fleurons intérieurs, bisexués 3 à 9, apex légèrement renforcé, quinquéfide, lobes triangulaires, parfois pourpres, inférieurs inclus, obovés, avec ovaires avortés et infertiles. Petits achènes, oblongs ou obovoïdes, c. 0,7 mm, strié longitudinalement, glabre. Floraison d’août à septembre, période de fructification de septembre à octobre (fig. 2.3). Fossés, pentes, terres de gravier et terres salines. Distribué dans toute la Chine.

58

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

 Figure 2.3  A. scoparia Waldst. et Kit.

3.4

Artemisia capillaris Thunb

Herbes, vivaces ; racine ramifiée, généralement plagiotrope ou plutôt coniquement orthotrope, mais non fusiforme. Plusieurs tiges et cespiteuses, assurgentes, généralement solitaires au cours de sa première année ; base robuste et plus boisée que l’A. scoparia Waldst. et Kit. Parfois, les lobules filiformes centraux sont plus minces, plus droits et plus longs que les espèces précédentes, jusqu’à 2,5 cm. Fleurons femelles marginaux 4 à 12, généralement 7 ou plus. Achènes gros, jusqu’à 1 mm. Le reste est similaire à l’A. scoparia Waldst. et Kit. (fig. 2.4). Plage et sols sablonneux côtiers ou fluviaux ; pentes peu profondes. Distribué à l’Est et au Sud de la Chine, y compris dans le Shandong, le Jiangsu, le Zhejiang et le Fujian.

 Figure 2.4   A.  capillaris Thunb.

59

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3.5

Artemisia japonica Thunb

Herbes vivaces ; rhizomes épais. Tige dressée, généralement cespiteuse, de 50 à 150 cm de haut, partie supérieure avec des branches patuleuses ou érigées. Feuilles inférieures de la tige fanées à l’anthèse, spatulées, de 3 à 8 cm de long, de 1 à 2,5 cm de large, linéairement pseudostipules, dentées ou lobées apicalement. Feuilles de la tige moyenne : limbe cunéiforme, dentelé ou presque palmé divisé apicalement. Feuilles supérieures presque linéaires, à 3 fentes ou entières. Plusieurs capitules, disposées en une synflorescence, légèrement pédonculées ou linéairement bractées. Involucre subglobose, 1 à 2 mm de diamètre ; bractées dans c. 4 séries, avec de larges marges scarieuses. Fleurons femelles marginaux c. 10, fertile. Fleurons du disque bisexués, stériles. Achènes jusqu’à 1 mm de long (fig. 2.5).

 Figure 2.5  A. japonica Thunb.

3.6

Artemisia eriopoda Bunge

Herbes vivaces. Tige dressée, de 30 à 70 cm de haut, solitaire ou multiple, cespiteuse, glabrescente mais lanugineuse à la base, avec des branches de l’inflorescence vers le haut ou à partir de la partie inférieure. Feuilles basales et inférieures : pétiole

 Figure 2.6   A.  eriopoda Bunge.

60

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

5 à 10 cm de long, limbe 2 à 5 cm de large, parfois spatulé, ou dentelé ou fendu à la marge, lobes 5 à 7, largement obovale, cunéiforme à la base, palmé divisé au niveau de l’apex. Toutes les feuilles : surface de la feuille adaxiale glabre, surface de la feuille abaxiale pubérulente. Feuilles les plus hautes à 3 pinnatiséqués ou entières ; lobules linéaires. Capitules nombreuses, disposées en synflorescence à l’extrémité de la tige ou de la branche, sessiles ou légèrement pédonculées, avec des bractées linéaires. Involucre ovoïde, c. 2 mm de long, bractées internes oblongues. Fleurons femelles marginaux fertiles. Fleurons de disque bisexués, stériles. Achènes oblongs, minuscules, glabres (fig. 2.6).

4

Études pharmacognostiques et physicochimiques de l’Artemisia annua L. et ses cinq congénères confondus

Sur la base de l’identification précédente des plantes, des études comparatives ont été menées sur la matière médicale dérivée de ces six espèces d’Artemisia en ce qui concerne leurs descriptions pharmacognostiques, histologiques, les caractéristiques microscopiques, la chromatographie sur couche mince (CCM) et les constituants chimiques. Propriétés et identification histologique de la matière médicale [15, 16] : les matières utilisées dans l’expérience comprenaient des substances médicinales commerciales, des matières fraîches ou des dessiccations, dans lesquelles des plantes originales avaient été identifiées. Leurs sources sont énumérées dans le Tableau 2.2.  Tableau 2.2  Sources de matières expérimentales Échantillon de Matière médicale

Plante d’origine

Produit de base

Matières fraîches

Herba Artemisiae Annuae

A. annua L.

Beijing

Herba Artemisiae Apiaceae Herba Artemisiae Scopariae Herba Artemisiae Capillariae Herba Artemisiae Eriopodae Herba Artemisiae Japonicae

A. apiacea Hance

Dexing, Jiangxi ; Tong’an, Fujian ; Hainan Qichun, Hubei ; Tai’an, Shandong Henan

A. scoparia Waldst. et Kit. A. capillaris Thunb.

Dessiccations

Changli, Hebei Beijing

A. eriopoda Bunge

Qingdao, Shandong ; Zhejiang Beidaihe

A. japonica Thunb.

Beijing

Mont Laoshan, Shandong Mont Laoshan, Shandong

61

De Artemisia annua L. aux artémisinines

4.1

Artemisia annua L.

1. Description (figs. 2.7-2.9) Soixante-dix à cent centimètres de long. Vert foncé lorsqu’elle est séchée sous abri et brun lorsqu’elle est séchée au soleil. Tiges cylindriques, surfaces canaliculées et angulées longitudinalement, légères, facilement cassables ; une grosse moelle blanche présente au milieu de la fracture, avec des marges de pistache. Tiges supérieures très ramifiées. Rachis légèrement sous-tendu par de nombreux capitules vert jaunâtre, c. 1 mm de diamètre, caduque. Feuilles alternes, limbe des feuilles crénelé, vert ou vert foncé, texture fragile, facilement cassée. Feuilles, fleurs et fruits spécifiquement aromatiques ; goût légèrement amer.

 Figure 2.7  La plante d’A. annua L. (préfloraison).

 Figure 2.8  La plante d’A. annua L. (floraison et fructification).

62

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

 Figure 2.9  A. annua L.

2. Caractéristiques microscopiques a. Vue de surface de la feuille Cellules épidermiques irrégulières. Parois anticlinales légèrement incurvées, 18, 41 à 80 µm de long. Cellules épidermiques étroitement rectangulaires sur la nervure veineuse, stomates anomocytaires. Densément couverte de poils médifixes, particulièrement sur la nervure médiane, avec une tige pluricellulaire et une tête unicellulaire légèrement asymétrique ; cellules de la tige courtes, 3 à 10, généralement 4 à 5, cellules basales généralement renforcées, parois cellulaires apicales minces et crénelées ; tête de cellule 240, 480 à 816 µm, avec paroi cellulaire mince (figs. 2.10-2.12). Les cellules de la tige apicale se flétrissent régulièrement près de la nervure médiane, avec leur tête caduque et la tige pluricellulaire laissée seule (fig. 2.13).

 Figure 2.10  Tissu épidermique des feuilles d’A. annua L. (×206). B, poils ou tiges médifixes ; C, stomates ; F, poils glandulaires.

63

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 2.11  Tissu épidermique des feuilles d’A. annua L. (×130). 1, cellules épidermiques ; 2, stomates ; 3, poils glandulaires ; 4, poils médifixes.

 Figure 2.12  Le SEM montre des poils médifixes de l’épiderme de feuille de l’A. annua L. A, épiderme ou cellules épidermiques ; B, poils ou tiges médifixes ; C, stomates.

 Figure 2.13  Le SEM montre des poils médifixes de la nervure médiane de la feuille d’A. annua L. B, poils ou tiges médifixes ; N, nervure médiane.

64

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

 Figure 2.14  Le SEM montre l’orientation des cellules capillaires glandulaires de la feuille d’A. annua L. (×100). B, poils ou tiges médifixes ; F, poils glandulaires ; N, nervure médiane.

Densément couverte de poils glandulaires pluricellulaires ; tête elliptique, pleine de flavescents, d’huile volatile ; deux cellules sécrétrices semi-circulaires généralement parallèles à la nervure médiane (fig. 2.14). Il n’y a pas de signification entre les tissus épidermiques supérieurs et inférieurs, mais il y a plus de poils et de stomates dans l’épiderme supérieur que dans l’épiderme inférieur. b. Transection du lobe ultime De manière transversale, les cellules épidermiques sont disposées étroitement, avec des tiges de poils médifixes, des poils glandulaires et des stomates ; des poils glandulaires concaves dans l’épiderme, principalement deux à trois cellules disposées en une seule rangée ; longitudinalement, principalement deux à trois paires de cellules disposées en deux rangées. Tissu de mésophylle isobilatéral, avec des tissus de palissade étroitement disposés au niveau supérieur et inférieur. Une nervure en saillie en relief au-dessus et en dessous de la surface ; tissu de palissade supérieur à travers la nervure médiane, disposé en deux ou trois couches ; supérieure coupée par le collenchyme à la nervure médiane ; faisceau vasculaire collatéral quasi circulaire, sans cavité de sécrétion (figs. 2.15 et 2.16). c. La poudre de feuilles est représentée sur la figure 2.17. d. Vue de surface de la tige Cellules épidermiques étroites rectangulaires, de 35, 69 à 112 µm de long, de 13, 18 à 25 µm de large ; moins de poils épidermiques par rapport aux poils de la surface des feuilles ; d’autres essentiellement compatibles avec les feuilles.

65

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 2.15  Schéma de la transection de la nervure médiane de la feuille d’A. annua L. (×28). 1, cavité sécrétrice ; 2, xylème du faisceau vasculaire ; 3, phloème du faisceau vasculaire ; 4, tissu de mésophylle ; 5, tissu fondamental ; 6, tissu épidermique.

 Figure 2.16  Détail de la transection de la feuille d’A. annua L. (×160). A, épiderme ou cellules épidermiques ; B, poils ou tiges médifixes ; C, stomates ; D, tissu de palissade ; F, poils glandulaires ; G, phloème ; H, xylème.

 Figure 2.17  Poudre de feuille de l’A. annua L. (×260). 1, cellules épidermiques et stomates ; 2, poils médifixes ; 3, poils linéaires ; 4, poils glandulaires ; 5, vaisseaux ; 6, cellules mésophylles ; 7, fibres ; 8, cellules parenchymateuses.

66

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

e. Transversalement Transversalement, tiges (0,5 cm de diamètre) quasi circulaires, généralement avec plus de 10 cornes rondes. Cellules épidermiques carrées ou rectangulaires ; parfois avec des stomates, des poils glandulaires et des tiges de poils médifixes présents. Cellules corticales 3 à 5 couches, quasi circulaires ou oblongues, de 15, 25 à 45 µm de diamètre, jusqu’à 12 couches aux cornes proéminentes ; des couches de collenchyme proches du sous-épiderme ; cellules corticales les plus internes, longues et étroites, sans points caspariens et granules d’amidon. Granules d’amidon présents dans l’endoderme de la caulicule et de ses cellules corticales adjacentes. Faisceaux vasculaires collatéraux disposés en cercles, fibres de phloème primaires présentes à l’extérieur de chaque faisceau vasculaire. Le diamètre de la moelle est de 1/2 à 2/3 de celui de la tige, sans cavité sécrétrice dans le cortex et la moelle (fig. 2.18 et 2.19). À l’inverse, les cornes des rameaux deviennent plus prépondérantes, presque polygonales ; lorsque le tissu secondaire différencié est présent, la section transversale de la tige a tendance à devenir ronde.

 Figure 2.18  Schéma de la transection de la tige de l’A. annua L. (×24). A, Épiderme ou cellules épidermiques ; G, phloème ; H, xylème ; I, cortex ; J, endoderme ; K, faisceau de fibres ; L, moelle ; M, collenchyme.

 Figure 2.19  Détail de la transection de la tige de l’A. annua L. (×190). A, épiderme ou cellules épidermiques ; G, phloème ; H, xylème ; I, cortex ; J, endoderme ; K, faisceau de fibres ; L, moelle ; M, collenchyme.

67

De Artemisia annua L. aux artémisinines

4.2

Artemisia apiacea Hance

1. Description (fig. 2.20) Semblable à l’Herba Artemisiae Annuae, mais les fibres corticales caulinaires flexibles ne sont pas facilement fracturées ; fracture fibreuse ; feuilles vert foncé ; odeur, pas aussi forte que celle de l’A. annua L.

 Figure 2.20   A.  apiacea Hance.

2. Caractéristiques microscopiques a. Vue de surface de la feuille Cellules épidermiques plus grandes que celles de l’A. annua L., 25, 45 à 85 µm de long ; cellules de la tige des poils médifixes 1 à 4, généralement 2 à 3 ; cellule de tête 93, 186 à 300 µm (fig. 2.21).

 Figure 2.21  Tissu épidermique des feuilles de l’A. apiacea Hance (×130). 1, cellules épidermiques ; 2, stomates ; 3, poils glandulaires ; 4, poils médifixes.

68

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

b. Transection du lobe ultime Transversalement, les cellules palissadiques sont disposées de manière détachée, cellules mésophylles longues et larges. La nervure médiane n’est pas prépondérante ou la surface inférieure est légèrement proéminente ; 1 à 2 cavités sécrétrices oblates présentes au-dessus ou en dessous du faisceau vasculaire de la nervure médiane, de 20, 26 à 35 µm de diamètre, avec 5 à 7 cellules sécrétrices (figs. 2.22 et 2.23).

 Figure 2.22  Schéma de la transection de la nervure médiane de la feuille de l’A. apiacea Hance (×28). 1, cavité sécrétrice ; 2, xylème du faisceau vasculaire ; 3, phloème du faisceau vasculaire ; 4, tissu de mésophylle ; 5, tissu fondamental ; 6, tissu épidermique.

 Figure 2.23  Détail de la transection de la feuille de l’A. apiacea Hance (×160). A, épiderme ou cellules épidermiques ; B, poils ou tiges médifixes ; C, stomates ; D, tissu de palissade ; E, cavité sécrétoire ; F, poils glandulaires ; G, phloème ; H, xylème.

c. La poudre de feuilles est représentée sur la figure 2.24. d. Vue de surface de la tige Cellules épidermiques étroites rectangulaires, de 40, 79 à 120 µm de long, de 15, 22 à 30 µm de large ; poils épidermiques clairsemés ; d’autres sont essentiellement compatibles avec les feuilles. e. Transversalement Transversalement, les tiges (0,5 cm de diamètre) quasicirculaires ; cellules corticales 8 à 12 couches, quasicirculaire, 30, 50 à 90 µm de diamètre.

69

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Le diamètre de la moelle est de c. 1/2 de celle de la tige. Les cavités sécrétrices oblates sont présentes dans la moelle et le cortex (fig. 2.25).

 Figure 2.24  Poudre de feuilles de l’A. apiacea Hance (×260). 1, cellules épidermiques et stomates ; 2, poils médifixes ; 3, poils linéaires ; 4, poils glandulaires ; 5, vaisseaux ; 6, cellules mésophylles ; 7, fibres ; 8, cellules parenchymateuses.

 Figure 2.25  Schéma de la transection de la tige de l’A. apiacea Hance (×24). A, épiderme ou cellules épidermiques ; E, cavité sécrétrice ; G, phloème ; H, xylème ; I, cortex ; J, endoderme ; K, faisceau de fibres ; L, moelle.

4.3

Artemisia scoparia Waldst. et Kit.

1. Description (Fig. 2.26) Semis crépus, blanc cassé ou céladon, densément blanc cassé soyeux, duveteux. Tiges minces, de 1,5 à 2,5 cm de long et de 1 à 2 µm de diamètre, fortement

70

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

striées longitudinalement après retrait des poils séreux superficiels ; texture fragile, facilement cassée. Feuilles pétiolées ; feuilles aplaties 2 à 3 pinnatifides ou palmatifides ; lame de 1 à 3 cm de long, c. 1 cm de large ; lobules ovés, obovals ou oblancéolés, linéaires ; apex âcre. Odeur, parfumée ; goût, légèrement amer.

 Figure 2.26   A.  scoparia Waldst. et Kit.

2. Caractéristiques microscopiques a. Vue de surface de la feuille Les cellules épidermiques des feuilles linéaires sont généralement similaires, étroites rectangulaires, avec des parois plates ou légèrement incurvées ; feuilles pennées irrégulières. Poils glandulaires clairsemés ; cellules de la tige des poils médifixes 1 à 2, cellule de tête extrêmement longue, épaisse ; poils denses sur la feuille pennée et clairsemés sur la feuille linéaire (fig. 2.27). b. Transection du lobe ultime Surface inférieure de la feuille pennée prépondérante, mésophylle de la feuille linéaire cyclocytaire (fig. 2.28). c. La poudre de feuilles est représentée sur la figure 2.29. d. Vue de surface de la tige Cellules épidermiques étroites rectangulaires ; tige tendre régulièrement avec des poils médifixes ; cellules de la tête principalement caduques, cellules de la tige 1 à 2.

71

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 2.27  Tissu épidermique des feuilles de l’A. scoparia Waldst. et Kit. (×130). 1, cellules épidermiques ; 2, stomates ; 3, poils glandulaires ; 4, poils médifixes.

 Figure 2.28  Schéma de la transection de la nervure médiane de la feuille de l’A. scoparia Waldst. et Kit. (×28). 1, cavité sécrétrice ; 2, xylème du faisceau vasculaire ; 3, phloème du faisceau vasculaire ; 4, tissu de mésophylle ; 5, tissu fondamental ; 6, tissu épidermique.

 Figure 2.29  Poudre de feuilles de l’A. scoparia Waldst. et Kit. (×260). 1, cellules épidermiques et stomates ; 2, poils médifixes ; 3, poils glandulaires ; 4, navires ; 5, cellules de mésophylle ; 6, fibres ; 7, cellules parenchymateuses.

72

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

4.4

Artemisia capillaris Thunb

1. Description (fig. 2.30) Semis secs majoritairement pétris, céladon, blanc pilifère en bloc, duveteux. Tiges petites, de 6 à 10 cm de long, la plupart incurvées ou cassées ; branches minces, à base épaisse, de 1,5 mm de diamètre, fortement striées longitudinalement après enlèvement des poils blancs superficiels. Feuilles entières principalement pétiolées, se connectant avec des tiges minces ; lame laciniée. Odeur, particulièrement aromatique ; goût légèrement amer.

 Figure 2.30  A. capillaris Thunb.

2. Caractéristiques microscopiques Il n’y avait pas de différences significatives dans les caractéristiques histologiques des tiges et des feuilles entre cette espèce et l’A. scoparia Waldst. et Kit., à l’exception des deux points suivants. a. Plus épais Parois plus épaisses de la tige des poils médifixes de l’A. capillaris Thunb. Les parois cellulaires de la tige des poils médifixes sont de 1,3, 3,4 à 5 µm et de 2,5, 4,7 à 7,5 µm d’épaisseur pour l’A. scoparia Waldst. et Kit. et l’A. capillaris Thunb., respectivement. b. Plus long Cellules principales de poils médifixes plus longues de l’A. capillaris Thunb. La longueur totale de la tête est de 1 030, 1 240 à 1700 µm pour l’A. scoparia Waldst. et Kit., alors que pour l’A. capillaris Thunb. elle est parfois de plus de 2 200 µm (fig. 2.31F).

73

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 2.31  Caractéristiques microscopiques de la feuille (×165). (A) Artemisia annua L. ; (B) Artemisia apiacea Hance ; (C) Artenisia scoparia Waldst. et Kit ; (D) Artemisia eriopoda Bunge ; (E) Artemisia japonica Thunb ; (F) Artemisia capillaris Thunb ; 1, poils médifixes ; 2, cellules de mésophylle ; 3, cellules épidermiques ; 4, stomates ; 5, poils glandulaires.

74

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

4.5

Artemisia eriopoda Bunge

1. Description (fig. 2.32) Les différences entre l’A. eriopoda Bunge et l’A. japonica Thunb. sont les suivantes : en ce qui concerne l’A. eriopoda Bunge, les feuilles supérieures de la tige à 1 à 2 pinnatipartés, lobes lancéolées, feuilles de tige moyennes et inférieures pinnatifides, extrémités de lobe généralement de 3 à 5 pinnatifides.

 Figure 2.32   A.  eriopoda Bunge.

2. Caractéristiques microscopiques a. Vue de surface de la feuille Les parois des cellules épidermiques sont généralement plates ; parois cellulaires de tête de poils médifixes épaisses, dont certaines sont incurvées (fig. 2.33).

 Figure 2.33  Tissu épidermique des feuilles de l’A. eriopoda Bunge (×130). 1, cellules épidermiques ; 2, stomates ; 3, poils glandulaires ; 4, poils médifixes.

75

De Artemisia annua L. aux artémisinines

b. Transection du lobe ultime Surface inférieure de la nervure médiane prépondérante, mésophylle dorsiventrale, avec des cavités sécrétrices (fig. 2.34). c. La poudre de feuilles est représentée à la figure 2.35. d. Vue de surface de la tige Comme décrit dans l’A. scoparia Waldst. et Kit. e. Transection de la tige (0,5 cm de diamètre) Cellules corticales 3 à 10 couches ; cavités sécrétrices présentes dans le cortex, parfois dans la moelle. Le diamètre de la moelle est de c. 1/3 de celle de la tige.

 Figure 2.34  Schéma de la transection de la nervure médiane de la feuille de l’A. eriopoda Bunge (×28). 1, cavité sécrétrice ; 2, xylème du faisceau vasculaire ; 3, phloème du faisceau vasculaire ; 4, tissu de mésophylle ; 5, tissu fondamental ; 6, tissu épidermique.

 Figure 2.35  Tissu épidermique des feuilles de l’A. eriopoda Bunge (×260). 1, cellules épidermiques et stomates ; 2, poils médifixes ; 3, poils linéaires ; 4, réceptacles ; 5, cellules de mésophylle ; 6, fibres ; 7, cellules parenchymateuses.

76

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

4.6

Artemisia japonica Thunb

1. Description (fig. 2.36) Herbes séchées : tiges ternes, de 1 à 3 mm de diamètre, surface noire cendrée ou marron ; texture dure, fracture fibriforme, blanc jaunâtre, au centre avec une moelle blanche et lâche. Feuilles résiduelles jaune-vert à noir cendré, la plupart du temps fragmentaires, crépues et frisées ; texture fragile. Inflorescence jaunevert ; tranche de tige montrant plusieurs graines oblongues marron ; odeur aromatique ; goût légèrement amer.

 Figure 2.36  A. japonica Thunb.

2. Caractéristiques microscopiques a. Vue de surface de la feuille La paroi cellulaire supérieure de l’épiderme est généralement plate et non incurvée (fig. 2.37).

 Figure 2.37  Tissu épidermique des feuilles de l’A. japonica Thunb (×130). 1, les cellules épidermiques ; 2, stomates ; 3, les poils glandulaires ; 4, poils médifixes.

77

De Artemisia annua L. aux artémisinines

b. Transection du lobe ultime Surface inférieure de la nervure médiane, cellules mésophylles prépondérantes longues et larges, avec des cavités sécrétrices (fig. 2.38). c. La poudre de feuilles est représentée sur la figure 2.39. d. Vue de surface de la tige Comme décrit dans l’A. scoparia Waldst. et Kit. e. Transection de la tige Les cavités sécrétoires sont communes dans le cortex et la moelle. La moelle est de grande taille, avec c. 2/3 de la tige entière de diamètre. Les comparaisons des caractéristiques des tissus foliaires de toutes les espèces susmentionnées sont présentées dans le Tableau 2.3 et à la Figure 2.31 ; la comparaison des transections des tiges est présentée dans le Tableau 2.4.

 Figure 2.38  Schéma de la transection de la nervure médiane de la feuille de l’A. japonica Thunb (28). (×28). 1, cavité sécrétrice ; 2, xylème du faisceau vasculaire ; 3, phloème du faisceau vasculaire ; 4, tissu de mésophylle ; 5, tissu fondamental ; 6, tissu épidermique.

 Figure 2.39  Poudre de feuilles de l’A. japonica Thunb (×260). 1, cellules épidermiques et stomates ; 2, poils médifixes ; 3, poils linéaires ; 4, réceptacles ; 5, cellules de mésophylle ; 6, fibres ; 7, cellules parenchymateuses.

78

1–4

1–2 (paroi de la cellule 1–3∼3–4∼5 µm épaisse)

1∼2 (paroi 960∼1 236∼1 572, Feuilles linéaires presque étroites de la cellule paroi cellulaire rectangulaire, paroi plate ou 2,5∼4,7∼7,5 µm épaisse légèrement incurvée ; pennée épaisse) feuilles semblables à l’A. annua L.

1-2

1-2

A. scoparia Waldst. et Kit.

A. capillaris Thunb.

A. eriopoda Bunge

A. japonica Thunb.

235∼340∼672, paroi cellulaire mince

425∼665∼1 020, paroi cellulaire épaisse, certaines légèrement incurvées

Surface inférieure prépondérant

Surface inférieure prépondérant (feuille pennée)

Surface inférieure prépondérant (feuille pennée)

Surface inférieure légèrement prépondérant

supérieure et surfaces inférieures prépondérant

Nervure médiane

Forme irrégulière ; paroi anticlinale 60∼119∼215 Surface légèrement incurvée ; paroi de inférieure l’épiderme supérieur légèrement prépondérant incurvée

Forme irrégulière ; paroi anticlinale 42∼60∼135 légèrement incurvée ; paroi de l’épiderme supérieur légèrement incurvée

25∼58∼112

30∼58∼130

Forme irrégulière ; paroi anticlinale 25∼45∼85 légèrement incurvée

960∼1 236∼1 572, Feuilles linéaires presque étroites paroi cellulaire Rectangulaire, paroi plate ou épaisse légèrement incurvée ; pennée feuilles semblables à l’A. annua L.

93∼186∼300, cell paroi mince

Longueur (µm)

Forme irrégulière ; paroi anticlinale 18∼41∼80 légèrement incurvée

A. apiacea Hance

240∼480∼816, paroi cellulaire mince

3 à 10

Forme

A. annua L.

Longueur de la tête de la cellule (µm)

Nombre de cellules de tiges (N)

Cellule épidermique

Plante originale

Poils médifixes

Vue de surface

 Tableau 2.3  Comparaison des tissus foliaires

35∼68∼100

20∼30∼55

Dorsiventral

Dorsiventral

30∼59∼95

15∼30∼60

20∼42∼80 Cyclocytique (feuille linéaire), isobilatéral (feuille pennée)

Cyclocytique 20∼42∼80 (Feuille linéaire), isobilatéral (feuille pennée)

isolatéral

isolatéral

Type

Longueur de la cellule (µm)

Cellule mésophylle

Transsection

27∼34∼42

25∼37∼50

25∼37∼50

20∼26∼35

Aucun

Diamètre (µm)

Quasicirculaire 30∼48∼60

Oblate

Oblate

Oblate

Oblate

Aucun

Forme

Cavité sécratoire

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

79

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 2.4  Comparaison des transections des tissus de la tige Forme de la transection Plante originale

Tronc

Ramille

Nombre de cellules Cavités de souches des poils sécrétion dans le médifixes (N) cortex et la moelle

A. annua L.

Quasicirculaire, avec plus de 10 cornes rondes Quasicirculaire Quasicirculaire

Acuité polygonale

3–10

Non

Acuité polygonale Acuité polygonale

1-4 1-2

Oui Oui

Acuité polygonale Acuité polygonale Acuité polygonale

1-2 1-2 1-2

Oui Oui Oui

A. apiacea Hance A. scoparia Waldst. et Kit. A. capillaris Thunb. Quasicirculaire A. eriopoda Bunge Quasicirculaire A. japonica Thunb. Quasicirculaire

Discussion De nombreuses armoises présentent des hétérophylles très prépondérantes, l’A. scoparia Waldst. et Kit., l’A. eriopoda Bunge et l’A. japonica Thunb. appartiennent à cette catégorie, mais en ce qui concerne l’A. annua L. et l’A. apiacea Hance, leurs feuilles supérieures sont plus minces et étroites que leurs feuilles basales et les plus basses. En raison des besoins pratiques d’identification des matières médicales, des observations et des comparaisons ont été faites sur le tissu entre les hétérophylles. Une telle différence dans la forme des feuilles ne conduira généralement pas à des changements importants dans le tissu cellulaire ; toutefois, seule l’A. scoparia Waldst. et Kit., des pennées aux feuilles linéaires, les formes des cellules épidermiques conduisent à une transition progressive de la forme irrégulière à la forme oblongue et les tissus de mésophylle changent de mésophylles isobilatéraux à centrés en vue superficielle. Les cellules épidermiques sur la surface de la nervure médiane de la feuille pennée sont également étroitement rectangulaires, tandis que l’épiderme de la feuille linéaire entoure fondamentalement la surface de la nervure médiane. De ce point de vue, il est en effet compatible avec la feuille pennée. De plus, les cellules épidermiques des feuilles basales de différentes espèces sont légèrement plus grandes que celles des feuilles de la tige. Dans le présent article, toutes les observations et les comparaisons de tissus de la tige sont axées sur la structure primaire ; en raison de la différenciation inconsistante et de la priorité des tissus secondaires, ils sont difficiles à comparer et ne seront plus expliqués. Les feuilles de l’A. annua L. étant la principale partie antipaludique, la clé d’identification des tissus énumérée est dominée par les caractéristiques microscopiques des matériaux en poudre des feuilles, et la description des poudres de matière médicale est omise. Si la cavité sécrétoire est présente dans l’A. annua L. est une caractéristique différente des cinq autres espèces. Sa forme de transection de la tige, la composition et la morphologie de ses poils médifixes sont également spéciales. En outre, l’auteure a également observé la fluorescence de l’eau et des extraits éthanoliques de feuilles, montrant des couleurs azurées (extrait d’eau) et violettes (extrait d’éthanol), qui diffèrent sensiblement des couleurs vertes et rouges des cinq autres espèces.

80

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

Remarque : 1. Clé d’identification de la description de la matière médicale a. La clé d’identification de la description de matière médicale est présentée dans le Tableau 2.5. 2. Clé d’identification des caractéristiques microscopiques a. La clé d’identification des tissus est présentée dans le Tableau 2.6. b. La clé d’identification des tissus foliaires est présentée dans le Tableau 2.7. c. La clé d’identification de la poudre de feuilles est présentée dans le Tableau 2.8.

 Tableau 2.5  Clé d’identification de la description de la matière médicale Tiges cylindriques, angulaires longitudinalement ; texture légèrement dure, facilement cassée ; moelle présente au milieu de la fracture, 1 à 2 mm de diamètre. Feuilles vert foncé ou vertes, apex âcre, frisé et fragile ; feuilles entières aplaties à 3 pinnatipartites. Capitule finement globuleux, c. 2 mm de diamètre ; goût légèrement amer ; odeur, particulièrement aromatique… A. annua L. grande moelle présente au milieu de la fracture, de 3 à 5 mm de diamètre. Apex des feuilles très âcre, feuilles entières, aplaties à 2 pinnatipartites. Capitule semiglobose, grande, c. 5 mm de diamètre ; goût doux ; odeur, pas particulièrement aromatique… A. apiacea Hance L’Herba Artemisiae Capillariae du sud et du nord homomorphique, commercialement connue sous le nom de vermiculite capillaire, lanugineuse blanche partout, crépus, blanc cassé ou céladon, duveteux ; feuilles aplaties 1 à 3 pinnatifides ; goût légèrement amer ; odeur parfumée… A. capillaris Thunb. et A. scoparia Waldst. et Kit. Feuilles aplaties cunéiformes, dentées apicalement, palmées à plat… A. japonica Thunb. Feuilles aplaties spatulées, marges dentées, lobées… A. eriopoda Bunge

 Tableau 2.6  Clé d’identification du tissu Aucune cavité sécrétoire dans les feuilles et les tiges ; cellules souches des poils médifixes 3 à 10… A. annua L. Cavités de sécrétion présentes dans le tissu fondamental de la veine, dans le cortex de la tige et dans la moelle. Cellules épidermiques des feuilles principalement étroites rectangulaires, les parois plates ou incurvées ; cellules souches des poils médifixes 1 à 2, tête de cellule extrêmement longue (960∼1 236∼1 572 µm)… A. scoparia Waldst. et Kit. Cellules épidermiques des feuilles irrégulières, paroi anticlinale légèrement incurvée. Cellules pédonculées des poils médifixes 1 à 4, cellules de la tête courtes (93∼186∼300 µm)… A. apiacea Hance Cellules de la lignée Hance du poil médifixé 1 à 2, tête de la cellule longue. Cellules pédonculaires des poils médifixes 425 ~ 665 ~ 1 020 µm de long, parois cellulaires épaisses ; cellules épidermiques 42 ~ 60 ~ 135 µm de long … A. eriopoda Bunge Cellules de la tige des poils médifixes 245 ~ 340 ~ 672 µm de long, parois cellulaires minces ; cellules épidermiques 60 ~ 119 ~ 125 µm de long … A. japonica Thunb.

81

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 2.7  Clé d’identification du tissu de feuille Cellules épidermiques presque étroites rectangulaires, parois plates ou incurvées… A. scoparia Waldst. et Kit. (Herba Artemisiae Capillariae du Nord) (feuille linéaire) Cellules épidermiques généralement irrégulières La nervure médiane du lobe ultime n’est essentiellement pas saillante ; ou la surface inférieure légèrement prépondérante ; cellule de tête des poils médifixes courts (93 ~ 186 ~ 300 µm), cellules de la tige principalement de 2 à 3 ; poils glandulaires clairsemés… A. apiacea Hance La nervure médiane du lobe ultime est prépondérante. Cellules pédonculaires des poils médifixes de 4 à 5, densément glanduleux-pubescents… A. annua L. Cellules pédonculaires des poils généralement médifixes de 1 à 2, rarement glanduleux-pubescents Poils médifixes très denses, tête de cellule extrêmement longue (960-1 572 µm)… A. scoparia Waldst. et Kit. (Herba Artemisiae Capillariae du nord) (feuille pennée) Poils medifixés clairsemés, tête de cellule extrêmement courte (206∼816 µm) Cellules épidermiques c. 95 µm de diamètre moyen, cellules de mésophylle 20, 44 à 65 µm de long ; cavité sécrétrice c. 30 µm de diamètre… A. eriopoda Bunge Cellules épidermiques c. 119 µm de grand diamètre moyen ; cellules de mésophylle 30 ~ 59 ~ 95 µm de long ; cavité sécrétrice grande, c. 45 µm de diamètre … A. japonica Thunb.

 Tableau 2.8  Clé d’identification de la poudre de feuille Cellules épidermiques presque étroites rectangulaires, rarement irrégulières ; cellules souches des poils médifixes 1 à 2, tête de cellule extrêmement longue (960∼1 236∼1 572 µm)… A. scoparia Waldst. et Kit. (Herba Artemisiae Capillariae du Nord) Cellules épidermiques généralement irrégulières, rarement étroites rectangulaires. Les cellules épidermiques mesurent généralement moins de 65 µm de long. Cellules pédonculaires des poils généralement médifixes 4 à 5, minute, tête de cellule longue (240 ∼ 480 ∼816 µm) ; cellules du mésophylle minute, 20∼30∼55 µm… A. annua L. Cellules pédonculaires des poils généralement médifixes 2 à 3, épais, tête de cellule courte (93∼186∼300 µm) ; cellules de mésophylle grandes… 35∼75∼100 µm de long… A. apiacea Hance Les cellules épidermiques mesurent généralement plus de 65 µm de long. Cellules épidermiques c. 95 µm de diamètre moyen, cellules de mésophylle 20∼45∼65 µm de long… A. eriopoda Bunge cellules épidermiques c. 119 µm de diamètre moyen 30∼59∼95 µm de long… A. japonica Thunb.

82

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

5

Chromatographie en couche mince (CCM) [17]

Comme mentionné précédemment, l’A. annua L. et ses congénères confondus sont au nombre six armoises au total. À l’exception de la morphologie et de l’histologie, leur principale différence réside dans le fait que l’A. annua L. contient de l’artémisinine, l’ingrédient actif antipaludique, contrairement à d’autres congénères. Pour cela, des conditions de CCM optimisées pour l’artémisinine sont sélectionnées pour utiliser un scanner CCM pour l’empreinte et la comparaison des CCM, fournissant une nouvelle base pour l’identification physique et chimique de l’A. annua L. et de ses congénères confondus. Expériences 1. Instrument et médicaments a. Scanner CCM à double longueur d’onde Shimadzu CS-910 (Shimadzu, Japon), Kieselgel 60 F254 (Merck, Allemagne). Tous les réactifs chimiques sont analytiquement purs (AP). b. Les sources et les origines des substances médicinales sont les suivantes : (1) A. annua Linn. (Île de Hainan) ; (2) A. annua L. (Beijing) ; (3) A. scoparia Waldst. et Kit. (Herba Artemisiae Capillariae du Nord) (Beijing) ; (4) A. eriopoda Bunge (Beijing) ; (5) A. capillaris Thunb. (Beijing) ; (6) A. japonica Thunb. (Shanghai) ; et (7) A. apiacea Hance (Beijing). c. Substance de référence chimique (CRS) : artémisinine (qinghaosu). 2. Méthodes expérimentales a. Préparation d’échantillon : selon la méthode d’extraction de l’artémisinine A. annua L., écraser chacun des 7 échantillons susmentionnés dans de la poudre et passer à travers un tamis à mailles 40, remplir 2 g de chaque échantillon dans un cylindre de papier de filtration sec et le placer dans un extracteur de sorbitol, puis extraire dans l’éther de pétrole pendant 2 h ; concentrer l’extrait à sec, et transférer dans 1 ml de chloroforme (CCl4) pour l’application de l’échantillon. b. CCM : appliquer 5 µL de chaque échantillon d’essai sur le Kieselgel 60 F254 (E. Merck) (20 × 20 cm). Avec de l’éther de pétrole-acétate d’éthyle (85:15) comme solvant de développement, à une distance de 15 cm, transférer le solvant évaporé, pulvériser avec de l’anisaldéhyde, développer (dans un séchoir à 80 ± 1 °C pendant 30 min). c. Sélection de la longueur d’onde balayée : Les spectres de l’artémisinine CRS sont balayés dans les spectres ultraviolets en utilisant des courbes d’absorption de différentes longueurs d’onde (400-800 nm), démontrant une longueur d’onde d’absorption maximale (λmax) de 525 nm (fig. 2.40). d. Paramètres de numérisation : balayage en zigzag à double réflexion de longueur d’onde, λs = 525 nm, λR = 700 nm, vitesse de numérisation : 20 nm/min, vitesse de déroulement : 20 nm/min, rainure : 1,25 × 1,25 mm, sensibilité × 2, plage de balayage en zigzag : ± 5 mm. e. Phase mobile : éther de pétrole-acétate d’éthyle (85:15). Le chromatogramme en couche mince obtenu est illustré à la figure 2.41.

83

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 2.40  Chromatogrammes à couche mince de l’A. annua L. (Sud et Nord) et ses congénères confondus. Phase mobile : éther de pétrole-acétate d’éthyle (85:15). 1, Artemisinin CRS ; 2, A. annua L. (L’île de Hainan) ; 3, A. annua L. (Beijing) ; 4, A. scoparia Waldst. et Kit. ; 5, A. eriopoda Bunge ; 6, A. capillaris Thunb ; 7, A. japonica Thunb ; 8, A. apiacea Hance. P, pourpre ; R, rouge ; Y, jaune ; PR, rouge violacé.

 Figure 2.41  Chromatogrammes à couche mince de l’A. annua L. (Sud et Nord) et ses congénères confondus. Phase mobile : éther de pétrole-acétate d’éthyle (85:15). 1, Artemisinin CRS ; 2, A. annua L. (L’île de Hainan) ; 3, A. annua L. (Beijing) ; 4, A. scoparia Waldst. et Kit. ; 5, A. eriopoda Bunge ; 6, A. capillaris Thunb ; 7, A. japonica Thunb ; 8, A. apiacea Hance.

84

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

Discussion 1. Les méthodes d’extraction parfaites et les conditions de CCM de l’artémisinine doivent être bien choisies pour les comparaisons car la principale différence entre l’A. annua L. certifiée et plusieurs autres congénères confondus est que l’A. annua L. contient de l’artémisinine alors que d’autres espèces n’en contiennent pas. Des expériences ont démontré que les conditions suivantes sont également appropriées pour chacune des autres espèces, avec de nombreuses taches identifiées : extraction de médicaments bruts avec de l’éther de pétrole, un mélange d’éther de pétrole et d’acétate d’éthyle (85:15) comme phase mobile pour la CCM. 2. Sélection de l’agent chromogène : l’artémisinine peut être développée avec de la vanilline/acide sulfurique, du para-diméthylaminobenzaldéhyde (PDAB), de l’anisaldéhyde, etc. La vanilline est plus couramment utilisée car elle est très caractéristique. L’artémisinine peut passer successivement du jaune au vert et au bleu, mais la CCM nécessite une bonne stabilité. Ainsi, l’anisaldéhyde est choisi en raison de ses taches rouges prépondérantes et de sa stabilité dans les 2 heures ; en revanche, le PDAB présente des taches indéfinies et un effet chromogène médiocre. 3. L’armoise douce (A. annua L.) est largement répandue dans toute la Chine, mais il y a une grande différence dans la teneur en artémisinine : celles qui sont produites dans certaines régions conviennent à la production d’artémisinine dans l’industrie, ce qui n’est pas le cas pour d’autres. Certaines provinces et municipalités du sud sont supérieures aux municipalités du nord. Les chromatogrammes en couche mince montrent que la teneur en artémisinine est considérablement plus élevée dans l’A. annua L. de l’île de Hainan qu’à Beijing, alors que chacun des autres congénères confondus ne contient pas d’artémisinine. L. et ses congénères confus.

6

Étude des constituants chimiques de l’A. annua L. et de ses congénères confondus

• Comparaison des constituants chimiques La comparaison des constituants chimiques de l’A. annua L. et de ses cinq congénères confondus est mentionnée dans le Tableau 2.9 [18-26]. • Formules structurelles des constituants chimiques • Les formules structurelles des constituants chimiques de l’A. annua L. sont illustrées à la figure 2.42 [19-22]. • Les formules structurelles des constituants chimiques de l’A. apiacea Hance sont illustrées à la figure 2.43 [23]. • Les formules structurelles des constituants chimiques de l’A. eriopoda Bunge sont illustrées à la figure 2.44 [24]. • Formules structurelles des constituants chimiques de l’A. japonica Thunb. sont illustrées à la figure 2.45 [25].

85

86 Acide cinnamique, acide p-méthoxybenzoïque, acide férulique, acide mélissique β-Amyrine, β-sitostérol, stigmastérol

Scopolétine

3,5-Dihydroxy-6,7,3′,4′tétraméthoxy flavonol, 5-hydroxy3,6,7,3′,4′-pentaméthoxy flavone, 5-hydroxy-3,6,7,4′-tétraméthoxy flavone, 3,5,3′-trihydroxy-6,7,4′triméthoxy flavone

Acide artémisinique

Octacosanol, β-sitosterol, stigmastérol, aurantiamide acetate

Coumarines

Flavonoïdes

Acide organique

Autre

Stigmastérol

8,4′-dihydroxy-3,7,2′triméthoxy flavone, 3,5-dihydroxy-6,7,3′,4′tétraméthoxy flavone

7,8-diméthoxy coumarine, 7-méthoxycoumarine, 7-prényloxy-86,7-diméthoxy coumarine méthoxycoumarine, 7,8-(méthylènedioxy) coumarine, 7,8-diméthoxycoumarine

Artémisinine, arteannuine A, arteannuine B, arteannuine C, arteannuine D, arteannuine E, acide artémisinique

Myrcène, p-cymène, limonène, périllène, α-pinène, β-pinène, α-terpilenol, acétate de bomyle, camphène, calaménène, alcène, méthyleugénol, naphtalène

α-Farnesene, trans-βfarnesene, lavandulol, myrcène, terpinolène, α-curcumine, δ-cadinène, α-Cadinène, méthyleugénol

Sesquiterpénoïdes

A. japonica Thunb.

A. apiacea Hance

Myrcène, limonène, 1,8-cinéole, α-pinène, terpinène-4-ol, bornéol, camphène, camphre, β-bisabolène, aromadendrène, γ-cadinène, γ-muurolène, alcène, artémisia cétone, isovalérate de benzyle, triméthyl bicyclo-heptène

A. annua L.

Huile volatile

Point d’identification

α-Amyrine, δ-amyrine, β-sitostérol, triacontanol

α-Curcumène, δ-élémène, γ-cadinène, calaménène, γ-muurolène, alcène

A. eriopoda Bunge

6,7-diméthoxycoumarine, scopolétine, 6-hydroxy7-Méthoxycoumarine, capilarine, etc.

Carvone, p-cymène, limonène, perillène, α-phellandrène, thymol, α-pinène, β-pinène, terpilenol, verbanol, méthyleugénol, naphthalène, ar-méthyl acetophénone

A. scoparia Waldst. et Kit.

Capillarisine, etc.

Capillartémisine, etc.

p-Hydroxyacétophénone choline

Acide chlorogénique, acide salicylique, acide azélaïque

Rhamnocitrine, Rhamnocitrine, cirsimaritine, eupalitine, cirsimaritine, eupalitine, quercétine, quercétine, etc. arcapilline, isoarcapilline, etc.

6,7-diméthoxy coumarine, scopolétine, capilarine, etc.

Myrcène, 1,8-cinéole, bornéol, camphène, α-curcumène, benzaldéhyde, davanone, capilline, eugénol, isoeugénol, naphtalène

A. capillaris Thunb.

 Tableau 2.9  Comparaison des constituants chimiques de l’A. annua L. et de ses cinq congénères confus

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

CH3

H

H

O O O O

H3C

OH

CH3

Artémisinine

H

H3C H3C O

H

H3C

H

H H 3C

O O

H

O H

H 3C

H CH3

OHO H

H H3C

H CH2

O Arteannuin E

O Arteannuin D

O

CH3O

OCH3

OCH3

CH3O

O

OCH3 OH

OH O 3,5-Dihydroxy-6,7,3′,4′tétraméthoxy flavonol OH

OH O Artémétine

O

CH3O

OCH3

CH3O

H CO2H

O

CH3O

OCH3

CH3O

H H2C

CH3

Acide artémisinique

OCH3

CH3O

H CH3

O Arteannuin C

O O

O

O

CH3

H

CH3

O

Arteannuin B

CH3

H

CH2

O

O

Arteannuin A HO

CH3

H

CH3

OCH3

CH3O

OH O 5-Hydroxy-3,6,7,4-tétraméthoxy flavone

OH OCH3

OH O 5,3′,4′-Trihydroxy-3,6,7-triméthoxy flavone

CH3O HO

O Scopolétine

O

O

O

Coumarine HO CH2C6H5

C6H5CONH

C

CO NH

Stigmastérol

HO

β-Sitostérol

CH2C6H5 C

CH2OAC

H H Acétate d'aurantiamide

C28H57OH Octacosanol

 Figure 2.42  Formules structurelles des constituants chimiques de l’A. annua L.

87

De Artemisia annua L. aux artémisinines

CH3O

O

O

H3CO

O O OCH3 7,8-Diméthoxycoumarine

7-Méthoxycoumarine

(CH3)2C

CHCH2O

O

O

OCH3

O

O O

7-Prényloxy-8-méthoxycoumarine

CH2 7,8-(Méthylènedioxy)coumarin

HO Stigmastérol

 Figure 2.43  Formules structurelles des constituants chimiques de l’A. apiacea Hance.

H3C H3CH HO H3C

H CH3

CH3

H3C CH3

CH3 CH3 CH3

α -Amyrin

HO H3C

CH3 CH3

CH3 CH3 CH3 δ -Amyrin

CH3·[CH2]28·CH2OH Triacontanol

HO β -Sitostérol

 Figure 2.44  Formules structurelles des constituants chimiques de l’A. eriopoda Bunge.

88

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

CH3O

OCH3

O

CH3O

OCH3

HO CH3O

CH3O O

OH OH O

O

3,5-Dihydroxy-6,7,3′4′tétraméthoxyflavone

8,4-Dihydroxy-3,7,2′-trimethoxyflavone

OCH3

CH3O

O

OH OCH3

CH3O CH3O

O

O

O

6,7-Diméthoxycoumariné

7,8-Diméthoxycoumarine

COOH H3C

CH3

C H

CH3 HO H3C

H CH3

H

C

CH3 CH3 CH3

4-Acide hydroxycinnamique

β-Amyrin CH3O CH3·[CH2]28·COOH

HO

Acide triacontanoïque

HO β-Sitosterol

CH

CH·COOH

Acide ferulique

HO

Stigmaster

 Figure 2.45  Formules structurelles des constituants chimiques de l’A. japonica Thunb.

7

Recherche dynamique sur les constituants chimiques de l’A. annua L. [26]

Il a été constaté dans des études antipaludiques que l’A. annua L. prématurée et une grande quantité de tiges n’ont pas d’activité antipaludique. Il est donc nécessaire de poursuivre la discussion sur les parties antipaludiques actives et les périodes de récolte de l’A. annua L., afin de fournir une base scientifique pour la récolte, la transformation et l’utilisation rationnelle des sources de l’A. annua L. • Recherche chimique sur les plantes jeunes (de Beijing au début mai) et les plantes adultes (feuilles récoltées en automne) de l’A. annua L. • Comparaison entre les fractions neutres et acides Selon les études antipaludiques, l’extrait neutre des feuilles de l’A. annua L. est la partie antipaludique active, à partir de laquelle l’artémisinine est

89

De Artemisia annua L. aux artémisinines

extraite. La fraction acide n’a pas d’activité antipaludique, mais l’acide artémisinique contenu est le précurseur des lactones sesquiterpéniques, y compris l’artémisinine (Tableau 2.10). • Comparaison des constituants chimiques La comparaison des constituants chimiques entre les jeunes plantes et les plantes adultes d’A. annua L. est illustrée dans le Tableau 2.11. • Comparaison de la teneur en artémisinine par rapport aux différentes saisons de récolte, aux parties médicinales et à la période de conservation de l’A. annua L. • Région de Beijing [15]. La comparaison de la teneur en artémisinine par rapport aux différents temps de récolte, aux parties médicinales et au temps de conservation de l’A. annua L. de la région de Beijing est illustrée dans le Tableau 2.12. • Région de Shandong [27]. La comparaison de la teneur en artémisinine par rapport aux différents temps de récolte et aux parties médicinales de l’A. annua L. de la région de Shandong est illustrée dans Tableau 2.13. • Région du Sichuan [28] – Période de récolte différente : la comparaison de la teneur en artémisinine des feuilles de l’A. annua L. de la région du Sichuan à différentes périodes de récolte est illustrée dans le Tableau 2.14. – Période de conservation : la comparaison de la teneur en artémisinine des feuilles de l’A. Annua L. de la région de Sichuan à différentes périodes de conservation est illustrée dans le Tableau 2.15.  Tableau 2.10  Comparaison entre les fractions neutres et acides des plantes jeunes et des plantes adultes A. annua L. Période de récolte

Fraction acide (%)

Fraction neutre (%)

Jeune plante Plante adulte

3,7 1,3

1,4 2,3

 Tableau 2.11  Comparaison des constituants chimiques entre les jeunes plantes et les plantes adultes de l’A. annua L. Période Lactone Acide de récolte Sesquiterpène organique

90

Jeune plante

Aucun

Plante adulte

Artémisinine, arteannuin A, arteannuin B, arteannuin C, arteannuin D, arteannuin E

Flavonoïdes

Acide 3,5-dihydroxy-6,7,3′,4′artémisinique tétraméthoxy flavonol

Autre

Octacosanol, β-sitostérol, stigmastérol Octacosanol, Acide 3,5-dihydroxy-6,7,3′,4′artémisinique tétraméthoxy flavonol, 5-hydroxyβ-sitostérol, 3,6,7,4′-tétraméthoxy flavone, stigmastérol, 5-hydroxy-3,6,7,3′,4′-pentaméthoxy coumarine, scopoletin, flavone, 5,3′,4′-trihydroxy-3,6,7scopolétine, acétate triméthoxy flavone d’aurantiamide

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

 Tableau 2.12   Comparaison de la teneur en artémisinine par rapport aux différentes périodes de récolte, aux parties médicinales et à la période de conservation de l’A. annua L. de la région de Beijing Artémisinine (%) Période de récolte

Partie médicinale Premier

Deuxième

Moyen

Beijing, 12 juillet

Feuilles Tiges Feuilles Tiges Feuilles Tiges

0,11 Non 0,13 Non 0,15 Non

0,09 Non 0,11 Non 0,16 Non

0,10 ± 0,01

Fleurs Feuilles Tiges Fleurs Feuilles Tiges Fleurs

0,20 0,23 Non 0,52 0,12 Non 0,14

0,23 0,25 Non 0,56 0,11 Non 0,27

Beijing, 10 août (avant floraison) Beijing, 14 août (période de bourgeonnement) Beijing, 21 août (Floraison) Beijing, 29 août (Floraison)

0,12 ± 0,01 0,16 ± 0,01

0,22 ± 0,02 0,24 ± 0,01 0,54 ± 0,02 0,12 ± 0,01 0,21 ± 0,07

 Tableau 2.13   Comparaison de la teneur en artémisinine par rapport aux différentes périodes de récolte et aux parties médicinales de l’A. annua L. de la région de Shandong Période de récolte

Partie médicinale

Teneur en artémisinine

Début juin Début juillet

Feuilles Feuilles Tiges Feuilles Tiges Racines Feuilles (mélangées avec des bourgeons floraux) Tiges Racines Bourgeons floraux Fleurs et fruits

Trace 0,02 % Aucun 0,08 % Aucun Aucun 0,12 %

Début août

Début septembre

Début septembre Fin septembre

Aucun Aucun 0,20 % 0,075 %

91

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 2.14  Comparaison de la teneur en artémisinine des feuilles de l’A. Annua L. de la région de Sichuan à différentes périodes de récolte Période de récolte

Partie médicinale

Teneur en artémisinine (%)

30 mai 15 juin 30 juin 15 juillet 30 juillet 15 août 30 août

Feuilles Feuilles Feuilles Feuilles Feuilles Feuilles Feuilles Lances de la plante supérieure

0,38 0,38 0,43 0,65 0,61 0,58 0,56 0,65

Remarque

Suggestif d’un contenu plus élevé dans les turions que dans les vieilles feuilles

Feuilles de la plante moyenne 0,55 Feuilles de la plante inférieure 0,36

 Tableau 2.15  Comparaison de la teneur en artémisinine des feuilles de l’A. Annua L. de la région de Sichuan à différentes périodes de conservation Partie médicinale

Période de conservation Teneur

Remarque

Feuilles

Récemment récolté

Suggestif de certains effets de la période de conservation sur le contenu

0,56 %, 0,61 %

Conservé pendant 9 mois 0,51 %, 0,51 %

Discussion 1. Les jeunes plantes de l’A. annua L. ne contiennent pas d’artémisinine, par conséquent il n’y a pas d’activité antipaludique. Une quantité d’acide artémisinique sera progressivement convertie en divers sesquiterpénoïdes au fil du temps. Par conséquent, l’A. annua L. est déconseillé pour la récolte prématurée et les jeunes plantes ne sont pas appropriées pour une utilisation pharmaceutique, en particulier pour les matières premières antipaludiques. 2. La partie antipaludique active de l’A. annua L est principalement constituée de feuilles, mais ni la tige ni la racine ne sont actives. Cependant, des études ont montré que les feuilles et les tiges sont actives dans un effet antipyrétique conventionnel et que les feuilles sont plus puissantes que les tiges. Ainsi, tout compte fait, les parties aériennes, y compris les feuilles et les tiges peuvent toujours être utilisées pour un usage pharmaceutique, mais il est conseillé de les récolter lorsqu’elles sont feuillues. 3. En ce qui concerne la saison des récoltes, des expériences d’échantillons provenant de Beijing, du Shandong et du Sichuan ont montré que la préanesthésie et le stade feuillu en automne (juillet et août) sont préférables. Les bourgeons floraux contiennent une teneur élevée en artémisinine, mais en pleine floraison, les feuilles sont rares ; en effet, le taux de bourgeons floraux est faible, de sorte que la récolte de l’A. annua L. est préférable dans la préanthèse et au stade feuillu.

92

Chapitre 2. Études de l’Herba Artemisiae Annuae certifiée et confondue

4. La teneur en artémisinine est plus élevée dans les turions ou les apex des feuilles que dans les feuilles des tiges, ce qui est compatible avec la documentation de la littérature ancienne selon laquelle les apex des feuilles sont utilisés pour le traitement du paludisme. 5. La teneur diminue à mesure que la période de conservation augmente. Ainsi, il est conseillé de récolter et d’utiliser dans la même année. 48

Chapter 2

Références References [1] ೑ᆊ㥃‫ྨ݌‬ਬӮˊЁढҎ⇥݅੠೑㥃‫࣫ˊ݌‬Ҁ˖࣪ᄺᎹϮߎ⠜⼒, 2005. [Available only in Chinese: National Pharmacopoeia Committee. Pharmacopoeia of the People’s Republic of China. Beijing: Chemical Industry Press; 2005.] [2] 㙪෍ḍˊᮄ㓪Ё㥃ᖫˊ࣫Ҁ˖࣪ᄺᎹϮߎ⠜⼒ , 2002. [Available only in Chinese: Xiao PG. Modern chinese material medica. Beijing: Chemical Industry Press; 2002.] [3] ሴ਺਺ˊЁ㥃䴦㪓ⱘℷકⷨおˊЁ㥃䗮᡹ 12 (4) (1987) 194–197.[Available only in Chinese: Tu YY. Authentic research on traditional Chinese medicine of Artemisia annua. Bull Chin Mater Med 1987;12(4):194–7.] [4] ሴ਺਺ˈᓴ㸡ㆈˈᓴᅮၯㄝ. “䴦㪓”Ё㥃ᖫ.㄀ಯ‫ݠ‬.࣫Ҁ˖Ҏ⇥ि⫳ߎ⠜⼒, 1988. [Available only in Chinese: Tu YY, Zhang YZ, Zhang DY, et al. “Qinghao”. Chinese medicinal herbal, book 4. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1988.] [5] Deleted in review [6] Deleted in review [7]˷᮹˹ᵒᴥӏϝ.ᬍℷ๲㸹ỡ⠽ৡ∛.᮹ᴀϰЌ୘᷾ᓣӮ⼒, 1895.30. [Available only in Chinese: Matsumura N. Correct supplement plant name. Japan Higashi Shanzhu Association; 1895 [p. 30].] [8]˷᮹˹⠻䞢ᆠ໾䚢.ỡ⠽೒䡈.খ᭛㟡㄀, 2 ⠜.ϰҀ࣫䱚佚ˈᯢ⊏ 42 ᑈ (1909ᑈ ). [Available only in Chinese: Makino T. Botanical illustrations, Canwen Association version 2. Tokyo Beilong Gallery; 1909.] [9] Stuart GA. Chinese Materia Medica: Vegetable Kingdom. American Presbyterian Mission Press, Shanghai, 1911, p. 50. [Available only in Chinese: Stuart GA. Chinese materia medica, vegetable kingdom. Shanghai: American Presbyterian Mission Press; 1911 [p. 50].] [10] ᄨᑚ㦅ㄝ.ỡ⠽ᄺ໻䕲‫݌‬.㄀, 7 ⠜.࣫Ҁ˖ଚࡵॄк佚ˈ⇥೑17ᑈ (1928ᑈ ). [Available only in Chinese: Kong QL. Botany dictionary. Version 2. Beijing: Commercial Press; 1928.] [11] ⱑѩ‫ܝ‬໾䚢ㄝ.༈⊼೒䆥ᴀ㤝㒆Ⳃ.㄀ 5 ‫ݠ‬.᮹ᴀϰҀ˖᯹䰇ූ㮣⠜ˈᰁ੠ 8 ᑈ (1933 ᑈ ). [Available only in Chinese: Shirai FK, et al. Figure version of compendium of materia medica, vol. 5. Tokyo, Japan: Chun Yang-Tang Haidishijie; 1933.] [12] ᴢᯊ⦡.ᴀ㤝㒆Ⳃ.࣫Ҁ˖Ҏ⇥ि⫳ߎ⠜⼒ 15 (1975) 13, 15. [Available only in Chinese: Li SZ. Compendium of materia medica. Beijing: People’s Medical Publishing House; 1975 [pp. 13,15].] [13] 䰜䞡ᯢㄝ.䙾㪓ⱘॳỡ⠽㗗䆕੠ Seseli L ሲЁৡⱘ䅶ℷ.ỡ⠽ߚ㉏ᄺ᡹ 19 (4) (1981) 534. [Available only in Chinese: Chen CM., et al. Original plants of array research and name of the correction in Seseli L. genus. Acta Phytotaxon Sin 1981;19(4):534.] [14] 㚵Ϫᵫ.Ў䴦㪓“ℷৡ”.‫ع‬ᒋ᡹, 2005.11,10. [Available only in Chinese: Huang MY. Shilin hunamedrectification for “qinghaosu”. Health News 2005;11:10.] [15] Ё೑Ёएⷨお䰶Ё㥃ⷨお᠔.䴦㪓ᡫ⭳ⷨおϧ䕥(1971∼1978 ᑈ). Ё㥃ⷨお䌘᭭, 1978. [Available only in Chinese: Traditional Chinese Medicine Research Institution. Artemisinin-based antimalarial album (1971–1978). Traditional Chinese Medicine Research Data; 1978.] [16] ᓴᅱၯˈҬḖ㢇.Ё㥃䴦㪓ⱘ㒘㒛䡈ᅮⷨお.㥃⠽ߚᵤᴖᖫ 4 (1985) 199–203. [Available only in Chinese: Zhang BY, Fu GF. The organization of the Chinese medicine artemisinin identification research. Chin J Pharmaceut Anal 1985;4:199–203.] [17] ሴ਺਺,咘⦝⦝.䴦㪓ક⾡ᭈ⧚੠䋼䞣ⷨお——䴦㪓.‫ݙ‬䚼䌘᭭, 1990, 63–66. [Available only in Chinese: Tu YY, Huang MM. Artemisia annua species systematics and quality study—Artemisia annua. Int Mater; 1990:63–6.] [18] 䩳㺩㪝ˈየ⎥㦆.䴦㪓᣹থ⊍࣪ᄺ៤ߚⷨお.Ё㥃䗮᡹ 8 (6) (1983) 31–32. [Available only in Chinese: Zhong YR, Cui SL. Study on chemical constituents of volatile oil from Artemisia annua L. Bull Chin Mater Med 1983;8(6):31–2.]

93

De Artemisia annua L. aux artémisinines Studies of the Certified and Confused Herba Artemisiae Annuae

49

[19] ሴ਺਺ˈ‫׾‬ᜩѥˈ䩳㺩㪝ㄝ.Ё㥃䴦㪓࣪ᄺ៤ߚⱘⷨお 㥃ᄺᄺ᡹ 16 (5) (1981) 366–370. [Available only in Chinese: Tu YY, Ni MY, Zhong YR, et al. Study on the constituents of Artemisia annua L. Acta Pharmaceut Sin 1981;16(5):366–70.] [20] ሴ਺਺ˈ‫׾‬ᜩѥˈ䩳㺩㪝ㄝ.Ё㥃䴦㪓ⱘ࣪ᄺ៤ߚ੠䴦㪓㋴㸡⫳⠽ⱘⷨお.Ё㥃䗮᡹ 6 (2) (1981) 31. [Available only in Chinese: Tu YY, Ni MY, Zhong YR, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua and derivatives of artemisinin. Bull Chin Mater Med 1981;6(2):31.] [21] Tu YY, Ni MY, Zhong YR, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua: part II. Planta Medica 1982;44:143–5. [22] ሴ਺਺ˈ‫׾‬ᜩѥˈ䩳㺩㪝ㄝ.Ё㥃䴦㪓ⱘ࣪ᄺ៤ߚ੠䴦㪓㋴㸡⫳⠽ⱘⷨお.Ё㥃䗮᡹ (III). ሴ਺਺ˈልᓎᑇˈঢ়࡯ㄝ.Ё㥃䴦㪓࣪ᄺ៤ߚⱘⷨお Ё㤝㥃 1985, 16(5):200∼201. [Available only in Chinese: Tu YY, Yin JP, Ji L, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua, part III. Chin Herbal Med 1985;16(5):200–1.] [23] ਈዛᯢˈሴ਺਺.䙾㪓࣪ᄺ៤ߚⱘߚ⾏䡈ᅮ.Ё㤝㥃 16 (6) (1985) 2–3. [Available only in Chinese: Wu CM, Tu YY. The separation of array chemical identification. Chin Herbal Med 1985;16(6):2–3.] [24] ልᓎᑇˈሴ਺਺.फ⠵㪓࣪ᄺ៤ߚⱘⷨお.Ё㤝㥃 20 (4) (1989) 5–6. [Available only in Chinese: Yin JP, Tu YY. Studies on the constituents of Artemisia eriopoda Bge. Chin Herbal Med 1989;20(4):5–6.] [25] 乒⥝䆮ˈሴ਺਺.⠵㪓ⱘ࣪ᄺ៤ߚⷨお.Ё㤝㥃 24 (3) (1993) 122–124. [Available only in Chinese: Gu YC, Tu YY. Studies on the constituents of Artemisia japonica. Chin Herbal Med 1993;24(3):122–4.] [26] ሴ਺਺ˈᴅਃ㘾ˈ≜᯳.Ё㥃䴦㪓ᑐ᷾ⱘ࣪ᄺ៤ߚⷨお.Ё㥃䗮᡹ 10 (9) (1985) 419–420. [Available only in Chinese: Tu YY, Zhu QC, Shen X. Studies on the constituents of Artemisia annua young plants. Bull Chin Mater Med 1985;10(9):419–20.] [27] ቅϰЁए㥃ⷨお᠔.Ё㥃䴦㪓ϡৠ䞛ᬊᳳঞ㥃⫼䚼ԡ䴦㪓㋴৿䞣⌟ᅮ.ቅϰए㥃ᎹϮ 2 (1983) 7–8. [Available only in Chinese: Shandong Institute of Traditional Chinese Medicine. Different harvest time and medicinal parts of artemisinin content determination. Shandong Pharmaceut Ind 1983;2:7–8.] [28] ಯᎱЁ㥃ⷨお᠔ᡫ⭳ᇣ㒘.ᡫ⭳㥃䴦㪓ⱘⷨお.Ё㤝㥃䗮䆃 1 (1979) 5–12. [Available only in Chinese: Sichuan Institute of Traditional Chinese Medicine of Antimalarial Group. Research of antimalarial drug artemisinin. Chin Herbal Med 1979;1:5–12.]

C0010.indd 49

94

06/07/17 7:40 PM

Chapitre 3 Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

Le 21 janvier 1969, Youyou Tu a été désignée chef du groupe de recherche dont la mission était d’explorer de nouveaux médicaments pour le traitement du paludisme par l’Institute of Chinese Material Medica, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, après avoir été mobilisée par le directeur et le directeur adjoint du bureau du projet national « 523 » (autrefois connu sous le nom de Bureau du Groupe pilote de l’État pour le traitement et la prévention du paludisme). En commençant par la collecte systématique d’ordonnances à base de plantes, d’animaux et de minéraux, Youyou Tu a résumé de nombreuses ordonnances dans une brochure intitulée Antimalarial Collections of Recipes and Prescriptions. Elle a ensuite respectée l’accord « 523 » et a été dépêchée dans la zone de paludisme endémique à Hainan jusqu’à ce que l’Assemblée générale nationale « 523 » ait été convoquée à Guangzhou le 22 mai 1971. La tâche étant difficile à achever, trois ministères (le ministère de la Santé, le Département de médecine du département de logistique générale et le ministère de l’Industrie chimique) et une académie (Académie chinoise des sciences) ont été chargés de promouvoir les travaux. Le Premier ministre Zhou a également donné des instructions par télégramme, reflétant ainsi l’importance de cette tâche. Youyou Tu a été désignée par le directeur de l’Institut pour prendre part à l’Assemblée. Elle a mis en place le groupe de recherche antipaludique afin d’agir conformément au document publié en 1971 par le Conseil d’État (29) après

95

De Artemisia annua L. aux artémisinines

l’Assemblée. Les premiers travaux consistaient à mener des études de test d’efficacité. À cette époque, le collège Lang Linfu était responsable du dépistage du Plasmodium berghei, du Plasmodium inui, et du Plasmodium cynomolgi. Bien que n’étant que quatre membres, ils ne ménagèrent aucun effort et examinèrent souvent deux lots d’échantillons une fois par semaine, dont l’action pratique mettait réellement en œuvre l’esprit combatif « avec un laboratoire comme champ de bataille », ce qui était nécessaire pour un projet militaire. Après avoir procédé au test d’efficacité sur plus de 380 échantillons extraits de plus de 200 types de médicaments traditionnels chinois, ils se sont finalement concentrés sur « Une poignée de Qinghao immergé dans deux litres d’eau, essorez le jus et buvez le tout » décrit dans la recette 16 de Malaria Treatment dans A Handbook of Prescriptions for Emergencies (Dynastie des Jin de l’Est). Grâce à une étude approfondie des ressources des variétés, des parties médicinales, de la période de collecte et des méthodes d’extraction, ils ont fait une percée le 4 octobre 1971 : l’extrait neutre de l’Artemisia annua avait atteint un taux d’inhibition du Plasmodium chez P. berghei, P. inui, P. cynomolgi de 100 %. Sur la base d’études cliniques, ils ont traité avec succès les 30 premiers cas d’artémisinine en 1972. Le 8 novembre 1972, un monomère d’artémisinine a été séparé de l’extrait neutre, identifié comme substance active dans l’A. annua en 1973. Par la suite, un nouveau médicament antipaludique, l’artémisinine, était disponible. Cinq cent vingt-neuf cas ont été validés pendant plusieurs années successives. En 1986, l’artémisinine a reçu le Nouveau Certificat de Médicament. Le présent chapitre décrit la partie active de l’A. annua ainsi que la découverte et l’identification d’un monomère d’artémisinine efficace.

1

Recherches sur les ingrédients antipaludiques actifs dans les herbes

1.1

Exploration et identification

Les feuilles de l’A. annua L. (origine : Beijing) au stade adulte ont été récoltées en automne, puis extraites avec de l’eau et de l’éthanol à 95 %, mais l’huile volatile extraite n’a eu aucun effet sur le Plasmodium berghei. Après l’immersion à froid dans de l’éthanol, l’extrait a montré une plus grande puissance sur le P. berghei s’il était concentré à la température de 60 °C, mais il a perdu sa puissance lorsque la température était inférieure à 60 °C. Les principes actifs extraits par immersion à froid ou par la méthode de reflux d’éther avaient une activité nettement inférieure et stable sur le P. berghei (Tableau 3.1). La température qui a été contrôlée pour être supérieure à 60 °C était essentielle pour l’extraction du médicament brut de l’A. annua L. L’effet antipaludique du monomère de l’artémisinine extrait et bouilli dans de l’eau pendant une demi-heure ou reflué dans l’éthanol pendant 4 heures est demeuré stable. Ce résultat suggère que l’effet antipaludique de l’artémisinine n’a pas été réduit en présence de certaines substances uniquement lorsque la température a augmenté

96

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

dans le processus de l’extrait brut. Dans l’exploration des ingrédients antipaludiques actifs de l’A. annua L., les chercheurs ont profondément compris que les travaux de recherche en médecine chinoise devaient être sérieusement menés afin de « jeter les résidus et sélectionner l’essentiel, éliminer le faux et conserver le vrai ». Ce n’est que par une pratique répétée avec soin que le succès pouvait être atteint en saisissant et en respectant la loi inhérente.

 Tableau 3.1  Titre de différents extraits pour le paludisme chez les rongeurs Extrait

Dose (g/kg)

Taux d’inhibition du paludisme chez les rongeurs (%)

Extrait d’eau

Médicament brut : 50 équivalents Médicament brut : 120 équivalents Médicament brut : 750 équivalents Médicament brut : 30 à 40 équivalents Médicament brut : 60 à 90 équivalents Médicament brut : 50 équivalents

6 12 −27 33 36 95

Huiles volatiles Extrait d’éthanol chaud Éthanol à basse température concentré refroidi Extrait d’éther

Médicament brut : 10 à 20 équivalents 71 Médicament brut : 25 à 35 équivalents 95 à 100

 Tableau 3.2  Le titre et la toxicité de la partie neutre par rapport à la partie acide du paludisme chez les rongeurs Extrait

Dose (g/kg)

Taux d’inhibition du paludisme chez les rongeurs (%) Mortalité (%)

Partie neutre

0,6 0,9-1,0 2,2 3,2

99 100 −11 −6

Partie acide

0 0 30 73

Les extraits d’éther avaient une efficacité élevée et stable, mais leur toxicité était plus élevée avec l’augmentation de la dose. Ainsi, il était nécessaire d’améliorer les ingrédients actifs en rejetant les résidus et en sélectionnant l’essence, afin de faciliter une recherche approfondie. Après un examen plus approfondi, les chercheurs ont découvert que les extraits d’éther pouvaient être divisés en fragments neutres et acides, dont la fraction acide de deux tiers ne présentait aucune efficacité mais avait une toxicité élevée, et la fraction neutre présentait un effet antipaludique considérable à une dose orale de 1g/kg × 3 jours, avec un taux d’inhibition de 100 % du P. berghei et une faible toxicité (Tableau 3.2). Son processus d’extraction et ses résultats d’efficacité sont présentés comme suit.

97

De Artemisia annua L. aux artémisinines

A. poudre de feuilles annuelles Éther éthylique immergé ou reflué Extrait d’éther concentré

Résidu (abandonné)

Concentré d’éther 2% d’extrait de NaOH Extraction d’hydroxyde Éther éthylique de sodium Lavé jusqu’à Ajouter du HCl, neutralité ajuster le pH à 2 extraits d’éther Concentré après la déshydratation Partie neutre Eau résiduelle Solution (partie efficace) (abandonnée) d’éther Lavé jusqu’à neutralité Concentré après déshydratation Partie acide (partie non valide)

Après avoir réussi à inhiber le P. berghei, les expériences ont été réalisées avec le P. inui (P. cynomolgi) et les résultats ont été cohérents avec ceux obtenus dans les expériences de P. berghei, avec un taux d’inhibition de 100 %. Le point essentiel de la réussite dans la lutte contre le paludisme est de trouver des ingrédients antipaludiques actifs avec un taux d’inhibition stable de 100 % du Plasmodium de l’A. annua L. Le 8 mars 1972, Youyou Tu a publié un rapport intitulé « Exploration des herbes antipaludiques guidée par la pensée de Mao Zedong » concernant la découverte susmentionnée sous l’accord du bureau « 523 » au Conseil national de recherches sur les médicaments antipaludiques qui s’est tenu à Nanjing, inspirant considérablement les participants et attirant leur attention. L’Institut of Chines Material Medica et l’Académie chinoise des sciences médicales ont été désignés par le Bureau « 523 » pour observer l’efficacité clinique antipaludique dans les zones de paludisme endémique de Hainan la même année. En 1972, la fraction neutre dans des extraits d’éther a été préparée en capsules, lesquelles ont démontré une efficacité antipaludique considérable dans les 30 premiers cas cliniques, prouvant ainsi que la fraction neutre de l’A. annua L. avait une action antipaludique.

98

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

1.2

Recherche sur la pharmacodynamie du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L.

1.2.1

Plasmodium berghei

Le modèle du P. berghei a été établi dans l’expérience. Des souris saines, ayant un poids de 18 à 22 g, ont été réparties au hasard en groupes. Des échantillons de sang ont été prélevés du globe oculaire des souris infectées par le paludisme, dilués avec un anticoagulant contenant une solution saline, et chaque souris en bonne santé a été inoculée par voie intrapéritonéale à 1 × 107 Plasmodium. Tous les animaux ont été traités avec des médicaments 24 heures après l’inoculation pendant 3 jours consécutifs. Des frottis sanguins ont été recueillis à partir de la queue des animaux 24 heures après la dernière administration afin d’observer l’inhibition du Plasmodium et de la conversion négative et pour calculer le taux d’inhibition et la dose efficace médiane (DE50). La fraction neutre d’A. annua L. administrée par gavage oral à la dose de 1 g/ kg × 3 jours a réussi à réaliser une conversion négative du Plasmodium, avec une DE50 de 2 646 mg/kg.

1.2.2

Plasmodium inui (Plasmodium cynomolgi)

Le modèle du P. inui (P. cynomolgi) a été établi dans l’expérience. Après la transmission du sang, lorsque le taux parasitaire au 8e jour après l’inoculation du Plasmodium avait atteint plus de 10 %, les animaux ont reçu le médicament par voie orale une fois par jour, 8 à 9 fois consécutives. Des frottis sanguins ont été recueillis le jour de l’arrêt du traitement et examinés toutes les 24 heures. Par ailleurs, après inoculation de sporozoïtes, lorsque la parasitémie a été détectée, les animaux ont été traités par gavage oral une fois par jour pendant 3 jours consécutifs, dans le but d’observer l’effet antipaludique sur le parasite asexué chez le P. inui (P. cynomolgi) au stade érythrocytaire. Résultats : la fraction neutre avait un effet antipaludique considérable sur le P. inui (P. cynomolgi) (Tableau 3.3). Les groupes à deux doses ont réussi la conversion négative dans les plasmodium simiens.  Tableau 3.3  L’effet antipaludique de la partie neutre sur le paludisme simien Nombre d’animaux

Dose (g/kg)

Conversion négative dans les plasmodies simiennes

Réapparition du Plasmodium Simien

2 1

0,32, une fois par jour, 9 fois 1,3, une fois par jour, 8 fois

48 heures 29 heures

4 à 10 jours Aucune réapparition dans les 6 mois

99

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Dans l’expérience, la fraction neutre de l’A. annua L. a démontré la capacité de détruire le Plasmodium chez le P. berghei et le P. inui (P. cynomolgi), atteignant un taux de conversion négatif de 100 %.

1.3

Recherches sur la sécurité du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L.

1.3.1

Toxicité aiguë

Des souris saines ont reçu une dose unique par gavage oral puis ont été observées pendant 3 jours. La dose létale médiane (DL50) a été calculée avec la mortalité et l’index thérapeutique a été calculé avec le DL50/DE50 (Tableau 3.4).  Tableau 3.4  Toxicité aiguë de la partie neutre de l’A. annua L. Extrait de médicament

LD50 (mg/kg)

ED50 (mg/kg)

Index thérapeutique

Ingrédient actif neutre dans l’A. annua L.

7 425

2 646

2,81

1.3.2

Effet sur le cœur

Dans les expériences, l’effet de la partie neutre sur le cœur a été observé chez les souris, les chats et les chiens respectivement. L’effet sur le cœur a été étudié chez des souris infectées et non infectées, et chez des chats anesthésiés et non anesthésiés. 1. L’effet sur la fréquence cardiaque a été observé chez 11 chats à des doses successives de 0,5, 1,0, 2,5 et 7,1 g/kg. Aucun changement considérable n’a été observé dans le rythme cardiaque chez la majorité des chats après administration orale par rapport à la fréquence cardiaque de 100 à 160 bpm avant l’administration, bien que chaque chat ait expérimenté une fréquence cardiaque accélérée. 2. L’effet sur le cœur a été observé chez 13 chiens successivement. Parmi ces chiens, 10 ont été affectés au groupe d’administration pour recevoir la dose totale de 0,5 à 4 g/kg, respectivement. Il n’y avait aucun changement considérable dans la fréquence cardiaque, la pression artérielle, l’ECG avant et après l’administration.

1.3.3

Effet sur le foie

Des tests de la fonction hépatique ont été réalisés chez 13 chiens en bonne santé (n = 10 dans le groupe administration et n = 3 dans le groupe témoin). Tous les animaux ont été divisés en trois lots dans l’expérience. Le premier lot a reçu une dose unique par gavage oral et a été observé pour vérifier des changements dans la fonction hépatique avant et après l’administration ; le second lot (contrôle normal avant administration) a été testé pour vérifier la fonction hépatique 7, 5 et 3 jours

100

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

avant l’administration et le jour de l’administration. Les animaux ont reçu une dose de 1,0 g/kg pendant 4 jours consécutifs et ont subi des tests de fonction hépatique 2 et 5 jours après l’administration ; et le troisième lot a également reçu des doses différentes pendant 4 jours consécutifs, tandis que le groupe témoin a été mis en place séparément. Les résultats ont montré que 4 animaux sur 10 présentaient une activité des transaminases supérieure à la normale à une dose allant jusqu’à 2 g/kg, dont deux animaux avaient une activité des transaminases réduite lors de la deuxième analyse, et les deux autres animaux n’ont pas reflété un tel changement dynamique car ils n’ont subi qu’une seule analyse. Les résultats susmentionnés suggèrent que la fraction neutre a un effet sur le foie, ce qui conduit à une augmentation des transaminases lorsque que la dose est augmentée (Tableau 3.5).  Tableau 3.5  Effet de la partie neutre sur le foie du chien GPT (X + SD)

T·T·T

T·F·T

Lot expérimental

Nombre d’aniDose maux (g/kg)

Pré-dose

Post-dose

1

1

0,5

162

148

2

2,0

148

192

3

4,0

136

172

4

1,0 × 4 d 115,80 ± 10,50 189,00 ± 12,70 Normal Normal Normal Normal

5

1,0 × 4 d 84,50 ± 16,30

78,00 ± 25,50

Normal Normal Normal Normal

6

1,0 × 4 d 64,30 ± 8,10

89,00 ± 26,90

Normal Normal Normal Normal

7

0,5 × 4 d 76,00 ± 17,70

104,00 ± 8,49

Normal Normal Normal Normal

8

0,5 × 4 d 68,00 ± 14,80

97,00 ± 36,06

Normal Normal Normal Normal

9

0,5 × 4 d 128,30 ± 4,74

159,00 ± 14,10 Normal Normal Normal Normal

10

1,0 × 4 d 126,30 ± 13,65 139,00

Normal Normal Normal Normal

11

Contrôle 103,00 ± 11,50 113,00 ± 4,90

Normal Normal Normal Normal

12

Contrôle 98,00 ± 57,10

104,00 ± 8,50

Normal Normal Normal Normal

13

Contrôle 103,00 ± 18,10 91,00 ± 44,60

Normal Normal Normal Normal

2

3

1.3.4

Prédose

Postdose

Prédose

Postdose

Effet sur les reins

Les changements dans la fonction rénale ont été observés chez 10 chiens en bonne santé qui ont reçu la fraction neutre avec des doses différentes par gavage oral. Le premier lot a reçu une dose de 1,0 g/kg pendant 4 jours consécutifs. Les animaux (contrôle normal avant l’administration) ont été testés pour vérifier la fonction rénale 7,5 et 3 jours avant l’administration et le jour de l’administration. Des tests de la fonction rénale ont été effectués 2 et 5 jours après l’administration, respectivement, et comparés aux mesures avant l’administration. Le deuxième lot a reçu des doses de 0,5 et 1,0 g/kg pendant 4 jours consécutifs. Les tests de la fonction rénale ont été effectués le matin du quatrième dosage et le jour suivant, respectivement, et comparés aux mesures avant l’administration et dans le groupe témoin.

101

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Résultats : aucun effet considérable sur la fonction rénale dans chaque lot n’a été trouvé dans l’expérience (Tableau 3.6).  Tableau 3.6  Effet de la partie neutre sur la fonction rénale Pré-dose

Nombre Nombre Dose de lots d’animaux (g/kg) 1

1 2 3 4 5 6 7

0,5 × 4 d 0,5 × 4 d 0,5 × 4 d 1,0 × 4 d Contrôle Contrôle Contrôle

Nombre Nombre Dose de lots d’animaux (g/kg)

Valeur mesurée 29,20 35,40 32,70 36,50 35,00 36,30 28,50

34,30 54,20 40,00 37,60 37,10 45,00 44,40

34,90 31,60 32,50 38,20 32,50 32,50

Post-dose Moyen

1

2

Moyen

32,80 ± 3,13 40,40 ± 12,10 35,10 ± 4,30 37,40 ± 0,86 34,90 ± 2,30 37,80 ± 6,40 36,50 ± 11,24

33,00 31,00 35,90 34,50 35,00 36,50 35,00

36,80 38,90 36,00 37,50 34,00 32,70 34,00

34,90 ± 2,69 34,95 ± 5,59 35,90 ± 0,00 36,00 ± 2,14 34,50 ± 0,70 34,60 ± 2,70 34,50 ± 0,70

Pré-dose Valeur mesurée

Post-dose Moyen

1,0 × 4 d 37,80 38,70 36,50 36,00 37,30 ± 1,20 1,0 × 4 d 40,00 35,10 40,80 33,50 37,40 ± 3,60 36,20 ± 6,10 1,0 × 4 d 31,20 34,40 43,00 36,63 ± 5,17

2

8 9 10

1.3.5

Examen pathologique

1

2

Moyen

42,00 38,50 40,30 ± 2,50 36,00 37,50 36,80 ± 1,05 35,40 35,00 35,20 ± 0,28

Tous les animaux ont été divisés en deux lots dans l’expérience. Huit chiens ont reçu une fraction neutre par gavage oral à une dose de 0,5 g/kg pendant 4 jours consécutifs et 1,0 g/kg pendant 4 jours consécutifs. Après avoir observé des changements dans la fonction hépatique et rénale, l’ECG et à partir de 5 jours après l’administration, tous les animaux ont été sacrifiés pour un examen histopathologique, tandis que trois chiens ont été observés comme témoins. Les résultats des deux lots d’animaux ont montré qu’aucune toxicité aiguë n’a été observée dans les principaux organes responsables de l’absorption, de la détoxification et de l’excrétion du médicament (foie, estomac, intestin, rein, etc.). Sur la base des expériences antérieures sur les animaux, les essais précliniques ont été réalisés pour assurer la sécurité du médicament dans le corps humain.

1.3.6

Essais humains

Deux essais ont été menés. Dirigés par Youyou Tu, trois chercheurs avec l’approbation de la direction ont lancé le premier essai (connu sous le nom de « Pathfinder ») à l’hôpital Dongzhimen affilié à l’université de médecine chinoise de Beijing, dans lequel la dose initiale était de 0,35 g par patient et ensuite la dose a été successivement augmentée à 0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0 et 5,0 g une fois par jour pendant 7 jours

102

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

consécutifs. Pour être dans les délais pour la saison du paludisme, Youyou Tu, en tant que membre de l’équipe médicale de l’Académie chinoise des sciences médicales dirigée par Dai Shaode, s’est précipitée dans la zone endémique du district de Changjiang à Hainan en août 1972 pour mener des recherches cliniques sur les médicaments. Compte tenu de la flexibilité des régimes cliniques, la dose a été augmentée lors du second essai pour montrer pleinement leur efficacité antipaludique et remporter la première bataille. Un total de cinq patients a reçu le médicament à une dose de 3,0 g/temps deux fois par jour pendant 3 jours consécutifs. L’ECG, la fonction hépatique, la fonction rénale, la radiographie pulmonaire, le sang, l’urine et l’examen des selles ont été effectués avant, pendant et après l’administration, respectivement. Résultats : après l’administration, aucune anomalie n’a été observée dans les analyses de sang et d’urine de routine, et la fonction rénale était dans la plage normale. Aucune anomalie n’a été trouvée dans le test BNU, la radiographie thoracique (–) et l’ECG pendant et après l’administration. Aucun changement significatif n’a été observé dans la tension artérielle. Le fond de l’œil était normal, et il n’y avait pas de changements considérables dans le champ visuel avant et après l’administration. Aucune anomalie n’a été observée quant à la température corporelle et le pouls. Aucun symptôme clinique du système respiratoire, du système urinaire et du système nerveux central n’a été observé. Les effets secondaires étaient des symptômes gastro-intestinaux légers. Deux cas de douleurs abdominales 1 h après l’administration ont été signalés, mais d’une sévérité légère et ont été guéris sans traitement. L’observation de l’expérience de toxicité animale et de l’essai humain a suggéré que : la partie neutre de l’A. annua L. n’a eu aucun effet considérable sur les organes internes, excepté une augmentation légère ou transitoire de l’activité des transaminases hépatiques chez quelques animaux.

1.4

Première étude sur l’efficacité clinique du principe actif dans la fraction neutre de l’Artemisia annua L.

D’août à octobre 1972, onze cas de paludisme tierce, neuf cas de paludisme à P. falciparum et un cas d’infection mixte (tous les cas ont été comptés comme paludisme tierce étant donné que la majorité des cas était des paludismes tierces) choisis parmi les résidents locaux et les migrants dans le district de Changjiang à Hainan ont reçu une capsule neutre, tandis que 4 cas ont reçu de la chloroquine comme témoin. Neuf cas de paludisme à Plasmodium tierce ont également été diagnostiqués au 302 Military Hospital de Chine. Trente cas ont été sélectionnés pour des observations cliniques. Les trois régimes posologiques (3 g/heure, le groupe traité à faible dose a reçu le médicament deux fois par jour, le groupe traité à dose moyenne trois fois par jour et celui traité à forte dose quatre fois par jour) ont été efficaces, parmi lesquels le groupe à forte dose a présenté la plus grande

103

De Artemisia annua L. aux artémisinines

efficacité. Le temps moyen de subsidence de la fièvre était de 19,06 heures pour le paludisme à Plasmodium tierce et de 35,09 heures pour le paludisme à falciparum chez les migrants. Une conversion négative du Plasmodium a été réalisée dans tous les cas, mais le Plasmodium a refait surface chez certains cas dans le court terme. Les résultats d’observation des groupes soumis aux trois protocoles ont démontré que le groupe traité à forte dose présentait un plus faible taux de recrudescence du Plasmodium par rapport au groupe traité à faible dose. Ceci suggère que l’efficacité antipaludique peut être améliorée en procédant à l’épuration des médicaments et en augmentant la dose efficace, ce qui met également en avant de nouvelles exigences pour le travail en laboratoire. Aucun effet indésirable considérable des médicaments sur le tube digestif ainsi que la fonction hépatite et rénale n’a été observé cliniquement. Seuls des patients individuels ont présenté des vomissements ou de la diarrhée. Deux cas avec une augmentation des transaminases au 302 Military Hospital de Chine qui s’est révélée continue, mais qui est revenue à la normale 1 à 2 semaines après l’administration (Tableaux 3.7 et 3.8). Le premier essai a été réalisé avec une extrême prudence. L’administration de la dose a successivement augmenté de faible à élevée (groupes de 3 doses) ; en termes de sélection des sujets, les résidents locaux possédant une meilleure immunité avaient la priorité sur les migrants ; en ce qui concerne les types de paludisme, le paludisme à Plasmodium tierce fut d’abord sélectionné, suivi du paludisme à falciparum. En d’autres termes, l’essai a commencé à partir de la population locale chez des migrants atteints de paludisme à Plasmodium tierce, puis a été réalisé chez la population locale atteinte de paludisme à falciparum, suivie de 5 migrants atteints de paludisme à falciparum, tandis que 4 cas ont reçu de la chloroquine comme témoins. L’effet antipaludique de la fraction neutre extraite de l’A. annua L. a été prouvé chez 21 patients au total. Les résultats ont démontré que la fraction neutre extraite de l’A. annua L. avait une meilleure efficacité que la chloroquine. Comme observé au 302 Military Hospital de Chine, tous les 9 cas de paludisme à Plasmodium tierce ont répondu au traitement. Dans la recherche et le développement de médicaments antipaludiques, l’exploration de l’ingrédient actif dans l’A. annua L. était le problème majeur, bien qu’il ait eu tendance à être un processus. En particulier, en raison du manque de fruits au cours des années, savoir si les modèles pharmacologiques du P. berghei, du P. inui (P. cynomolgi) étaient compatibles avec la manifestation clinique devait être confirmé. Pour cette raison, les résultats d’efficacité de la première étude clinique menée en 1972 ont été d’une importance particulière. La cohérence entre les résultats de laboratoire et les résultats de la pratique clinique a démontré que l’inhibition à 100 % du Plasmodium chez P. berghei et P. inui (P. cynomolgi) était équivalente à 100 % d’efficacité clinique humaine. De manière probante, la relation entre les essais précliniques et l’efficacité clinique était parfaitement parallèle.

104

3 4 5 1 (Population locale) 1 (Population provenant d’une zone à faible paludisme) 1 (Population locale) 1 (Population étrangère) 5 (Population étrangère)

Nombre de cas 2 4 5 1

1 4

4 2,25 2 5

4 1,7

36,20 11,23 19,09 39,50

24,00 35,09

1 1

1

1

Durée moyenne de la Efficacité Temps moyen de conversion négative dans défervescence (h) les plasmodes (jours) Guéris/Cas Efficace/Cas

Durée moyenne de la défervescence (jours)

1,375

Nombre de cas/Cas

9

3,99

Durée moyenne de la conversion négative dans les plasmodes (jours) 8

Guéris/Cas

1

Efficace/Cas

Efficacité

0

Inefficace/Cas

4

1 2 1

Recrudescence (dans les 10 jours)/Cas

2

Recrudescence (dans les 6 -14 jours)/Cas

 Tableau 3.8  Efficacité du paludisme à Plasmodium vivax et du paludisme à falciparum dans le 302 Military Hospital de Chine

27 27 36

18 27 36 18 18

Paludisme tierce

Paludisme à Falciparum

Dose totale (g)

Type de paludisme

 Tableau 3.7  Efficacité du paludisme à Plasmodium vivax et du paludisme à falciparum dans le district de Changjiang à Hainan Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

105

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Le 17 novembre 1972, Youyou Tu a d’abord rapporté le résumé de l’efficacité de 30 cas de paludisme guéris avec l’A. annua L. lors de l’Assemblée générale « 523 » tenue à Beijing, suscitant à nouveau un grand intérêt. Au début de 1973, l’Institute of Chinese Material Medica, Académie chinoise des sciences médicales chinoises a effectué successivement des travaux antipaludiques avec l’A. annua L. sur la base de la réponse aux lettres venant du Yunnan et du Shandong après une consultation approfondie. Par la suite, avec la collaboration de la province de Shandong, l’Institut de recherche de la MTC du Shandong qui a repris le travail de l’Institut des maladies parasitaires du Shandong est devenu le deuxième inventeur (fig. 3.1) et le troisième inventeur l’Institut Yunnan de la matière médicale. En 1975, l’Université de médecine chinoise de Guangzhou qui avait toujours été la principale force responsable du traitement de l’acupuncture contre le paludisme a également abandonné l’acupuncture pour les médicaments afin d’étendre la validation clinique des médicaments de type artémisinine (est devenu plus tard le sixième inventeur).

 Figure 3.1  Une lettre de l’Institut des maladies parasitaires du Shandong.

106

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

 Figure 3.2  Une lettre de l’Institut du Yunnan de la matière médicale.

2

Séparation et purification de l’ingrédient actif (artémisinine) et détermination de son efficacité antipaludique et de sa structure chimique

2.1

Découverte de l’artémisinine

Étant donné que l’A. annua L. récoltée à Beijing avait une qualité médiocre et une teneur limitée en artémisinine, son processus de séparation et d’extraction était relativement complexe. Après une exploration répétée, trois composants cristallographiques ont été isolés avec succès le 8 novembre 1972, à savoir l’Arteannuin A, l’artémisinine et l’Arteannuin B. Après une recherche sur le réactif de développement de couleur approprié et une chromatographie, les valeurs Rf ont été déterminées pour faciliter l’identification initiale. En combinaison avec l’expérience de P. berghei, dans laquelle 100 % de conversion négative du Plasmodium chez le rongeur a été réalisée à une dose de 50 à 100 mg/kg d’artémisinine, le monomère antipaludique actif dans l’A. annua L. s’est avéré être l’artémisinine.

107

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Ses processus de séparation et son effet sur le P. berghei étaient les suivants. L’ingrédient actif neutre dans l’extrait éthéré a été mélangé avec du polyamide, diafiltré avec de l’éthanol à 47 %, puis concentré sous vide. Ensuite, le concentré a été extrait à l’éther, puis purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice et finalement élué avec de l’éther de pétrole, 10 % d’acétate d’éthyle-éther de pétrole et 15 % d’acétate d’éthyle-éther de pétrole en succession pour donner l’huile jaune, orange, l’Arteannuin A, l’artémisinine, l’Arteannuin B, l’huile noire, et d’autres ingrédients, successivement. L’efficacité dans le traitement de P. berghei est démontrée dans le Tableau 3.9. Le processus de séparation était le suivant. La partie neutre de l’extrait d’éther de l’A. annua Mélanger avec du polyamide. 47% de diafiltration à l'éthanol Filtrat d’éthanol Extrait d’éther et concentrer après concentration sous vide Extrait d’éther Gel de silice Chromatographie sur colonne

Résidu d'éthanol (abandonné)

Avec 10% d’acétate d’éthyle et d’éther de pétrole

Élué avec de l’éther de pétrole 1

2

3

4

5

Huile Huile Arteannuin A Artémisinine Huile jaune orange jaune (Les deux sont en cristal blanc aciculaire)

6

Avec 15% d’acétate d’éthyle et d’éther de pétrole 7

Carré blanc Huile cristal noire Arteannuin B

 Tableau 3.9  Titres de différents ingrédients pour le paludisme chez les rongeurs Isolé

Dose (mg/kg)

Tire du paludisme chez le rongeur

Matière grasse jaune Arteannuin A Artémisinine Arteannuin B

300 100 50~100 400

Inefficace Inefficace Tous les plasmodes sont devenus négatifs Inefficace

Les ingrédients séparés ont été testés avec le modèle du P. berghei afin de déterminer leur effet antipaludique. L’artémisinine (pinyin chinois : Qinghaosu) qui avait été isolée et purifiée à partir du principe actif neutre de l’A. Annua L. par l’Institute of Chinese Material Medica, Académie chinoise des sciences médicales en 1972 était le premier monomère

108

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

antipaludique actif dérivé de l’A. annua L. à confirmer son efficacité clinique et à identifier sa structure chimique le plus rapidement possible, le groupe de recherche a consacré tous ses efforts à isoler plus de 100 g d’extraits d’artémisinine pour une utilisation ultérieure. En 1973, les chercheurs se sont rendus dans la zone endémique du district de Changjiang à Hainan avec des capsules de monomère d’artémisinine afin de valider l’efficacité clinique et ont découvert que l’artémisinine était l’ingrédient actif antipaludique de l’A. annua L.

2.2

Recherches sur la sécurité de l’artémisinine et la détermination de l’effet antipaludique clinique

En 1973, afin de gagner du temps pour initier l’observation de l’efficacité clinique, un test de toxicité aiguë a été réalisé, dans lequel un examen histopathologique a été effectué sur les principaux organes tels que le cœur, le foie, la rate, les poumons, les reins et le cerveau. Pendant ce temps, des chercheurs ont essayé les médicaments eux-mêmes pour assurer la sécurité des médicaments à ce moment-là.

2.2.1

Test de toxicité aiguë

Les souris Kunming, d’un poids de 12 à 22 g, dont la moitié était des mâles et l’autre moitié des femelles, étaient incluses. Les souris ont été mises à jeun pendant environ 20 heures avant l’expérience, réparties ensuite au hasard en cinq groupes (n = 10) pour recevoir de l’artémisinine en suspension dans une solution saline de Tween à 1 % par gavage oral. Tous les animaux ont été observés pendant 1 semaine 30 min après l’administration, et tout cas d’empoisonnement et de mort a été enregistré pour calculer la DL50. Les résultats sont présentés dans le Tableau 3.10.  Tableau 3.10  Résultats du test de toxicité aiguë Dose (mg/kg)

Dose logarithmique

Mortalité/Décès

Mortalité (%)

Probit (g)

10 000 7 000 4 900 3 430 2 401

4,000 3,8451 3,6902 3,5353 3,3804

10 8 4 3 0

100 80 60 30 0

7,40 5,84 5,85 4,48 2,60

La DL50 pour le gavage oral a été calculée à 4 721,6 mg/kg avec la méthode des probits simplifiée (pour plus de détails, se référer au chapitre 14, Études pharmacologiques sur l’artémisinine).

109

De Artemisia annua L. aux artémisinines

2.2.2

Effet sur le cœur

a. L’effet sur le cœur des souris : observer l’effet de l’artémisinine et de la chloroquine sur l’ECG de souris saines infectées et non infectées n’ayant pas été anesthésiées. Le groupe infecté a été inoculé par voie intrapéritonéale avec le Plasmodium 1 × 107 1 jour avant l’administration. L’ECG a été retracé avant l’administration et 2 heures après l’administration orale, respectivement. Les résultats ont montré que l’artémisinine ralentissait le rythme cardiaque avec une relation dose-indépendante chez les souris infectées et non infectées et que la différence entre les souris infectées à la dose jusqu’à 2 g/kg était statistiquement considérable par rapport à la pré-administration. b. L’effet sur le cœur des chats : 10 chats au total en bonne santé ont été inclus, dont 7 chats sans anesthésie ont reçu l’artémisinine par gavage oral à des doses de 100 mg/kg (n = 3), 500 mg/kg (n = 3) et 1 600 mg/kg (n = 1). La pression artérielle et l’ECG de 2 à 3 heures ont été enregistrés après l’administration, puis comparés avec ceux avant l’administration. Trois chats anesthésiés à l’uréthane ont reçu de l’artémisinine à la dose de 800 mg/kg. La pression artérielle et l’ECG de 4 heures ont été enregistrés après l’administration et comparés à ceux avant l’administration et l’anesthésie. Les résultats ont montré qu’aucun effet notable n’a été observé dans un groupe de dose, excepté une diminution de la fréquence cardiaque avec une augmentation de la dose, peu importe s’ils étaient anesthésiés ou non.

2.2.3

Effet sur le foie

Les effets sur la fonction hépatique ont été observés chez la souris. L’artémisinine a été administrée par gavage oral pendant 3 jours consécutifs. L’activité de l’ALT a été mesurée au jour 1, 4, 8, 15 et 22, respectivement, après administration et comparée au groupe témoin et à la première mesure dans le même groupe. Résultats : le groupe recevant 800 mg/kg × 3 jours a présenté une augmentation transitoire des transaminases 4 et 8 jours après l’administration, les autres groupes n’ont montré aucun effet considérable (Tableau 3.11).  Tableau 3.11  Effet de l’artémisinine sur la fonction hépatique chez la souris (activité GPT)

Groupe

Dose (mg/kg) Jour 1 après Jour 4 après Jour 8 après Jour 15 après Jour 22 après ×3 jours administration administration administration administration administration

Contrôle Adminis- 100 tration 200 400 800

110

20,4 ± 1,3 17,9 ± 1,4 28,4 ± 2,3 25,5 ± 1,3 21,7 ± 1,6

17,0 ± 2,1 14,2 ± 1,7 16,8 ± 2,5 32,3 ± 7,5 36,9 ± 7,6

28,3 ± 3,7 27,7 ± 3,5 30,8 ± 8,2 23,8 ± 3,3 34,6 ± 3,7

17,3 ± 0,4 16,0 ± 3,9 19,5 ± 1,4

27,9 ± 5,4 36,3 ± 9,3 23,0 ± 3,6 29,1 ± 5,1 23,3 ± 2,8

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

2.2.4

Examen histopathologique

Les souris dont l’activité ALT a été affectée par l’artémisinine dans l’expérience précédente ont été traitées pendant 3 jours et sacrifiées 1 mois plus tard. Leurs tissus cardiaques, hépatiques, pulmonaires, rénaux, cérébraux, de la rate et autres tissus ont été prélevés pour observer les changements pathologiques et histologiques. Un autre groupe de souris a été sacrifié 3 ou 6 jours immédiatement après l’administration, puis des coupes de tissus ont été recueillies. Les résultats ont démontré que l’effet sur les organes et les tissus a débuté à partir d’un groupe de dose de 200 mg/kg × 3 jours, comprenant principalement une dégénérescence albumineuse des cellules hépatiques et une hémorragie cérébrale (Tableau 3.12). Le nombre d’animaux ayant subi des changements a également augmenté avec l’augmentation de la dose. Aucun changement considérable n’a été observé dans les autres organes.  Tableau 3.12  Relations de différentes doses d’artémisinine avec une dégénérescence albumineuse des hépatocytes et une hémorragie cérébrale chez la souris Dégénérescence albumineuse des hépatocytes

Hémorragie cérébrale

Dose de médicament

Nombre d’animaux

Nombre d’animaux

Pourcentage (%)

Nombre d’animaux

Pourcentage (%)

800 mg/kg × 3 jours 400 mg/kg × 3 jours 200 mg/kg × 3 jours 100 mg/kg × 3 jours Contrôle

10 9 10 10 10

10 7 2 0 0

100,0 77,8 20,0 0 0

5 0 1 0 0

50,0 0 10,0 0 0

2.2.5

Observation d’effets toxiques et secondaires dans les essais chez l’homme

Sur la base des expériences précédentes sur les animaux, les chercheurs ont reçu le médicament eux-mêmes afin d’assurer la sécurité du médicament chez les patients. Trois chercheurs ont reçu de l’artémisinine par voie orale à raison de 3,5, 5 et 5 g une fois par jour pendant 3 jours consécutifs. Aucun changement considérable n’a été observé au niveau de l’ECG, de l’EEG, de la fonction hépatique, de la fonction rénale, de la radiographie thoracique, des analyses de sang et d’urine de routine, après l’administration. L’un d’eux a ressenti un engourdissement des membres mais s’est rétabli 12 heures plus tard ; et un autre chercheur a connu une fréquence cardiaque accélérée (112 bpm), mais une fréquence cardiaque normale 30 min plus tard. Les essais de toxicité sur les animaux et les essais sur l’homme ont démontré que l’artémisinine n’avait pas d’effet considérable sur les principaux organes chez l’animal et chez l’homme, excepté une augmentation légère ou transitoire de l’ALT chez

111

De Artemisia annua L. aux artémisinines

quelques animaux ou individus, prouvant ainsi que l’artémisinine provoquait moins d’effets toxiques et secondaires. De septembre à octobre 1973, l’équipe médicale de l’Académie des sciences médicales chinoises, composée de Li Chuanjie, Liu Jufu, etc., s’est rendue à la zone du paludisme endémique du district de Changjiang à Hainan pour la validation clinique. Ils ont d’abord traité les patients avec des comprimés d’artémisinine (la salle de préparation était fermée à l’époque de la révolution culturelle, donc la compression des comprimés a été externalisée). Dans le premier essai, bien que trois patients sur cinq aient répondu, l’efficacité n’était pas idéale. Après une recherche rapide, la désintégration du comprimé s’est avérée être la cause d’une faible efficacité. Les chercheurs ont rapidement changé la formulation de l’artémisinine de comprimés en capsules. Le directeur adjoint, Zhang Guozhen, s’est rendu dans la zone de paludisme endémique dans le district de Changjiang, à Hainan, afin de mener des enquêtes sur l’efficacité. Trois cas traités avec des capsules d’artémisinine à une dose de 3 à 3,5 g ont obtenu une rémission satisfaisante, parmi lesquels tous les Plasmodium ont été détruits rapidement et le temps moyen de conversion négative était de 18,5 heures et le temps moyen de subsidence de la fièvre était de 30 heures. La découverte précédente a prouvé que l’artémisinine était l’ingrédient actif dans l’A. annua L. Le nombre de cas accumulés pour la validation clinique de l’artémisinine par l’Institute of Chinese Material Medica a atteint 529 en 1978 lors de la réunion d’évaluation.

 Figure 3.3  Lettres de la Conférence professionnelle nationale sur la recherche des médicaments contre le paludisme (2 novembre 1973).

112

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

En octobre 1973, le groupe de recherche a communiqué les résultats au Bureau « 523 » à la fin du premier travail clinique sur l’artémisinine. Par la suite, le bureau « 523 » a notifié l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises par lettre le 2 novembre 1973 (fig. 3.3) pour convoquer une réunion nationale de professionnels de la recherche sur les médicaments antipaludiques (y compris la synthèse chimique) et aborder le thème « À la recherche d’un nouveau médicament grâce à la combinaison de la médecine chinoise et occidentale ». Dans ladite lettre, le Bureau « 523 » suggérait notamment que « l’Artemisia annua L. soit un médicament prioritaire afin que les informations pertinentes soient échangées lors de la réunion ». Youyou Tu a élaboré un rapport de synthèse sur demande lors de la réunion. Du 10 au 17 janvier 1974, le séminaire des directeurs des bureaux « 523 » dans diverses régions s’est également tenu à Beijing. Lors de ce séminaire, les travaux de recherche ultérieurs sur l’artémisinine ont été confiés à l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises sous la coordination du Yunnan, du Shandong et d’autres régions. Littéralement investi par le bureau « 523 », l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises a organisé le « Séminaire de recherche sur l’Artemisia annua L. » du 28 février au 1er mars 1974 et a tout d’abord ouvert ses laboratoires impliquant des recherches sur l’artémisinine pour tous les participants tout en offrant une introduction détaillée et des visites des sites, ce qui a ainsi favorisé une collaboration à l’échelle nationale. Avec la participation continue du Sichuan, du Guangxi, du Guangdong et d’autres régions, les données de la réunion d’évaluation sur l’artémisinine en 1978 ont montré que le nombre de participants était supérieur à 40, impliquant 6 555 cas qui avaient été « cliniquement » validés. L’Institute of Chinese Material Medica a achevé le travail global conformément aux dispositions sur l’approbation de nouveaux médicaments et a obtenu le premier Nouveau certificat de médicament (86) le ministère de la Santé n° X-01, depuis la mise en œuvre de l’approbation de nouveaux médicaments en 1986.

2.3

Identification de la structure chimique de l’artémisinine

Le 8 novembre 1972, le groupe de recherche antipaludique de l’Institut of Chinese Material Medica, Académie chinoise des sciences médicales a procédé à l’identification de la structure chimique de l’artémisinine qui était un monomère actif isolé de la fraction principe neutre. L’artémisinine avait une structure cristalline aciculaire, mp : 156 à 157 °C, rotation optique : [a] 17D = + 66,3 (c = 1,64, chloroforme). L’absence d’élément azoté et de doubles liaisons dans sa structure a été confirmée par réaction chimique. Les résultats de l’analyse élémentaire ont démontré que l’élément C représentait 63,72 % et l’élément H 7,86 %. En combinaison avec les quatre données spectrales, sa formule a été déterminée comme C15H22O5, et le poids moléculaire était

113

De Artemisia annua L. aux artémisinines

de 282. La stéréostructure de l’artémisinine, un sesquiterpène lactone, a finalement été déterminée grâce à l’assistance du professeur Lin Qishou (École de pharmacie, École de médecine de Beijing), appartenant à un nouveau type de médicament antipaludique. Lors des études sur les dérivés réalisées en 1973 visant à déterminer les groupes fonctionnels, Youyou Tu et l’équipe de recherche ont constaté que le pic carbonyle disparaissait lorsque l’artémisinine était réduite par le borohydrure de sodium, ce qui confirme ainsi la présence du groupe carbonyle C12 dans sa structure moléculaire. Sur la base des résultats précédents, ils ont d’abord obtenu les dérivés de l’artémisinine, la dihydroartémisinine, avec une formule moléculaire de C15H24O5 et un poids moléculaire de 284. En outre, ils ont essayé d’améliorer la structure moléculaire de la dihydroartémisinine par acétylation. Grâce à l’introduction du groupe carbonyle dans la structure de l’artémisinine, divers dérivés ont été générés afin de jeter les bases de l’analyse des relations structure-activité de l’artémisinine. Lors de la conférence nationale « 523 » tenue dans la province du Henan en 1975, l’Institut of Chinese Medical Medica a rendu compte de la loi de la relation structure-activité, facilitant ainsi le lancement des études sur les dérivés de l’artémisinine en 1976 et 1977. Lors de la détermination de la structure de l’artémisinine comme sesquiterpène lactone en 1973, l’Institut of Chinese Medical Medica dont le souhait était de répondre aux besoins de la tâche industrielle et militaire a envisagé de rechercher une collaboration afin de déterminer sa stéréo-structure dès que possible. Après avoir appris de la littérature que le professeur Liu Zhujin de l’Institut de chimie organique de Shanghai avait une riche expérience dans le composé sesquiterpène, Youyou Tu a contacté l’Institut de chimie organique de Shanghai avec des informations pertinentes et a été accueillie par le camarade Chen Yuqun. En janvier 1974, dans sa lettre de réponse, Chen a accepté qu’une personne soit envoyée par l’Institute of Chinese Medical Medica pour travailler avec l’Institut de Shanghai. En février, le camarade Ni Muyun a été envoyé par l’Institut de la matière médicale chinoise à l’Institut de Shanghai avec un volume important d’informations sur l’artémisinine, la dihydroartémisinine ainsi que des données chromatographiques pertinentes, en coordination avec le camarade Wu Zhaohua dans la salle 1 de l’institut où Weishan est intervenu comme directeur pour mener d’autres recherches sur la base du travail répété à Beijing. Par ailleurs, la coordination avec l’Institut de biophysique de l’Académie chinoise des sciences (le quatrième inventeur) qui a cultivé le cristal désiré et fourni des données pertinentes a été organisée par Youyou Tu à Beijing en 1974. Après que la structure chimique de l’artémisinine a été déterminée avec la méthode de diffraction des rayons X avancée à l’époque et que la configuration absolue a été détectée sur la base des mesures précises de l’intensité de diffusion anormale, la structure chimique de l’artémisinine a été déterminée le 30 novembre 1975. Pour s’assurer de son exactitude, le professeur Liang Xiaotian a été invité par l’Institut of Chinese Medical Medica, Académie chinoise des sciences médicales et l’Institut de biophysique à participer à la discussion et à confirmer sa structure à partir du 14 au 18 janvier 1976 (fig. 3.4). Le 26 janvier 1976, Youyou Tu s’est

114

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

rendue à l’Institut de chimie organique de Shanghai avec le camarade Li Pengfei de l’Institut de biophysique pour faire un rapport sur les progrès de l’identification de la structure de l’artémisinine. Le jour suivant, Li Pengfei a fourni un rapport sur l’identification de la structure chimique de l’artémisinine avec la méthode de diffraction des rayons X, ce qui a été confirmé par les participants, Zhou Weishan, Wu Yulin et Wu Zhaohua, etc. Ensuite, l’Académie chinoise des sciences médicales chinoises a communiqué les résultats au ministère de la Santé. Avec l’approbation du ministère de la Santé, un article intitulé « A Novel Sesquiterpene Lactones– Artemisinin » a été soumis au Chinese Science Bulletin le 20 février 1976 et publié dans le Volume 3 de 1997 et immédiatement inclus par C.A. En tant que mission confidentielle de préparation au combat, « pour éviter la divulgation externe de la production dynamique et médicale de l’étude », l’auteur de l’article était le « Groupe de collaboration sur la structure de l’artémisinine » plutôt que l’Institut of Chinese Material Medica, Académie chinoise des sciences médicales chinoises. En 1975, sur la base de la clarification de la structure de l’artémisinine, l’Institut of Chinese Medical Medica a continué sa coopération (deux autres camarades ont ensuite été envoyés par l’Institut of Chinese Medical Medica pour travailler jusqu’à la fin du projet) avec l’Institut de chimie organique de Shanghai (le cinquième inventeur plus tard) pour mener des recherches plus poussées sur la structure et la réaction de l’artémisinine, et a publié un article intitulé « Structure de configuration absolue de l’Artemisia Annua L et réaction de l’artémisinine » (fig. 3.4) dans Acta Chimica Sinica en mai 1979.

 Figure 3.4  La configuration absolue de l’artémisinine.

Remarques : en raison de la structure moléculaire spéciale du produit d’origine artémisinine, contenant seulement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, il était difficile de déterminer comment l’atome d’oxygène a rejoint le squelette de carbone par des moyens chimiques. Pour cette raison, la diffraction des rayons X a été utilisée pour mesurer la structure moléculaire au début des années 1970, alors que sa configuration absolue était mesurée en utilisant la diffusion anormale d’atomes d’oxygène. Les efforts et la contribution du Groupe de collaboration sur la structure de l’artémisinine de l’Institut de biophysique de l’Académie chinoise des sciences seront décrits dans le présent livre pour exprimer notre respect.

115

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3

Première mesure de la configuration absolue de l’artémisinine avec diffusion anormale de l’atome d’oxygène en Chine

L’artémisinine (formule moléculaire : C15H22O5), qui est un cristal aciculaire incolore, est un ingrédient actif antipaludique, extrait d’un médicament traditionnel chinois, l’A. annua L. Sa structure s’est finalement avérée être un nouveau sesquiterpène lactone avec des groupes oxy par l’Institut of Chinese Medical Medica, Académie des sciences médicales chinoises avec des méthodes chimiques et spectroscopiques. Toutefois, en raison de la structure spéciale de l’artémisinine, il était difficile de déterminer exactement comment l’atome d’oxygène a rejoint le squelette de carbone dans une unité moléculaire reposant uniquement sur les méthodes précédemment décrites. Ainsi, la méthode de diffraction des rayons X a finalement été utilisée pour déterminer la stéréostructure de l’artémisinine. Sur la base des données d’intensité de diffusion anormale, sa configuration absolue a également été établie (fig. 3.5).

 Figure 3.5  La configuration absolue de l’artémisinine.

3.1

Expérience et traitement de données

La morphologie du cristal appartenait au système cristallin orthorhombique après avoir été déterminée par la technique photographique de Weissenberg, avec une réflexion absente de h00, h = 2n + 1 ; 0k0, k = 2n + 1 ; 00l, l = 2n + 1. De ce fait, le groupe d’espace a été déterminé de manière unique en tant que D42-P212121. La densité des cristaux a été mesurée avec la méthode par colonne de liquide de gravité spécifique. Les paramètres cellulaires ont été mesurés avec précision avec des cristaux de 0,17 × 0,17 × 0,42 mm3 sur un diffractomètre automatique à quatre cercles Phillip PW-1100. Lorsque le pic et son avant-plan et son arrière-plan ont été balayés en un temps égal pour recueillir toute l’intensité à angle de balayage θ entre 3 et 68° en utilisant un monochromateur graphite (2θM = 26,6°) CuKα rayonnement (λ = 1,5418) en mode θ–2θ de balayage, à la vitesse de balayage de 0,1° par seconde, 1 553 réflexions indépendantes ont été obtenues, dont le nombre de la réflexion était

116

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

de 254 [I ≤ 3σ (I )], permettant I = σ(I )/2. L’écart-type de l’intensité de diffraction dans les conditions expérimentales de l’auteure a été calculé avec l’équation suivante.

σ 2(I ) = N Peak + N Foreground + N Background +[0,03 × (N Peak − N Foreground − N Background)]2

(3.1)

où N était la valeur de comptage des flacons d’étalonnage. Pendant le processus de collecte des données, la mesure répétée a été effectuée une fois par heure avec une réflexion de 811 (θ = 17,2°) comme référence, pour vérifier la décomposition des cristaux et le mouvement possible. Tout au long de l’expérience, l’artémisinine monocristalline était stable à la diffraction des rayons X. Les paramètres cristallographiques et physiques de l’artémisinine sont énumérés dans le Tableau 3.13.  Tableau 3.13  Paramètres cristallographiques et physiques de l’artémisinine Système de cristal : orthorhombique Groupe d’espace : D24-P212121 Paramètres des cellules : a = 24,077(6) Å, b = 9,443(3), c = 6,356(1), V = 1445,095 Å3, F(000) = 608 Nombre de molécules intracellulaires : Z = 4 Masse moléculaire relative (M.W.) : 282,1472 Point de fusion (m. P.) : 156 à 157 °C Densité mesurée au cours de l’expérience : de = 1,30 g/cm3 Densité calculée : dc = 1,296 g/cm3 Coefficient d’absorption linéaire (CuKα) : m = 8,1023 cm−1 Rotation optique : [a]D17 = +66,3° (c = 1,66, CCl4)

Les données expérimentales ont été corrigées avec le facteur de Lorentz et le facteur de polarisation. Lp = 1sin2θ cos22θM + cos22θ1 + cos22θM (3.2) Après la restauration des données avec le facteur de température et le facteur d’échelle dérivés de la méthode de Wilson, la valeur observée de l’amplitude de la structure |F | et du module de facteur de structure normalisé |E | ont été obtenus. Aucune correction d’absorption n’a été effectuée. La moyenne statistique du mode de facteur de structure normalisé est présentée dans le Tableau 3.14.  Tableau 3.14  Propriétés statistiques du module du facteur de structure normalisé Fraction du facteur de structure normalisé Article





>1

>2

>3

Centre de symétrie Groupe de théorie Centre d’asymétrie Groupe de théorie Artémisinine Valeur observée

0,798

1,000

0,968

0,32

0,05

0,003

0,886

1,000

0,736

0,37

0,02

0,001

0,867

1,025

0,823

0,36

0,03

0,001

117

De Artemisia annua L. aux artémisinines

3.2

Détermination de la structure

En l’absence d’atomes lourds, la structure de la molécule d’artémisinine a été déterminée directement. Avec la méthode d’addition symbolique, le problème de l’angle de phase a été résolu. La réflexion de trois points d’origine spécifiques, d’un énantiomère spécifique, et de sept symboles supplémentaires introduits lors de la dérivation de l’angle de phase (Tableau 3.15).  Tableau 3.15  Un ensemble de réflexions de départ d’angles de phase h

|E |

1901

3,07

870 045

2,74 2,23

1 120

2,73

Fh

π = 2 Origine spécifiée 0 0

210

2,89

π = Énantiomère désigné 2 m

1 220

2,56

n

2 010

2,49

l

2 201

2,27

r

011

2,78

p

2 101

2,67

q

342

3,22

a

(0, p)

(± π2 )

L’angle de phase a été mesuré avec l’équation tangente f. où h, k et h–k—index au point de réflexion ; Φ—angle de phase au point de réflexion. Formule tangente Φk ∼ Φk + Φh-k(3.3)

tan < Φh >

Σ 

Σ |EkEh-k| sin(Φk + Φh-k)

k  |EkEh-k|cos(Φk +Φh-k) k

(3.4)

L’équation (3.3) a été appliquée à partir du point de diffraction de l’ensemble de départ pour obtenir des angles de phase de 101 réflexions indépendantes avec |E | ≥ 1,60. Dans le processus de dérivation, les symboles de lettres supplémentaires ont été introduits comme l’angle de phase de sept points de réflexion pour étendre l’angle de phase, qui ont été déterminés numériquement et uniquement dans le processus

118

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

de mesure de l’angle de phase en retard : m = n = l = 0, r = p = q = π/2 et a∼π/2. À l’aide des sept symboles, les valeurs initiales Φ de 100 angles de phase de réflexion ont été calculées (Tableau 3.16). En substituant cet ensemble d’angles de phase dans l’équation (3.4), la convergence de s’est produite après 17 corrections itératives, comme le montre le Tableau 3.16, qui peut être comparée à l’angle de phase final (Φc) dont la structure a été affinée par le moindre carré.  Tableau 3.16  Les valeurs |E|, Φ, et Φh de 100 points de réflexion et leurs angles de phase (Φc ) après affinement de la structure Type pair-pair-pair

Type pair-pair-impair

hkl

|E |

F

Fc

hkl

|E |

F

Fc

1 220 1 060 002 1 020 402 2 200 242 600 244 644 680 260 620 2 000

2,56 2,46 2,39 2,20 2,20 2,13 2,09 1,95 1,92 1,88 1,87 1,86 1,77 1,69

0 180 180 180 0 180 90 180 270 0 180 0 0 180

0 180 180 180 0 180 88 0 262 345 180 0 0 180

0 180 180 180 0 180 61 0 234 341 180 0 0 0

1 021 2 201 045 203 041 201 423 825 1 643 1 205 1 605 403 463 861 245 2 001 2 203

2,52 2,27 2,23 2,18 2,13 2,07 2,05 1,96 1,86 1,80 1,80 1,79 1,79 1,72 1,70 1,62 1,60

180 90 0 90 180 270 180 180 180 90 270 90 180 180 90 270 270

136 90 0 90 180 270 157 170 170 90 270 272 153 244 164 270 270

156 270 0 90 180 270 169 147 184 90 270 90 116 257 75 270 90

Type pair-impair-pair

Type pair-impair-impair

hkl

|E |

F

Fc

hkl

|E |

F

Fc

210 870 212 2010 032 2210 1212 1272 034 654

2,89 2,74 2,53 2,49 2,16 2,02 1,82 1,72 1,72 1,66

0 0 180 0 90 180 0 0 270 0

0 0 166 0 90 180 53 325 270 27

0 0 144 0 90 0 10 325 270 23

011 1 031 1 231 211 235 1 033 1 415 413 013 213 1 233 435

2,78 2,68 2,58 2,34 2,22 2,03 1,84 1,78 1,76 1,73 1,71 1,61

90 180 180 0 180 0 90 90 270 180 0 180

90 197 146 356 165 22 121 56 270 146 316 231

90 212 152 41 169 37 79 52 270 190 318 231

(Suite en page suivante)

119

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 3.16  suite Type pair-impair-pair

Type impair-pair-impair

hkl

|E |

F

Fc

hkl

|E |

F

Fc

754 534 1 134 154 184 934 1 354 952 932 570 1 154

2,98 2,22 2,14 1,94 1,88 1,76 1,75 1,72 1,70 1,68 1,67

270 90 270 90 270 270 180 180 90 90 90

213 128 262 136 221 266 198 199 96 270 106

196 130 276 145 205 298 147 154 111 270 82

1 901 2 101 125 523 165 1 168 705 701 961 1 543 1 505 1 305 1 343 525 1 161

3,07 2,67 2,27 2,07 2,06 2,00 1,99 1,97 1,96 1,87 1,85 1,79 1,75 1,75 1,66

90 90 90 90 270 270 90 270 270 270 270 90 90 270 90

90 90 122 114 247 203 90 270 270 230 270 90 13 16 30

90 90 125 122 288 211 90 270 249 314 270 90 0 6 315

Type impair-pair-pair

Type impair-impair-pair

hkl

|E |

F

Fc

hkl

|E |

F

Fc

342 1 120 1 162 744 944 924 720 1 702 1 502 544 580 1 524

8,22 2,73 2,51 2,36 2,28 2,24 1,98 1,79 1,78 1,70 1,60 160

90 90 270 90 90 270 270 180 0 270 90 270

98 90 185 79 63 289 270 180 358 218 90 330

76 90 180 109 52 299 270 180 180 199 90 339

1 711 1 171 311 155 771 933 1 911 1 951 1 813

2,60 2,15 2,04 1,96 1,87 1,78 1,70 1,65 1,62

270 270 270 90 90 0 270 90 270

287 271 318 120 110 351 243 90 289

308 259 345 128 103 121 270 85 259

La figure E a été dérivée de plus de 100 réflexions indépendantes avec |E | ≥ 1,60 par la synthèse de Fourier. Le diagramme de chevauchement de la figure E suivant la direction C est représenté dans la Figure 3.6. Comme 18 pics séparés avec une valeur supérieure à 140 (dans n’importe quelle proportion) ont été illustrés dans la Figure E, les coordonnées de 17 atomes non hydrogènes ont été obtenues en considérant les informations chimiques, et les trois atomes restants dans la molécule étaient également illustrés dans la Figure E. Dans la Figure 3.6, le pseudo-pic est indiqué en noir et blanc.

120

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

 Figure 3.6  E Congruence graphique dans la direction C.

 Figure 3.7  La congruence de la densité des nuages d’électrons des molécules d’artémisinine dans la direction C.

La fonction de densité de nuages d’électrons ρ1 (xyz) de 17 atomes dérivés de la Figure E a été calculée indépendamment des catégories (provisoirement considérées comme des atomes de carbone). À l’aide de la carte ρ1 (xyz), non seulement la sélection précise de 17 atomes indépendants a été confirmée, mais les coordonnées des 3 atomes restants ont également été obtenues. Lorsque le second tour de la fonction de densité de nuages d’électrons, ρ2 (xyz), a été calculé avec 20 atomes, le facteur de fiabilité  R était de 0,3273. Sur la base du chevauchement du pic et de la forme du pic dans la Figure ρ2 (xyz), 15 atomes de carbone et 5 atomes d’oxygène ont été identifiés en référence à l’information chimique. Ainsi, le troisième tour de la

121

De Artemisia annua L. aux artémisinines

fonction de densité de nuages d’électrons, ρ3 (xyz) a été calculé tandis que le facteur R a été réduit à 0,2202. La Figure 3.6 montre le diagramme de chevauchement de la Figure E selon la direction C. Le schéma ρ3 (xyz) révèle la structure chimique de la molécule d’artémisinine ainsi que la répartition spatiale des atomes de carbone et d’oxygène. La Figure 3.7 montre le diagramme de chevauchement de l’intensité des nuages d’électrons de la molécule d’artémisinine le long de la direction C.

3.3

Modification de la structure

Nous avons développé un programme informatique pour l’affinement des moindres carrés par la matrice dense de la structure par laquelle la structure de l’artémisinine a été modifiée. 1 553 réflexions indépendantes au total ont été affinées. Les facteurs de diffusion des atomes de carbone et d’oxygène énumérés par Cromer et Waber ont été employés, et les données de l’atome d’hydrogène ont été dérivées des facteurs de diffusion donnés par Eiland et Pepinsky. Sur la base de l’affinement des coordonnées de 20 atomes autres que l’hydrogène, des facteurs d’échelle et du facteur de température moyen du cristal entier, le mouvement thermique des atomes a été affiné, y compris le facteur de température isotrope et anisotrope, et le facteur R réduit à 0,1129. Le programme de pondération suivant a été sélectionné : où |F0| > 16, W = 1 |F0| ; autrement W = 1. Après un autre cycle de correction des moindres carrés de la matrice dense pondérée, le facteur R était de 0,1070. Sur cette base, la fonction de différence de densité électronique a été calculée. La Figure 3.8 montre le diagramme de chevauchement de la différence de densité électronique. Soutenu par la carte de différence, l’emplacement de tous les atomes

 Figure 3.8  La densité différentielle des nuages d’électrons dans la direction C montre la congruence de la localisation des atomes d’hydrogène.

122

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

d’hydrogène dans la molécule a été identifié grâce à la connaissance en chimie structurale. Les coordonnées des atomes d’hydrogène ont été ajustées en fonction de l’angle tétraédrique de l’atome de carbone, de la longueur de la liaison carbonehydrogène et d’autres connaissances en chimie structurale. Les coordonnées et les paramètres de mouvement thermique des atomes dans la molécule d’artémisinine sont présentés dans les Tableaux 3.17 et 3.18.  Tableau 3.17  Coordonnées des atomes de carbone et d’oxygène (×104) et de leurs paramètres isotropes et anisotropes du mouvement thermique x/a 3988(3) 3421(3) 2973(3) 2981(2) 3498(2) 3951(2) 3864(2) 4840(2) 4956(3) 4417(3) 3514(3) 3508(2) 1988(3) 1529(4) 277(8) 4823(2) 4469(2) 4317(2) 3782(2) 1649(2)

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 O1 O2 O3 O4 O5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 O1 O2 O3 O4 O5

y/b 3963(6) 4693(7) 3667(9) 2371(8) 1608(6) 2618(6) 2933(7) 3294(7) 4355(7) 5032(7) 222(7) 508(7) 849(8) 4104(8) 1695(8) 1892(4) 1857(4) 3587(5) 1701(5) 885(6)

z/c 7582(10) 7258(11) 6620(11) 8054(11) 8096(9) 8881(8) 1218(9) 1165(11) 9405(12) 8492(11) 9393(9) 1729(8) 3779(13) 646(15) 7079(13) 437(8) 8539(8) 2165(6) 2487(7) 807(8)

b11

b22

b33

b12

b23

b13

17(2) 18(2) 18(2) 15(2) 12(2) 18(2) 16(2) 16(2) 16(2) 26(2) 15(2) 11(2) 22(2) 32(2) 18(2) 15(1) 18(1) 19(1) 20(2) 27(2)

24(11) 120(14) 165(15) 181(16) 114(13) 108(12) 158(14) 101(13) 131(13) 149(14) 144(14) 94(12) 127(16) 150(16) 173(18) 107(8) 122(9) 117(8) 139(11) 170(12)

185(24) 201(28) 264(3) 254(30) 128(21) 105(20) 118(22) 236(28) 340(34) 266(30) 172(26) 115(24) 215(35) 369(40) 425(42) 258(20) 193(16) 146(15) 96(15) 292(23)

19(10) –2(12) 0(12) –11(12) 1(10) –2(9) –23(10) 4(11) –2(10) –88(12) 5(11) 21(10) 10(13) –6(15) 21(13) 12(7) 2(7) –7(7) –2(9) 10(9)

–34(33) –6(40) –86(44) –144(42) –41(85) 18(31) –60(34) 1(40) –57(45) –16(42) –91(39) 58(37) 23(48) –126(52) –209(54) –32(27) –38(24) 27(23) 14(26) –77(34)

–6(14) 7(15) 17(17) 13(25) 21(13) –9(12) 6(13) –17(15) –19(16) –25(16) 9(15) –8(18) 22(19) –9(22) –15(19) –14(10) –16(9) –16(9) 21(9) 35(13)

123

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 3.18  Coordonnées de l’atome d’hydrogène (×104)

H1 H2 H3 H′3 H4 H′4 H5 H7 H9 H′9 H10 H′10 H11 H13 H′13 H″13 H14 H′14 H″14 H15 H′15 H″15

x/a

y/b

z/c

4142 1704 3143 2567 2841 2656 3610 3570 149 4800 469 770 1080 2100 1750 2266 1500 1900 1205 650 234 200

3681 4844 3280 4090 2771 1718 1450 3775 1195 200 4375 4400 222 550 1718 781 4600 3500 3400 1800 750 2600

6056 3593 5171 6415 9596 7593 6473 1275 1900 4995 2281 4631 3980 2240 3750 4700 9150 625 1100 7954 6250 6200

En supposant que la moyenne des paramètres thermiques isotropes dans toutes les directions était de 3,56 pour tous les atomes autres que l’hydrogène dans les cristaux où les atomes d’hydrogène liés au carbone étaient affinés par le moindre carré, et la moyenne des paramètres thermiques isotropes dans toutes les directions était de 5,20 si les paramètres thermiques des atomes d’hydrogène du méthyle étaient des atomes de carbone de trois groupes méthyle, les résultats du facteur de structure de l’artémisinine ont été calculés : R = 0,085, R valeur observée = 0,0745.

3.4

Détermination de la configuration absolue

La configuration absolue de l’artémisinine a été déterminée en fonction de l’affinement de sa structure cristalline. L’intensité de réflexion des paires de Bijvoet sensibles aux énantiomères a été mesurée directement à partir des équations (3.5) et (3.6) :

124



B = QH − 112(QH + 1)

(3.5)



QH = |Fhkl| / |Fhkl|

(3.6)

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

Les valeurs de ∆f  ′ et ∆f  ″ dans l’expérience B ont été calculées sur la base des paramètres structuraux de la molécule d’artémisinine et de la diffusion anormale d’atomes de carbone et d’oxygène. Et la théorie B a été calculée. Si les symboles entre l’expérience B et la théorie B correspondaient, la configuration absolue était le modèle de structure proposé de la molécule basé sur la fonction de densité de nuages d’électrons, et si les symboles étaient opposés, la configuration absolue était le miroir du modèle de structure. En raison de l’effet de diffusion anormal plus faible des atomes légers, l’effet de l’absorption doit être pris en compte. Une paire d’absorption voisine des grandes paires de Bijvoet a été sélectionnée pour corriger de manière relative l’effet d’absorption. Le rapport de Bijvoet corrigé a été exprimé comme BA [Éq. (3.7)] :

BA = QH1QH2-112QH1QH2+1

(3.7)

où le ratio QH1—entre les valeurs |F | des paires majeures de Bijvoet ; le ratio QH2— entre les valeurs |F | de la paire d’absorption voisine. Nous avons choisi ceux avec la théorie B ≥ 0,006 et l’intensité appropriée de toutes les paires de Bijvoet et 15 paires voisines de Bijvoet pour collecter des données d’intensité de réflexion très précises. Les mesures des réflexions hkl et hkl ont été répétées alternativement pendant la collecte des données et le nombre cumulé de pics répondait à certaines exigences, à savoir la probabilité était de 90 % lorsque l’erreur relative de la fluctuation était de 0,8 %, de sorte que la valeur de comptage cumulative N puisse être estimée selon l’équation (3.8) : 0.008(N Peak − N Background) ~ ±1.655N Peak + N Background (3.8) Les conditions expérimentales pour la collecte d’intensité : mode de balayage : θ  ∼  2θ, balayage avec : 1,5°, vitesse de balayage : 0,02°/s, taille du cristal : 0,33 × 0,21 × 0,66 mm3. La moyenne arithmétique et l’écart-type de chaque intensité de réflexion sont énumérés dans le Tableau 3.19. La formule de calcul de l’écart-type (3.9) :

s = Σni = 1(Ii-I )2 / n(n −1)12

(3.9)

où I — moyenne de multiples mesures ; Ii — la i-ème mesure ; n — nombre de mesures. L’expérience B, l’expérience BA et la théorie B de toute la réflexion sont présentées dans le Tableau 3.20. Comme le montre le Tableau 3.20, à l’exception de deux symboles (651, 251) l’expérience B qui correspondaient à ceux de la théorie B dans la réflexion 15 avant la correction d’absorption, tous les symboles entre eux étaient opposés ; après correction d’absorption, excepté le symbole d’une seule réflexion (543) dans l’expérience BA qui correspondait à celui de la théorie B, tous les symboles entre eux étaient opposés. On peut donc conclure que la configuration absolue de la molécule était une image miroir du modèle de structure obtenu à partir de la carte de densité électronique, comme le montre la Figure 3.9.

125

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 3.19  Forces et écarts-types de tous les points de réflexion hkl

n

s(I )

s(I )/

hkl

n

s(I )

s(I )/

621 621 421 421 641 641 541 541 841 751 751 113 113 013 013 813 813 913 913 1223 1228 1323 1823 543 543 643 643 1043 1043 943

9 203 8 956 107 561 108 201 6 876 7 256 52 159 52 908 18 391 5 265 5 459 11 378 11 741 149 948 152 380 17 317 17 637 14 483 14 420 6 764 6 871 17 378 17 418 8 373 8 683 1 201 1 385 8 348 8 490 14 827

8 8 3 3 6 6 2 2 5 12 12 5 5 3 3 4 4 3 3 10 10 3 3 8 8 12 12 6 6 4

52,09 62,05 247 65,24 46,84 45,30 157 243 45,67 31,68 28,56 79,90 39,19 326 296 98,19 51,72 119,8 73,30 28,38 42,66 88,15 57,59 30,80 50,85 15,33 16,20 45,99 37,96 92,09

0,006 0,007 0,002 0,001 0,007 0,006 0,003 0,005 0,002 0,006 0,005 0,007 0,003 0,002 0,002 0,006 0,003 0,008 0,005 0,004 0,006 0,005 0,003 0,004 0,006 0,013 0,012 0,006 0,005 0,006

841 741 741 251 251 151 151 651 651 943 653 653 553 553 514 514 414 414 424 424 224 224 234 234 034 034 634 634 534 534

18 543 64 186 63 329 11 915 12 155 16 615 17 147 3 809 3 883 14 909 4 168 4 304 2 938 2 963 11 519 11 702 16 836 16 993 8 733 9 159 15 016 14 858 19 296 19 706 27 222 27 306 3 709 3 836 36 357 36 701

5 4 4 6 6 5 5 18 18 4 12 12 12 12 4 4 5 5 6 6 7 7 3 3 3 3 8 8 5 5

72,72 186,8 76,61 66,25 60,30 65,11 52,87 26,26 18,40 48,07 28,49 24,63 22,76 21,81 104,2 91,52 73,99 74,26 45,60 39,48 67,07 73,65 162,8 34,85 72,88 193,7 22,64 15,22 120,3 61,22

0,004 0,003 0,001 0,006 0,005 0,004 0,003 0,007 0,005 0,003 0,007 0,006 0,008 0,007 0,009 0,008 0,004 0,004 0,005 0,004 0,004 0,005 0,008 0,002 0,003 0,007 0,006 0,004 0,003 0,002

 Tableau 3.20  Expérience B, expérience BA et théorie B de chaque point de réflexion

126

hkl

Expérience B Expérience BA Théorie B hkl

Expérience B Expérience BA Théorie B

621 641 841 251 651 113 813 1 223

0,014 −0,027 −0,004 −0,010 −0,010 −0,016 −0,009 −0,008

−0,018 −0,008 −0,016 −0,008 −0,024 −0,011 −0,017

0,016 −0,020 −0,011 0,006 0,008 −0,008 −0,011 −0,007

−0,006 0,016 0,008 −0,006 −0,011 0,016 0,007 0,010

543 1 043 653 514 424 234 634

0,053 −0,006 −0,012 −0,003 −0,029 −0,009 −0,012

0,008 0,008 0,009 0,009 0,011 0,008 0,011

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

 Figure 3.9  Le scénographe de la molécule d’artémisinine.

De plus, la conclusion susmentionnée était corroborée par la correction d’absorption. L’indication d’erreur de réflexion 543 a été provoquée par une erreur expérimentale de son absorption voisine paire 643. Le tableau 3.19 montre que la paire 643 a la puissance de réflexion la plus faible et l’écart-type maximal (plus de 1 %), de sorte qu’une grande erreur d’absorption est utilisée pour corriger l’absorption de la paire 543, supplantant ainsi l’effet de diffusion anormal.

Discussion La figure 3.9 montre quatre cycles liés de douze atomes de carbone avec cinq atomes d’oxygène dans la molécule d’artémisinine : Anneaux A, B (C6, C7, O3, C8, C9, C10 et C1), C (C6, C7, O2, C8, O1 et O2), et D, dont l’anneau A est un cyclohexane en combinaison chaise. L’anneau D est un δ- lactone, une combinaison chaise déformée, les anneaux B et C sont des oxétanes saturés. Sur la base de paramètres structuraux mesurés par diffraction des rayons X, A/D, A/B et C/D sont liés en configuration cis, à l’exception des anneaux D et B qui sont liés en configuration trans. Aucune liaison hydrogène intramoléculaires et intermoléculaire. La longueur et les angles de liaison ainsi que l’accumulation de molécules dans les cristaux sont représentés dans les Figures 3.10 à 3.12. La longueur et l’angle de liaison associés à l’atome d’hydrogène sont énumérés dans les Tableaux 3.21 et 3.22. Comme le montre la figure 3.10, la longueur de deux liaisons simples C-C (C1-C10 et C10-C9) est légèrement supérieure à la normale, la distance intermoléculaire étant la plus proche de la structure cristalline (fig. 3.12). Cela peut être expliqué par l’interaction entre les molécules adjacentes dans les cristaux, ce qui entraîne la variation des longueurs de liaison.

127

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Tableau 3.21  Longueurs de liaison liées à l’atome d’hydrogène Liaison

Longueur de la liaison (Å) Liaison

Longueur de la liaison (Å)

C1-H1 C2-H2 C3-H3 C3-H′3 C4-H4 C4-H′4 C5-H5 C7-H7 C9-H9 C9-H′9 C10-H10

1,08 1,01 1,08 1,06 1,08 0,95 1,08 1,07 1,09 1,06 1,00

1,01 1,10 1,10 1,02 0,99 1,07 1,06 1,07 1,06 1,04 1,04

C10-H′10 C11-H11 C13-H13 C13-H′13 C13-H″13 C14-H14 C14-H′14 C14-H″14 C15-H15 C15-H′15 C15-H″15

 Tableau 3.22  Angles de liaison liés à l’atome d’hydrogène

128

Angle de liaison

Degré (°)

Angle de liaison

Degré (°)

H1C1C2 H1C1C6 H1C1C10 H2C2C1 H2C2C3 H2C2C14 H3C3C2 H3C3C4 H3C3H3 H′3C3C2 H′3C3C4 H4C4C3 H4C4C5 H4C4H′4 H′4C4C3 H′4C4C5 H5C5C4 H5C5C6 H5C5C11 H7C7C6 H7C7C3 H7C7C4 H9C9C8 H9C9C10 H9C9H′9 H′9C9C8 H9C9C10

107,4 108,4 105,8 110,5 107,5 105,9 100,6 105,8 110,8 116,8 108,5 106,6 109,5 110,8 112,5 108,7 105,7 102,9 113,4 105,7 100,4 115,8 109,6 105,6 113,7 109,4 106,8

H10C10C1 H10C10C9 H10C10H′10 H′10C10C1 H′10C10C9 H11C11C5 H11C11C12 H11C11C13 H13C13H11 H13C13H′13 H13C13H″13 H′13Cl3H″13 H′13Cl3C11 H″13C13C11 H14C14C2 Hl4C14H′14 H14C14H″14 H′14C14C2 h″14C14C2 H′14C14H″14 H15C15H′5 H15C15C8 H′15C15C8 H15C15H″15 H″15C15C8 H′15C15H″15

104,9 107,4 112,8 108,7 108,7 102,7 108,6 108,7 108,5 110,5 103,9 115,5 106,8 112,7 106,6 110,6 118,4 106,9 109,7 105,6 115,7 101,5 108,4 111,4 105,7 114,5

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

L’anneau C à six chaînons constitué de ponts oxygène et peroxyde contenus dans la structure moléculaire de l’artémisinine était rarement visible, tandis que l’anneau à six chaînons similaire n’existait que dans le 3-isopropyl-6, 6-diméthyl-5-(1-naphtylamino)-1, 2, 4-trioxane. En ce qui concerne certains composés hétérocycliques contenant un groupe peroxyde et des ponts oxygène, les longueurs et les angles de liaison ont été comparés (Tableau 3.23). Les cinq premières liaisons peroxy forment un anneau, tandis que les quatre dernières liaisons peroxyde ne forment pas d’anneau. Ainsi, la liaison O-O dans l’artémisinine était dans la plage normale. En outre, les angles de liaison entre C6-O2-O1 et C8-O1-O2 dans l’artémisinine étaient de 111,1 et 107,5°, respectivement, similaires aux angles de liaison dans les composés de triacétone triperoxyde.

 Tableau 3.23  Comparaisons des longueurs de liaison et des angles de certains composés Composé

Longueur de liaison O-O (Å)

Artémisinine Peroxyde de cyclohexanone dimère Peroxyde de cycloheptanone dimère Peroxyde de cyclooctanone dimère Peroxyde d’acétone trimère 1,1-dihydroperoxy cyclohexanyl-peroxyde-1,1 1,1′-Dihydroperoxy cyclododécanyl-peroxyde-1,1′ 1,1-Dihydroperoxy cyclododécane

1,478(6) 1,482(2) 1,472(3) 1,474(2) 1,483(2) 1,477(4) 1,474(3) 1,462 1,467 1,445

ABP

 Figure 3.10  La longueur de liaison C-O de la molécule d’artémisinine.

129

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 3.11  L’angle de liaison C-O de la molécule d’artémisinine.

 Figure 3.12  Le tracé empilé des molécules d’artémisinine dans le cristal.

130

Chapitre 3. Recherche sur l’Artemisia annua L. pour le traitement du paludisme

Toutefois, il convient de mentionner que l’angle dièdre entre C-O-O-C de −47,4° (angle dièdre de configuration absolue était de 47,4°) dans l’artémisinine était inférieur à celui de l’anneau hétérocyclique normal. Cela peut être dû au fait que le pont peroxyde était un anneau à six chaînons formé par deux atomes de carbone tertiaires C6 et C8 fixés à la structure squelettique entière de la molécule. C-O les liaisons sur l’anneau C ont été divisées en deux types : l’un était formé par un pont oxygène et l’autre par un pont peroxyde. Toutefois, la moyenne de quatre liaisons C-O était de 1,423 indépendamment du type de formation, ce qui correspondait à la longueur de liaison de C-O dans un anneau hétérocyclique saturé (1,426 ± 0,005). Le phénomène mentionné ci-dessus peut également être observé dans la structure de Phragmalin. Néanmoins, cinq atomes d’oxygène ont été attribués sur un côté de la molécule d’artémisinine, et il y avait une chaîne carbone-oxygène, O5-C12O4-C7-O3C8-O1-O2-C6, similaire à la « chaîne d’éther » de O5, dont la longueur de la liaison carbone-oxygène de C12-O4 était courte-longue-courte-longue-courte dans l’ordre et intermédiaire entre les liaisons simples et doubles normales. Peut-être que la seule paire d’électrons qui n’était pas limitée à l’intérieur de chaque atome d’oxygène a connu des variations dans les types de liaisons. Cela a permis de stabiliser toute la molécule, ce qui correspondait à la stabilité à la chaleur et à la lumière manifestée par les molécules d’artémisinine ou les cristaux. Il s’agissait d’une chaîne de carbone et d’oxygène similaire à la « chaîne d’éther », qui pourrait être le site avec une performance spécifique dans la molécule d’artémisinine.

131

Chapitre 4 Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L. Au début des années 1970, le groupe de recherche de l’Institute of Chinese Medical Medica de l’Académie chinoise des sciences médicales dirigé par Youyou Tu a mené des études systématiques sur les composants chimiques de l’Artemisia annua L. Parmi les 17 composés (y compris l’artémisinine) isolés à partir de l’A. annua L. (pour la structure chimique, voir fig. 2.42) (à l’exclusion de l’analyse par chromatographie en phase gazeuse des huiles volatiles), six étaient des sesquiterpènes oxygénés avec une structure unique rarement rencontrée dans la nature [1-8]. La nouvelle structure et l’efficacité exceptionnelle de l’artémisinine ont suscité un grand intérêt dans la composition chimique de l’A. annua L., tant sur le plan national qu’à l’étranger. Jusqu’à présent, plus de 200 composés ont été isolés. Par ailleurs, les recherches sur les composants volatils de l’A. annua L. par chromatographie en phase gazeuse ont également été rapportées. Une excellente revue de la phytochimie de l’Artemisia annua L. a été publiée en 2010 dans la revue à accès libre Molecules. L’article de Geoffrey D. Brown, intitulé « La biosynthèse de l’artémisinine (Qinghaosu) et la phytochimie de l’Artemisia annua L. (Qinghao) », a examiné près de 600 composés au total et appartenait au numéro spécial Artemisinin (Qinghaosu) : Numéro commémoratif en l’honneur de la professeure Youyou Tu à l’occasion de son 80e anniversaire. La composition chimique de l’A. annua L. est désormais résumée comme suit.

133

De Artemisia annua L. aux artémisinines

1

Terpénoïdes

Les terpénoïdes sont un composant biologiquement actif important de la médecine naturelle, qui se caractérise par un squelette variable, une énorme quantité et une activité biologique étendue. C’est l’un des principaux composés physiologiquement actifs dans la phytothérapie chinoise et largement distribué dans la nature. Du point de vue de la structure chimique, son squelette est généralement constitué de cinq unités de carbone, dont la plupart sont des dérivés de polyisoprène ou d’isoprène. Les terpénoïdes sont souvent classés en monoterpènes, sesquiterpènes, diterpènes, etc. selon le nombre d’unités d’isoprène dans la structure moléculaire, et divisés en chaînes monocycliques, bicycliques, tricycliques, tétracycliques et autres terpènes en fonction de l’absence ou de la présence et du nombre de cycles carbonés dans la structure moléculaire des terpènes, tels que le diterpène en chaîne, le diterpène monocyclique, le diterpène bicyclique, le diterpénoïde tricyclique et le diterpène tétracyclique. La plupart des terpénoïdes sont des dérivés oxygénés, qui peuvent être divisés en alcools, en aldéhydes, en cétones, en acides carboxyliques, en esters, en glycosides, etc. L’artémisinine est l’un des terpénoïdes typiques de la médecine chinoise-A. annua L. qui a suscité beaucoup d’intérêt dans le monde de la recherche. Environ 84 terpénoïdes ont été isolés, y compris le monoterpène, les sesquiterpènes, les diterpènes et les triterpénoïdes, et d’autres types.

1.1

Composés sesquiterpènes

Des chercheurs nationaux et étrangers ont mené des recherches approfondies sur les composés de sesquiterpènes à base d’artémisinine qui sont la partie la plus active de l’A. annua L. Il existe environ 61 composés de sesquiterpènes isolés à ce jour (Tableau 4.1 et fig. 4.1).  Tableau 4.1  Sesquiterpénoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L.

134

N°

Composé

Partie de la plante Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

8[7→6]-Abeoamorphane, 3α-hydroxy-4α,5α-époxy-7-oxo Acide abscisique Ester méthylique d’acide abscisique Amorphan-acide oïque-12,4α,5α-époxy-6α-hydroxy Amorphan-12-ol, 4α,5α-époxy-6α-hydroxy L’acide annuique, nor L’ester formylique de l’acide annuique, nor Annulide Annulide, iso Acide artéannuique (acide artémisinique) Acide artéannuique, 6,7-déhydro Acide artéannuique, 11(R)-dihydro Acide artéannuique, époxy Acide artéannuique, époxy-dihydro

Graine Partie aérienne Partie aérienne Graine Graine Partie aérienne Graine Partie aérienne Feuille Feuille Feuille Fleur Herbe Graine

[9] [10] [10] [9] [9] [11] [9] [12] [12] [4,5] [13] [14] [15] [9]

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

 Tableau 4.1  suite N°

Composé

Partie de la plante Références

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Ester méthylique d’acide artéannuique Alcool artéannuique Artéannuine A Artéannuine B Artéannuine B, déoxy Artéannuine B, dihydro-déoxy Artéannuine B, épi-déoxy Artéannuine B, dihydro Artéannuine B, dihydro-épi-déoxy Artéannuine C Artéannuine D Artéannuine E Artéannuine F (artémisilactone) Artéannuine G Artéannuine H Artéannuine I Artéannuine J Artéannuine K Artéannuine L Artéannuine M Artéannuine N Artéannuine O Artemisia dihydroxycadinolide Artémisinine Artémisinine (Qinghaosu) Artémisinine, déhydro (artémisitène) Artémisinine, désoxy (hydroartémisinine) Artémisinol Cadina-4-en-11-ol,3-iso-butyryl Cadina-4-ène, 3α,7α-dihydroxy Cadina-4-ène, 3α,7α-dihydroxy,3-acétate(amorpha-4-ene,3α, 7α-dihydroxy, 3-acétate) Cadina-4 (15), 11-diène-9-one Cadina-4 (7), 11-diène-12-al Cedrane, 3α,15-dihydroxy Cyclohexane,lα-aldéhyde-2β-[3-butanone]-3α-méthyl-6β[2-acide propénoïque] (artemisia secocadinane) Cyclohexane,lα-aldéhyde-2β-[3-butanone]-3α-méthyl-6β[2-acide propanoïque] Cyclohexane,1-oxo-2β-[3-butanone]-3α-méthyl-6β-[2-ester formylique de propanol] Cyclohexane,1-oxo-2β-[3-butanone]-3α-méthyl-6β-[2-acide propanoïque] Eudesma-4 (15), 11-diène Eudesma-4(15),11-diène,5α-hydroperoxy Eudesma-4(15),11-diène,5α-hydroxy Eudesma-4(15),5(6)-diène, 1β-hydroxy Eudesma-4(15),7(8)-diène, 1β-hydroxy Eudesma-4(15)-ène,lβ,6α-dihydroxy Germacrane-4(15), 5E,10(14)-triène, 1β-hydroxy (+)-Nortaylorione Oplopan-4-acide oïque, 15-nor-10-hydroxy

Herbe Racine Feuille Feuille Herbe Herbe Herbe Feuille Partie aérienne Partie aérienne Feuille Feuille Partie aérienne Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Partie aérienne Herbe Feuille Partie aérienne Feuille Herbe Partie aérienne Feuille Graine

[16] [10] [3,5] [1, 3, 5, 17, 18] [18] [18] [19] [20] [21] [22] [5,6] [5,6] [23] [24] [20] [20] [20] [20,25] [20,25] [20,25] [20] [25] [26] [10] [1, 2, 5] [27] [3,5] [16] [28] [29] [9]

Partie aérienne Partie aérienne Graine Partie aérienne

[28] [28] [9] [26]

Graine

[9]

Graine

[9]

Graine

[9]

Graine Graine Feuille Graine Graine Graine Graine Herbe Graine

[9] [9] [28] [9] [9] [9] [9] [30] [9]

46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61

135

De Artemisia annua L. aux artémisinines

4(5)-ène R=CH3 Artéannuine B,dihydro 4,5α-époxy R=CH3 Artéannuine C 8[7→6]-Abeoamorphane,3α-hydroxy-4α,5α-époxy-7-oxo

4,5β-époxy R=CH2 Artemisia dihydroxycadinolide 4-OH,5-OH R=CH2

Amorphan-12-acide oïque,4α,5α-époxy-6α-hydroxy R=COOH Amorphan-12-ol,4α,5α-époxy-6α-hydroxy R=CH2OH

Annulide 5α-O,4(15),11(13)-diène R=H Annulide, iso 5α-O,3(4),11(13)-diène R=H Artéannuine E Acide artéannuique (acide artémisinique) 4(5),11(13)-diène R=H Acide artéannuique,6,7-déhydro 4(5),6(7),11(13)-triène R=H Alcool artéannuique

Acide artéannuique,11(R)-dihydro

4(5),11(13)-diène R1,R2=H,R3=CH2OH

4(5)-ène R=H Acide artéannuique, époxy 4,5α-époxy,11(13)-ène R=H Acide artéannuique, époxy-dihydro 4,5α-époxy R=H Méthylester d’acide artéannuique

Artéannuine B

4(5),11(13)-diène R=CH3

4,5α-époxy R=CH2 Artéannuine B,déoxy 4(5)-ène R=CH2 Artéannuine B,dihydro-déoxy Arteannuin A

 Figure 4.1  Structure des diagrammes de sesquiterpénoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L.

136

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

Cadia-4-en-11-ol,3-iso-butyryl Arténnuine B,épi-déoxy

Artéannuine E

4(5),11(13)-diène

5β-O,11(13)-ène R=OH Artéannuine F (artémisilactone)

Arténnuine B,dihydro-épi-déoxy

5α-O,11(13)-ène R=OH

4(5)-ène Cadina-4-ène 3α-7-α-dihydroxy 4(5)-ène R1=OH,R2=OH, R3=CH3 Cadina-4-ène,3α,7α-dihydroxy,3-acétate (amorpha-4-ène,3α,7α-dihydroxy, 3-acétate) Artéannuine D R=OH,n=1

Artéannuine I

4(5)-ène 1

2

3

R =CH3COO,R =OH,R =CH3 Cadina-4(5),7(11)-diène-12-al 4(5),7(11)-diène

5α-O,4(15)-ène R=H Artéannuine J 5α-O,3(4)-ène R=H

R1,R2=H,R3=CHO

Artéannuine G Artemisia dihydroxycadinolide 4-OH,5-OH R=CH2 Artéannuine H Artéannuine K 5α-OH,3(4)-ène Artéannuine L 5α-OH,4(15)-ène

Artéannuine N

Artéannuine M

Artémisinine (Qinghaosu) R=H,n=2

5α-OH,4α-OH

Artémisinine, déhydro (artémisitène)

Artéannuine O

R=H,n=2,11(13)-ène

5α-OH,5β-OH

Artémisinine,déoxy

Artémisinol 4(5)-diène R1,R2=H, R3=CH2OH Cadina-4(15),11-diène-9-one

 Figure 4.1  Suite

137

De Artemisia annua L. aux artémisinines

Eudesma-4(15),7(8)-diène,1β-hydroxy 4(15),7(8)-diène,1β-OH Eudesma-4(15)-ène,1β,6α-dihydroxy 4(15)-ène,1β-OH,61α-OH Cedrane,3α,15-dihydroxy

Eudesma-4(15),11-diène 4(15),11(12)-diène,5α-H Eudesma-4(15),11-diène,5α-hydroperoxy 4(15),11(12)-diène,5α-OOH

Cyclohexane,1α-aldéhyde-2β-[3butanone]-3α-méthyl-6β-[2-propène acide oïque](artémisiasecocadinane) R=CH2 Cyclohexane,1α-aldéhyde-2β-[3-

Germacrane-4(15),5E,10(14)triène,1β-hydroxy

butanone]-3α-méthyl-6β-[2-propène acide oïque] R=CH3

Cyclohexane,1-oxo-2β-[3-butanone]3α-méthyl-6β-[2-forme de propanol ylester] R=CH2OOCH Cyclohexane,1-oxo-2β-[3-butanone]3α-méthyl-6β-[2-propène acide oïque] R=COOH

Eudesma-4(15),11-diène,5α-hydroxy 4(15),11(12)-diène,5α-OH Eudesma-4(15),5(6)-diène,1β-hydroxy 4(15),5(6)-diène,1β-OH

 Figure 4.1  Suite

1.2

Autres terpénoïdes

Le rendement en huile volatile dans la médecine traditionnelle chinoise-A. annua L. est de 0,2 % à 0,8 %, constitué principalement des composés monoterpéniques. À ce jour, environ 13 monoterpènes et diterpènes ont été extraits et séparés avec succès à partir de l’A. annua L. (Tableau 4.2 et fig. 4.2).

138

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

 Tableau 4.2  Monoterpènes et diterpénoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L. N°

Composé

Partie de la plante

Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Fenchone α-Hydroperoxyde de myrcène 1,10-Oxy-α-hydroperoxyde de myrcène β-Hydroperoxyde de myrcène 1,10-Oxy-β-hydroperoxyde de myrcène 4-Hydroxy-2-isopropényl-5-méthylène-hexan-l-ol 5-Hydroxy-2-isopropényl-5-méthylhex-3-en-l-ol, trans Tricyclène Phytène, 1, 2-dihydroxy Phytène, l hydroxy-2-hydropéroxy trans-Phytol Hentriacontan-1-ol-triacontanoate trans-5-Hydroxy-2-isopropényl-5-méthylhex-3-en-1-ol

Partie aérienne Partie aérienne Graine Herbe Graine Graine Herbe Partie aérienne Partie aérienne Graine Partie aérienne Herbe Herbe

[22] [31] [9] [31] [9] [9] [18] [22] [32] [9] [32] [32] [18]

 Figure 4.2  Monoterpènes et diterpénoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L.

Les triterpénoïdes et leurs glycosides sont largement répartis dans divers domaines, tels que les champignons, les fougères, les monocotylédones, les dicotylédones, les animaux et les organismes marins, particulièrement importants chez les dicotylédones. La médecine traditionnelle chinoise, comme le ginseng, l’astragale, la réglisse, le panax, les Campanulaceae, le Polygala et le bupleurum, sont riches en triterpènes. Ces composés présentent une variété d’activités physiologiques. Il existe peu de triterpènes dans la médecine traditionnelle chinoise-A. annua L. Jusqu’à présent, environ 10 composés ont été isolés (Tableau 4.3). Étant donné la structure unique des terpénoïdes dans la médecine chinoise-A. annua L., il est nécessaire d’étudier davantage la voie de biogenèse de l’artémisinine ; l’enquête

139

De Artemisia annua L. aux artémisinines

sur les terpénoïdes dans la médecine traditionnelle chinoise-A. annua L. demeure encore l’objectif de nombreux groupes de recherche, et certains d’entre eux ont extrait des terpénoïdes de l’A. annua L. par culture tissulaire, métabolisme microbien, etc.  Tableau 4.3  Triterpénoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L. N°

Composé

Partie de la plante

Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

α-Amyrenone α-Amyrine β-Amyrine β-Amyrine,acétate Baurenol β-Friedelan-3-ol Friedeline Acide oléanolique Taraxastérone Acétate de taraxérol

Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Feuille Feuille Partie aérienne Partie aérienne Racine

[28] [28] [28] [33] [28] [34] [34] [28] [28] [10]

Autres composés

2

Il existe une diversité de constituants chimiques existant dans la médecine traditionnelle chinoise-A. Annua L. en plus des terpénoïdes représentés par l’artémisinine. Les composés qui ont été isolés et identifiés comprennent la coumarine, les flavonoïdes, le dipeptide, les purines, les stéroïdes, les composés d’ényne, etc. Ci-après un bref résumé de nos constatations.

2.1

Coumarines

Les coumarines isolées de l’A. annua L. sont présentées dans le Tableau 4.4.

2.2

Flavonoïdes

Les flavonoïdes isolés de l’A. Annua L. sont présentés dans le Tableau 4.5.  Tableau 4.4  Coumarines isolées à partir de l’Artemisia annua L. N° Composé 1 2 3 4 5 6 7 8

140

Coumarine 6,7-Dihydroxycoumarine (esculétine) 6,7-diméthoxycoumarine (scoparone) 7-hydroxy-6-méthoxycoumarine (scopolétine) 5-hydroxy-6,7-diméthoxycoumarine (tomentine) 7-hydroxy-5,6-diméthoxycoumarine 7-Hydroxy-6,8-diméthoxycoumarine (isofraxidine) 7-Hydroxy-6,8-diméthoxycoumarine, 7-O-α-D-glucopyranoside (éleuthéroside B1)

Partie de la plante Références Feuille Partie aérienne Herbe Feuille Feuille Feuille Partie aérienne Feuille

[7] [10] [35] [3,36] [37] [38] [36] [10]

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

 Tableau 4.5  Flavonoïdes isolés à partir de l’Artemisia annua L. N° Composé

Partie de la plante Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Partie aérienne Partie aérienne Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Feuille Partie aérienne Feuille Partie aérienne

[37] [38] [38] [37] [37] [38] [10] [39] [39] [29] [7] [38] [29] [38] [38] [38] [38] [38] [38] [37] [7] [3] [38] [21] [40] [38] [36] [6] [38] [38] [38] [39] [37] [39]

Feuille

[37]

Partie aérienne

[39]

Feuille Feuille

[37] [37]

Partie aérienne

[39]

Partie aérienne Partie aérienne

[39] [10]

35 36 37 38 39 40 41

4′,5,7-Trihydroxyflavone (apigénine) 4′,5-Dihydroxy-6,7-diméthoxyflavone (cirsimaritine) 3,4′,5-Trihydroxy-7-méthoxyflavone (rhamnocitrine) 3′,4′,5-Trihydroxy-7-méthoxyflavone 4′, 5,7-Trihydroxy-3-méthoxyflavone (isokaempferide) 4′, 5,7-Trihydroxy-3′-méthoxyflavone (chrysoeriol) 3,3′,4′,7-Tétrahydroxyflavone (fisétine) 3,4′,5,7-Tétrahydroxyflavone (kaempférol) 3′,4′,5,7-Tétrahydroxyflavone (lutéoline) 5-Hydroxy-3,3′,4′,7-tétramethoxyflavone (retusine) 5-Hydroxy-3,4′,6, 7-tétraméthoxyflavone 3′,5-Dihydroxy-4′, 6,7-triméthoxynavone (eupatorine) 4′,5-Dihydroxy-3,3′,7-triméthoxyflavone (pachypodol) 4′,5-Dihydroxy-3,6,7-triméthoxyflavone (penduletin) 4′,5-Dihydroxy-3′, 6,7-triméthoxyflavone (cirsilineol) 3′,4′,5-Trihydroxy-6,7-diméthoxyflavone (cirsiliol) 3,3′,4′,5-Tétrahydroxy-7-méthoxyflavone (rhamnentine) 3,3′,5,7-Tétrahydroxy-4′-méthoxyflavone (tamarixétine) 3′,4′,5,7-Tétrahydroxy-3-méthoxyflavone 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavone (quercétine) 5-Hydroxy-3,3′,4′,6,7-pentaméthoxyflavone (artémetin) 3,5-Dihydroxy-3′,4′,6,7-tétraméthoxyflavone 3′,5-Dihydroxy-3,4′,6,7-tétraméthoxyflavone (casticin) 4′,5-Dihydroxy-3,3′,6,7-tétraméthoxyflavone(chrysosplénétine) 5,7-Dihydroxy-3,3′,4′,6-tétraméthoxyflavone (bonanzin) 2′,4′,5-Trihydroxy-5′,6,7-triméthoxyflavone 3,3′,5-Trihydroxy-4′,6,7-triméthoxyflavone 3′,4′,5-Trihydroxy-3,6,7-triméthoxyflavone (chrysosplénol D) 3′,4′,5,7-Tétrahydroxy-3,6-diméthoxyflavone (axillarin) 3,5,6,7-Tétrahydroxy-3′,4′-diméthoxyflavone 3′,5,7,8-Tétraliydroxy-3,4′-diméthoxyflavone 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxy-6-méthoxyflavone (patulétine) 3,3′,5,6,7-Pentahydroxy-4′-méthoxyflavone 3,4′,5,7-Tétrahydroxyflavone,3-O-β-D-glucopyranoside (astragaline) 3′,4′,5,7-Tétrahydroxyflavone,7-O-β-D-glucopyranoside (cynaroside) 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavone,3-O-β-D-glucopyranoside (isoquércitrine) 3,3′,4′,5,7-Pentabydroxyflavone,3′-O-β-D-glucopyranoside 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavone,7-O-β-D-glucopyranoside (ouercimeritrin) 3,3′,4′,5,7-Pentabhydroxy-6-méthoxyflavone,3-O-β-Dglucopyranoside 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavone,3-O-β-D-rutinoside (rutine) 3,3′,4′,5,7-Pentahydroxy-6-méhoxyflavone,3,7-di-O-α-Lrhamnopyranoside patulétine-3,7-dirhamnoside)

141

De Artemisia annua L. aux artémisinines

2.3

Composés aliphatiques et énynes

Les composés aliphatiques et énynes isolés à partir de l’A. annua L. sont présentés dans le Tableau 4.6, et la structure des composés énynes est représentée à la Figure 4.3.  Tableau 4.6  Aliphatique et ényne isolés à partir de l’Artemisia annua L. N° Composé

Partie de la plante

Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Feuille Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Herbe Feuille Partie aérienne Herbe Partie aérienne Feuille Feuille Feuille Partie aérienne

[41] [33] [42] [33] [16] [42] [33] [8] [33] [41] [42] [42] [43]

Annuadiépoxyde Docosan-2-one Hentriaconatayl-triacontanolate Hexacosan-1-ol Acide hexadécanoïque (acide palmitique) Nonacosan-1-ol n-Nonacosane Ocatacosan-1-ol n-Pentacosane Oxyde de Pontiac Triacontane, 2,29-diméthyl Tracosan-8-one-23-ol, 2-méthyl n-Tétratriacontane

 Figure 4.3  Composés énynes isolés à partir de l’Artemisia annua L.

2.4

Autres composés

D’autres composés isolés de l’A. annua L. sont présentés dans le Tableau 4.7 et à la Figure 4.4. De plus, des enzymes β-galactosidase, β-glucosidase et d’autres composés de protéines, ainsi que des dérivés de naphtalène et de furanone isolés à partir de l’A. annua L. ont également été rapportés.

142

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

 Tableau 4.7  Autres composés isolés à partir de l’Artemisia annua L. N° Composé

Partie de la plante

Références

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Partie aérienne Partie aérienne Feuille Culture de tissus Feuille Feuille Culture de tissus Culture de tissus Culture de tissus Culture de tissus Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne Feuille Herbe Culture de tissus Partie aérienne Partie aérienne Partie aérienne

[21] [44] [7] [45] [37] [37] [45] [45] [45] [45] [21] [10] [46] [21] [7] [47] [45] [21] [46] [46]

Acétophénone, 2,4-dihydroxy-6-méthoxy Annephenone Acétate d’aurantinamide Balanophonine Chromène, 2, 2,6-trihydroxy Chromène, 2,2-dihydroxy-6-méthoxy Cinnamaldéhyde, 4-méthoxy Coniféraldéhyde Coniféraldéhyde, (2-propanal) -OConiféraldéhyde, (2-propanal) -OAcide coumarique Phtalate, bis-(hydroxy-2-méthyl-propyle) Purine Résorcinol β-Sitostérol Stigmastérol Vanilline Xanthoxyline Zéatine Zénatine

 Figure 4.4  Huit autres composés isolés à partir de l’Artemisia annua L.

143

De Artemisia annua L. aux artémisinines

À ce jour, certains chercheurs poursuivent les études approfondies sur la composition chimique de la médecine traditionnelle chinoise-A. annua L., qui contribue indubitablement à révéler l’efficacité traditionnelle de l’A. annua L. et le développement de nouveaux médicaments.

3

Analyse par chromatographie en phase gazeuse des huiles volatiles

Les huiles volatiles de la médecine chinoise-A. annua L. avec une certaine valeur médicinale peuvent être utilisées pour guérir les maladies de la peau, les maladies chroniques des voies aériennes, etc. La chromatographie en phase gazeuse est largement utilisée dans les études sur les huiles volatiles de l’A. annua L. de différentes régions et sources. Ci-après un bref aperçu. Zhong Yurong et al. [48] ont indiqué que le rendement en huiles volatiles extraites de l’A. annua L. produites dans le Fujian et à Xiamen par distillation à la vapeur d’eau était de 0,2 % -0,25 %. Parmi les cinq constituants chimiques qui ont été isolés à partir des huiles volatiles, le camphène, le β-pinène, l’isoartemisia cétone, β-caryophyllène et le L-camphre, 20 composants, tels que α-pinène, myrcène, limonène, 1,8-cinéole, γ-terpinène, cétone d’artemisia, α-terpinéol, trans-caryophyllène, trans-β-farnésène, isovalérate de bornyle, γ-cadinène, δ-cadinène, α-élémène, β-élémène, γ-élémène, β-maaliene, γ-muurolène, cis-carveol, copaène, acétate de bornyle, etc. ont été identifiés après analyse CG-SM. Dans l’étude sur l’effet antifongique des huiles volatiles extraites à partir de l’A. annua L. réalisée par Liang Huaqing et al. [49] utilisant la méthode GC-MS, 13 types de constituants chimiques ont été identifiés : L-camphre, 1,8-cinéole, α-pinène, acétate de bornyle, bornéol, acide salicylique, β-terpinène, α-thujène, 2-carène, acétate d’isobornyle acétate de linalyle, etc. Peng Hong et al. [50] ont identifié 26 types de produits chimiques, tels que camphre, bornéol, para-cymène, 4-terpinéol, α-terpinéol, myrténol, pipéritone, cis-jasmone, α-humulène, γ-sélinène, β-selinène, spathulénol, oxyde de caryophyllène, cadinol, qinghaosu β, etc. à partir des huiles volatiles dérivées de l’A. annua L. produite à Sichuan via la distillation de l’eau, avec un rendement de 0,29 %. Chen Feilong et al. [51] ont identifié 114 types de monoterpènes, de sesquiterpènes et de produits chimiques aliphatiques à longue chaîne à partir d’huiles volatiles disponibles dans le commerce de l’A. annua L. par distillation à la vapeur d’eau et extraction au CO2 supercritique, tel que le β-caryophyllène, caryophyllène, camphre, trans-β-farnésène, l’acide qinghao, l’acide hexadécanoïque, l’acide linoléique, l’ester éthylique de l’acide linoléique, désoxyqinghaosu, etc. dont le diphénylène-méthane et la phényl-1 naphtylamine ont d’abord été découverts dans cette plante. Dong Yan et al. [52] ont identifié 65 types de constituants chimiques dans les huiles volatiles de l’A. annua L. produite dans la périphérie de Dezhou, Shandong en

144

Chapitre 4. Avancées des recherches sur les ingrédients chimiques dans l’Artemisia annua L.

utilisant des techniques de chromatographie en phase gazeuse capillaire et de spectrométrie de masse, telles que l’artémisia cétone, le camphre, l’isocaryophyllène, germacrène D, l’eudesma-4 (14), 11-diène, etc. Cinquante-cinq pics au total ont été séparés par Qiu Qin et al. [53] en utilisant la chromatographie capillaire en phase gazeuse à partir d’huiles volatiles de l’A. annua L. produite à Jinan, Shandong, qui ont été extraites par distillation à la vapeur (rendement de 0,8 %). Après avoir calculé la teneur relative de chaque pic à l’aide de la méthode de normalisation, 49 composés chimiques ont été identifiés par spectrométrie de masse par chromatographie en phase gazeuse, représentant plus de 89 % d’huiles volatiles. Les principaux composés étaient le cadinène, le camphre, l’α-sélénène, l’α-guaiène [1 (5), le 11-guaiadiène] et d’autres sesquiterpènes, les alcools terpéniques, les terpènes cétones, les esters, ainsi qu’une petite quantité d’aldéhydes, d’acides, d’alcanes et de benzènes. Liu Liding et al. [54] ont extrait des huiles essentielles par distillation à la vapeur de la tige, des feuilles et des fleurs au-dessus du milieu de l’A. annua L. produite dans le versant nord de Qinling, comté de Zhouzhi, Shaanxi en septembre, composée principalement de 57 constituants chimiques tels que le β-pinène, le camphène, le β-myrène, le 1,8-cinoole, le L-camphre, le longifolène, l’acétate de phényle, etc. Les huiles volatiles de l’A. annua L. produites aux Pays-Bas étaient principalement composées d’artemisia cétone (63,9 %), d’alcool d’armoise (7,5 %) et de α-guaiène [1 (5), 11α-guaiadiène] (4,7 %) et al. [55]. Vingt sortes de composés chimiques extraits d’huiles volatiles de l’A. annua L. produites au Vietnam ont été relevées par H.J. Woerdenbag et al. [56], dont le camphre, le germacrène D, le β-caryophyllène, le 1,8-cinéole, le para-cymène, le β−trans-farnésène, etc. ont représenté une plus grande proportion, qui ont également étudié les changements dans le contenu de 20 composants dans les huiles volatiles extraites de l’A. annua L. de juin à novembre en 1 an. A. Ahmad et L.N. Misra [28] ont indiqué que les composants chimiques des huiles volatiles de l’A. annua L. étaient principalement l’alcool d’armoise, l’hydrate de camphène, l’oxyde de caryophyllène, la chrysanthénone (2-pinen-6-one), l’α-copaène, le β-cubebène, le fenchol et l’α-humulène, le myrténal, le myrténol, l’α-pinène, le pinocarvone, le sabinène, l’α-terpinène, le γ-terpinène, l’α-thuyène, etc. (fig. 4.5). Dans l’étude réalisée par F.F. Perazzo et al. [57], l’activité des huiles volatiles dérivées de l’A. annua L. produite au Brésil sur le système nerveux central a été analysée, impliquant 15 composants chimiques, tels que l’α-pinène, le β-pinène, le sabinène, le p-cymène, 15 sortes d’ingrédients, le 1,8-cinéole, l’α-terpinène, le linalol, le camphre, l’α-terpinéol, le trans-caryophyllène, le farnésène, le germacrène D, etc. L’activité antimicrobienne et antioxydante des huiles volatiles dérivées de l’A. annua L. originaire de France a été démontrée dans l’étude menée par F. Juteau et al. [58]. Les composants chimiques des huiles volatiles analysées comprennent principalement le camphre (44 %), le germacrène D (16 %), le trans-pinocarvéol (11 %), le β-sélénine (9 %), le β-caryophyllène et l’artémisia cétone (3 %).

145

De Artemisia annua L. aux artémisinines

 Figure 4.5  Structures des composés des huiles volatiles à partir de l’Artemisia annua L.

Sur la base de la revue de la littérature, 72 types de composants dans les huiles volatiles extraites à partir de l’A. annua L. ont été publiés par des savants indiens, R.S. Bhakuni et al. [10], dont les sesquiterpènes et le monoterpène étaient les composants prédominants. Les composants chimiques des huiles volatiles dérivées de l’A. annua L. varient avec l’origine, la récolte et l’extraction et les méthodes d’analyse, dont le β-camphène, l’isoartemisia cétone, le camphre, le bornéol, l’artemisia cétone, le caryophyllène, le 1,8-cinéole, etc. étaient des composants prédominants et communément considérés. La teneur en artémisia cétone varie considérablement, ce qui est relativement plus élevé chez ceux originaires de Bulgarie (80,9 %), des Pays-Bas (63,9 %) et des États-Unis (63,1 %) [10]. Le rendement en huiles volatiles était de 0,2 % à 0,8 %, dans lequel les sesquiterpènes et le monoterpène étaient des composants prédominants.

146

Figure 4.5: Structures of Compounds in Volatile Oils From Artemisia annua L.

Chapitre 4. Avancées recherches sur lesfrom ingrédients l’Artemisia annua L. which is relatively higherdes in those originated Bulgariachimiques (80.9%), dans Netherlands (63.9%) and the United States (63.1%) [10]. The yield of volatile oils was 0.2%–0.8%, in which sesquiterpenes and monoterpene were predominant components.

Références References

C0020.indd

[1] Traditional Chinese medicine research institution. Artemisinin-based antimalarial album (1971∼1978). Traditional Chinese medicine research data, 1978;3. [2] Research Group of Artemisinin Structure (China academy of traditional Chinese medicine and The Chinese Academy of Sciences Institute of Biophysics). A new kind of sesquiterpene lactone—artemisinin. Chin. Sci. Bull. 1977;22(3):142. Advancement inLN Researches on Chemical in. Artemisia L. of99 [3] Tu YY, Ni MY , Zhong YR, Li , Cui SL, Zhang MY, WangIngredients XZ, Liang XT Study on the annua constituents Artemisia annua L.. Acta Pharm. Sinica 1981;16(5):366–70. [4] Tu YY, Ni MY, Zhong YR, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua and derivatives of artemisinin. Bull. Chin. Mater. Med. 1981;6(2):31. [5] Tu YY. Chemical studies on Qinghaosu. J. Tradit. Chin. Med. 1982;2(1):3–8. [6] Tu YY, Ni MY, Zhong YR, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua: part II. Plant. Med. 1982;44(3):143–5. 98 [7] Tu YY, Yin JP, Ji L, et al. Studies on the constituents of Artemisia annua: part III. Chin. Herbal Med. 1985;16(5):200–1. [8] Tu YY, Zhu QC, Shen X. Studies on the constituents of Artemisia annua young plants. Bull. Chin. Mater. Med. 1985;10(9):419–20. [9] Brown GD, Liang GY, Sy LK. Terpenoids from the seeds of Artemisia annua. Phytochemistry 2003;64(1):303–23. [10] Bhakuni RS, Jain DC, Sharma RP, et al. Secondary metabolites of Artemisia annua and their biological activity. Curr. Sci. 2001;80(1):35–48. [11] Misra LN, Ahmad A, Thakur RS, et al. Bisnor-cadinanes form Artemisia annua and definitive 13C NMR assignments of β-arteether. Phytochemistry 1993;33(6):1461–4. [12] Brown GD. Annulide, a sesquiterpene lactone from Artemisia annua. Phytochemistry 1993;32(2):391–3. [13] EI-Feraly FS, AI-Meshal IA, Khalifa SI. Epi-deoxyarteannuin B and 6,7- dehydroartemisinic acid from Artemisia annua. J. Nat. Prod. 1989;52(1):196–8. [14] Huang JJ, Xia ZQ, Wu LF. Studies on the constituents of Artemisia annua L. I. The isolation and structural identification of 11R-(-)-dihydroarmisinic acid. Acta Chim. Sinica 1987;45(6):609–12. [15] Wu ZH, Wang YY. Studies on structure and synthesis of arteannuin and its related compound XI. The identification of epoxyartemisinic acid. Acta Chim. Sinica 1984;42(6):596–8. [16] Zhu DY, Zhang SG, Liu BN, et al. Studies on Artemisia annua antibacterial active ingredients. Chin. Herbal Med. 1982;13(2):54. [17] Jeremi D, Jol A, Behbud A, et al. A new type of sesquiterpene lactone isolated from Artemisia annua L. arteannuin B. Tetrahedron Lett. 1973;14(32):3039–42. [18] Sy LK, Brown GD. Deoxyarteannuin B, dihydro-deoxyarteannuin B and trans-5-hydroxy-2-isopropenyl-5methylhex-3-en1ol from Artemisia annua. Phytochemistry 2001;58(8):1159–66. [19] Roth RJ, Acton N. Isolation of epi-deoxyarteannuin B from Artemisia annua. Plant. Med. 1987;53(6):576. [20] Sy LK, Brown GD, Haynes R. A novel endoperoxide and related sesquiterpenes from Artemisia annua which are possibly derived from allylic hydroperoxides. Tetrahedron 1998;54(17):4345–6. [21] Brown GD. Two new compounds from Artemisia annua. J. Nat. Prod. 1992;55(12):1756–60. [22] Misra LN. Arteannuic-C, a sesquiterpene lactone from Artemisia annua. Phytochemistry 1986;25(12):2892–3. [23] Zhu DY, Deng AD, Zhang SG, Xu RS. Structure of artemisilactone. Acta Chim. Sinica 1984;42(9):937–9. [24] Wei ZX, Pan JP, Li Y. Artemisia G: a sesquiterpene form Artemisia annua. Plant. Med. 1992;58(3):300. [25] Sy LK, Cheung KK, Zhu NY, et al. Structure elucidation of arteannuin O, a novel cadinane diol from Artemisia annua, and the synthesis of arteannuins K, L, M and O. Tetrahedron 2001;57(40):8481–93. [26] Brown GD. Cadinanes from Artemisia annua that may be intermediates in the biosynthesis of artemisinin. Phytochemistry 1994;36(3):637–41. [27] Acton N, Klayman DL. Artemisitene, a new sesquiterpene lactone endoperoxide from Artemisia annua. Plant. Med. 1985;51(5):441–2. [28] Ahmad A, Misra LN. Terpenoids from Artemisia annua and constituents of its essential oil. Phytochemistry 1994;37(1):183–6. [29] Sy LK, Brown GD. Three sesquiterpenes from Artemisia annua. Phytochemistry 1998;48(7):1207–11. [30] de Oliveira CM, Ferracini VL, Foglio MA, et al. Detection, synthesis and absolute configuration of (+)-nortaylorione, a new terpene from Artemisia annua. Tetrahedron 1997;8(11):1833–9. [31] Rücker G, Mayer R, Manns D. α-and β-Myrcene hydroperoxide from Artemisia annua. J. Nat. Prod. 1987;50(2):287–9. [32] Brown GD. Phytene-1,2-diol from Artemisia annua. Phytochemistry 1994;36(6):1553–4. [33] Ulubelen A, Halfon B. Phytochemical investigation of the herba of Artemisia annua. Plant. Med. 1976;29(3):258–60.

03/07/17 10:54 AM

147 C0020.indd 99

03/07/17 10:54 AM

De Artemisia annua L. aux artémisinines 100

Chapter 4

[34] Zheng GQ. Cytotoxic terpenoids and flavonoids from Artemisia annua. Plant. Med. 1994;60(1):54–7. [35] Chen YG, Yu BY, Dong L, Zhou L. Isolation and identification of Artemisia annua and its recursor compounds. Chin. Tradit. Herbal Drugs 2001;32(4):302–3. [36] Liu HM, Li GL, Wu HZ. Chemical research on artemisinin component. Chin. Pharm. Bull. 1980;15(10):471. [37] Yang SL, Roberts MF, O’Neill MJ, et al. Flavonoids and chromenes from Artemisia annua. Phytochemistry 1995;38(1):255–7. [38] Yang SL, Roberts MF, Phillipson JD. Methoxylated flavones and coumarins from Artemisia annua. Phytochemistry 1989;28(5):1509–11. [39] Marco JA, Sanz JF, Bea JF, et al. Phenolic constituents from Artemisia annua. Die Pharmazie 1990;45(5):382–3. [40] Tang HQ, Hu J, Yang L, et al. Terpenoids and flavonoids from Artemisia species. Plant. Med. 2000;66(4):391–3. [41] Manns D, Hartmann R. Annuadiepoxide, a new polyacetylene from the aerial parts of Artemisia annua. J. Nat. Prod. 1992;55(1):29–32. [42] Bhakuni RS, Jain DC, Shukla YN, et al. Lipid constituents from Artemisia annua. J. Indian Chem. Soc. 1990;67(12):1004–5. [43] Khan M, Jain DC, Bhakuni RS, et al. Occurrence of some antiviral sterols in Artemisia annua. Plant Sci. 1991;75(2):161–5. [44] Sing AK, Pathak V, Agrawal PK. Annphenone, a phenolic acetophenone from Artemisia annua. Phytochemistry 1997;44(3):555–7. [45] Sy LK, Brown GD. Coniferaldehyde derivatives from tissue culture of Artemisia annua and Tanacetum parthenium. Phytochemistry 1990;50(5):781–5. [46] Shukla A, Abad Farooqi AH, Shukla YN. A new adenine derivatives from Artemisia annua. J. Indian Chem. Soc. 1997;74(1):59. [47] Tian Y, Wei ZX, Wu ZH. Studies on the constituents of Artemisia annua. Chin. Herbal Med. 1982;13(6):249–51. [48] Zhong YR, Cui SL. Studies on chemical constituents of volatile oil from Artemisia annua. Bull. Chin. Mater. Med. 1983;8(6):31–2. [49] Liang HQ, Liao SX, Lou DJ, Zhang CS, Chen M. Studies on the antifungal constituents of volatile oil from Artemisia annua L.. China J. Chin. Mater. Med. 1990;15(12):734–6. [50] Peng H, Guo ZD, Zhang JC, Liu LM. Studies on constituents of volatile oil from Artemisia annua L. J. Chin. Med. Mater. 1996;19(9):458–9. [51] Chen FL, He F, Li JL, Luo JB, Wu Z. GC-MS analysis of essential oil from Artemisia annua L. by extraction of different methods. J. Chin. Med. Mater. 2001;24(3):176–8. [52] Dong Y, Liu HL. Comparative study of the chemical constituents of volatile oils from Artemisia annua and Artemisia carvifolia. J. Chin. Med. Mater. 2004;27(8):568–71. [53] Qiu Q, Cui ZJ, Liu TL, Tian S. Study on chemical constituents of volatile oil from Artemisia annua L. by GC-MS. Chin. Tradit. Patent Med. 2001;23(4):278–80. [54] Liu LD, Gu JW, Chen JD, Wang YN. Chemical composition of the essential oils of Artemisia annua L. and Artemisia apiacea H. Artemisia carvifolia. Jiangxi Sci. 1996;14(4):234–8. [55] Zhao B, Wang YC, Ouyang F. The present situation of the extraction and separation of artemisinin medicinal ingredients. Chin. Herbal Med. 1998;29(11):784–6. [56] Woerdenbag HJ, Pras N, Chan NG, et al. Artemisinin, related sesquiterpenes, and essential oil in Artemisia annua during a vegetation period in Vietnam. Plant. Med. 1994;60(3):272–5. [57] Perazzo FF, Carvalho JCT, Carvalho JE, et al. Central properties of the essential oil and the crude ethanol extract from aerial parts of Artemisia annua L.. Pharm. Res. 2003;48(5):497–502. [58] Juteau F, Masotti V, Bessiere JM, et al. Antibacterial and antioxidant activities of Artemisia annua essential oil. Fitoterapia 2002;73(6):532–5.

C0020.indd 100

148

03/07/17 10:54 AM

Chapitre 5 Études sur le contrôle de la qualité du Qinghao

Le Qinghao, la partie aérienne séchée de l’Artemisia annua, est utilisée en Chine depuis environ 2 000 ans comme médicament à base de plantes médicinales. Dans la pharmacopée chinoise, le Qinghao est décrite comme étant un médicament à base de plantes sécrétant de la chaleur au goût amer, de nature froide et capable d’éliminer la chaleur carencée, soulageant les os enflammés, libérant la chaleur estivale, interrompant le paludisme et réduisant la jaunisse. Pour assurer le contrôlequalité du Qinghao, les méthodes d’identification chromatographique et d’analyse quantitative avec l’artémisinine et la scopolétine en tant que substances de référence ont été développées et 10 lots de Qinghao provenant de divers endroits de Chine ont été testés. Les résultats pourraient contribuer de manière considérable à la standardisation du Qinghao enregistrée dans la pharmacopée chinoise.

1

Artémisinine

1.1

Identification de l’artémisinine dans le Qinghao par CCM

À 2 g de la poudre, ajouter 20 ml d’éther de pétrole (60 à 90 °C), traiter par ultrasonication pendant 30 min, filtrer, évaporer le filtre à sec, dissoudre le résidu dans 1 ml d’acétate d’éthyle comme solution d’essai. Dissoudre l’artémisinine CRS dans

149

De Artemisia annua L. aux artémisinines

l’acétate d’éthyle pour produire une solution contenant 1 mg/ml comme solution de référence. Mettre en œuvre la méthode pour la chromatographie en couche mince, en utilisant du gel de silice comme substance de revêtement et un mélange n-hexane et d’acétate d’éthyle (4:1) comme phase mobile. Appliquer séparément sur la plaque 5 µL de chacune des deux solutions susmentionnées. Après le développement et le retrait de la plaque, sécher à l’air. Pulvériser avec une solution à 2 % de vanilline dans de l’acide sulfurique à 10 % dans de l’éthanol, chauffer à 105 °C pour éliminer les taches. La tache dans le chromatogramme obtenu avec la solution d’essai correspond en position et en couleur à la tache du chromatogramme obtenue avec la solution de référence. Les chromatogrammes CCM de l’artémisinine et 10 lots de la solution d’essai des échantillons sont présentés dans la Figure 5.1.

 Figure 5.1  Chromatogrammes CCM du Qinghao et de l’artémisinine. 1, Zhangjiajie, Hunan ; 2, Jishou, Hunan ; 3, Youyang, Chongqing ; 4, Taiyuan, Shanxi ; 5, Nanning, Guangxi ; 6, Changxing, Zhejiang ; 7, Xiangshan, Beijing ; 8, Shenyang, Liaoning ; 9, Hefei, Anhui ; 10, Wujin, Jiangsu ; 11, Artémisinine.

1.2

Détermination de l’artémisinine dans le Qinghao [1] (partie aérienne de l’Artemisia annua L.)

1.2.1

Produits chimiques, réactifs et matériaux

Le méthanol (qualité chromatographie en phase liquide sous pression) a été acheté à Tianjin Shield (Tianjin, Chine) ; le pétrole, l’éthanol, l’hydroxyde de sodium et l’acide acétique (qualité analytique) provenaient de Beijing Chemical Reagents Company. L’eau a été purifiée en utilisant un système Milli-Qplus (Milford, Massachusetts, États-Unis). L’étalon de référence pur de l’artémisinine a été acheté auprès de l’Institut national chinois de contrôle des produits pharmaceutiques et

150

Chapitre 5. Études sur le contrôle de la qualité du Qinghao

biologiques (Beijing, Chine). Des échantillons d’herbes ont été prélevés à divers endroits de la Chine et ont été authentifiés comme partie aérienne de l’A. annua L. par la professeure Youyou Tu (Institut de médecine chinoise, Académie chinoise des sciences médicales chinoises, Beijing, Chine).

1.2.2

Appareil et conditions chromatographiques

Surface du pic/×106

Une analyse chromatographique a été effectuée sur une colonne ZORBAX RX-C18 (4,6 × 250 mm, 5 µm) en utilisant un système de chromatographie liquide Agilent 1100 équipé du système d’administration de solvant Quattro de G1311A, auto-injecteur G1313A, four à colonne G1316A géré par un poste de travail HPCHEM. Les solutions de référence et d’essai ont été filtrées à travers un filtre à seringue de 0,45 mm avant l’injection. La phase mobile utilisée était du tampon phosphate méthanol-0,01 M (45:55, v/v), à un débit de 1,0 ml/min. La température de la colonne a été maintenue à 30 °C et la longueur d’onde de détection à 260 nm. 800 700 600 500 400 300 200 100 0

0,3 0,4 0,1 0,2 Quantité d’artémisinine/μg

0,5

 Figure 5.2  Courbe standard de l’artémisinine.

1.2.3

Solution de référence et courbe d’étalonnage

Une solution mère d’artémisinine ayant une concentration connue de 0,824 mg/ml a été préparée dans de l’éthanol. 0,1, 0,2, 0,4, 0,8 et 1,0 ml de la solution mère ont été transférés avec précision dans une fiole jaugée de 10 ml séparément et chacun a été dilué à 1 ml avec de l’éthanol, puis 4 ml d’une solution d’hydroxyde de sodium à 0,2 % (p/v) ont été ajoutés. Le mélange a bien été effectué et chauffé pendant 30 minutes dans un bain d’eau à 45 °C. Après refroidissement à température ambiante, de l’acide acétique 0,08 M a été ajouté au volume pour donner cinq solutions de référence différentes. Chaque solution de référence de 10 µL a été injectée dans le système de chromatographie en phase liquide sous pression et les courbes d’étalonnage ont été établies en traçant les surfaces de pics par rapport à la quantité correspondante de l’artémisinine et représentée dans la Figure 5.2. Une bonne linéarité de la réponse a été obtenue avec un excellent coefficient de régression r 2 = 0,9993 dans la gamme de linéarité de 0,0412 à 0,412 µg et l’équation de régression était Y = 1632,6x – 3,9289.

151

De Artemisia annua L. aux artémisinines

1.2.4

Solution d’essai

Peser avec précision 1 g de poudre dans une fiole conique, ajouter avec précision 50 ml d’éther de pétrole (60 à 90 °C) et peser. Traiter par ultrasonication pendant 60 min, refroidir et peser à nouveau, reconstituer la perte de poids avec de l’éther de pétrole (60 à 90 °C), bien mélanger, filtrer. Mesurer avec précision 25 ml du filtrat successif et évaporé à sec, dissoudre le résidu dans 5 ml d’éthanol. Mesurer avec précision 1 mL de la solution d’éthanol dans une fiole jaugée de 10 ml, ajoutez 4 ml d’une solution d’hydroxyde de sodium à 0,2 % (p/v), bien mélanger et chauffer pendant 30 min dans un bain-marie à 45 °C, puis refroidir et diluer avec de l’acide acétique 0,08 M jusqu’au volume, bien agiter et filtrer, utiliser le filtrat successif comme solution d’essai.

1.2.5

Précision

La précision de la méthode proposée a été obtenue par répétabilité. Cinq injections différentes de la même solution de référence ont été injectées et la surface du pic a été calculée. Le résultat a été exprimé avec des écarts types relatifs (RSD) et la valeur était de 0,91 %.  Tableau 5.1  Résultats du test de récupération Quantité initiale (mg)

Quantité dopée (mg)

Quantité trouvée (mg)

Récupération (%)

1,41024 1,33008 1,28136 1,30368 1,30128

1,56 1,49 1,46 1,52 1,45

2,9200 2,8043 2,6721 2,8124 2,7483

96,78 98,94 95,25 99,26 99,80

1.2.6

Moyen (%)

RSD (%)

98,01

1,96

Stabilité

La stabilité a été testée à température ambiante et les échantillons ont été analysés en 0, 4, 8, 12 et 24 heures pendant 1 jour. La stabilité était exprimée en RSD et la valeur était de 1,48 %.

1.2.7

Répétabilité

Pour tester la répétabilité du test, cinq échantillons de parties aériennes de l’A. annua, préparés de manière indépendante, ont été analysés en parallèle. Les variations étaient exprimées en RSD et la valeur était de 2,74 %.

152

Chapitre 5. Études sur le contrôle de la qualité du Qinghao

1.2.8

Récupération

Le test de récupération a été déterminé par un procédé d’addition standard. Le composé de référence a été ajouté à l’échantillon, puis traité tel que détaillé dans la section « Solution d’essai ». La récupération moyenne a été calculée selon la formule suivante : récupération (%) = (quantité trouvée – quantité initiale)/quantité dopée × 100 % et RSD (%) = (SD/moyenne) × 100 %. Les récupérations moyennes d’artémisinine étaient de 98,01 % et leur valeur de RSD était de 1,96 %. Les résultats sont répertoriés dans le Tableau 5.1.

1.2.9

Détermination quantitative de l’artémisinine dans le Qinghao

Injecter avec précision 5 µL de la solution de référence et 5 à 50 µL des solutions d’essai, respectivement, dans la colonne et les calculer. Les teneurs en artémisinine dans 10 lots de Qinghao ont été déterminées et présentées dans le Tableau 5.2. Les chromatogrammes HPLC représentatifs de l’artémisinine et les solutions d’essai des échantillons ont été présentés dans la Figure 5.3.  Tableau 5.2  Le contenu de l’artémisinine dans le Qinghao Origine végétale

Contenu (%)

Origine végétale

Contenu (%)

Zhangjiajie, Hunan Jishou, Hunan Youyang, Chongqing Taiyuan, Shanxi Nanning, Guangxi

0,35 0,43 0,42 0,02 0,24

Changxing, Zhejiang Xiangshan, Beijing Shenyang, Liaoning Hefei, Anhui Wujin, Jiangsu