Introduction à la pharmacognosie

Introduction à la pharmacognosie

• Présenté par le Pr S.H Zitouni, Maître de conférences en pharmacognosie à la Faculté de médecine, université Oran 1 Ahmed Ben Bella, Service de pharmacovigilance EHUO.

Définitions

• Pharmaco/gnosie vient du grec : « pharmakon » signifiant remède ou poison, et « gnosis » signifiant connaissance.
• C'est l'étude des substances naturelles à potentiel thérapeutique.
• Johann Adam Schmidt, médecin autrichien, introduit le terme Pharmacognosie en 1811.
• En 1815, Christ. Aenotheus Seydler, étudiant en médecine allemand, publie sa thèse « Analecta Pharmacognostica ».
• Auparavant, le terme utilisé était « matière médicale ».
• La pharmacognosie, ou matière médicale, est la science appliquée qui traite des matières premières et des substances d'origine biologique ou minérale à potentiel thérapeutique.
• Les substances d'origine biologique proviennent de végétaux, d'animaux, de champignons ou de microbes (par exemple, issues de la fermentation de micro-organismes).
• La drogue est la partie de l'organe, l'organe entier ou la totalité d'une plante, d'un champignon ou d'un animal qui contient le ou les principes actifs (PA) à extraire.
• Une personne qui pratique la pharmacognosie est soit un pharmacognosiste, soit un pharmacognoste.

Objectifs et domaines d'intérêt

• Il s'agit du contrôle de la qualité des drogues d'origine naturelle.
• Elle permet la découverte de nouvelles pistes pour créer de nouvelles drogues.
• Elle présente un intérêt croissant pour la phytothérapie.
• Permet la validation de la médecine traditionnelle.
• La biotechnologie dans la production de produits pharmaceutiques.

Disciplines regroupées

• Botanique : identification, génétique, culture et récolte des plantes médicinales.
• Chimie : extraction, identification, structure chimique et dosage des principes actifs.
• Pharmacologie : étude des effets biologiques sur cultures cellulaires, animaux et êtres humains.
• Toxicologie : étude des effets toxiques sur les animaux.

Ethnopharmacognosie

• Étymologie: du grec « éthnos » (peuple) et du français pharmacognosie.
• Elle étudie l'usage traditionnel converti en usage thérapeutique.
• Exemple d'usage traditionnel de l'écorce de l'arbre et des branches du quinquina rouge (Cinchona succirubra, Rubiaceae) en 1633.
• Usage thérapeutique en 1820 avec la quinine.

Zoopharmacognosie

• Terme créé en 1993.
• Étymologie: du grec « Zoo » = animal et pharmacognosie.
• Il s'agit de l'étude du processus par lequel certains animaux (primates+++) se soignent.

Phytothérapie

• Étymologie: du grec « phutón » (tout ce qui est végétal, plante) et « therapéia » (soin du corps, traitement).
• Elle utilise des plantes, des mélanges de plantes, ou des parties de plantes pour se soigner.
• Formes de préparation : poudres, teintures, extraits.
• Utilise les huiles essentielles dans l'aromathérapie.
• La Phytopharmacie est la science qui s'intéresse à la production et à la préparation de produits pour traiter les plantes malades.

Phytochimie

• Étymologie : du grec « phutón » (tout ce qui est végétal, plante) et de l'arabe الكيمياء « al-kymya » (science des quantités, ancêtre du mot chimie).
• La Phytochimie étudie : constitution chimique + biosynthèse chez les végétaux.

Botanique

• Science consacrée à l'étude des végétaux, particulièrement des plantes médicinales qui inclut : physiologie, structure, génétique, écologie, distribution, taxonomie et aspect économique des plantes.

Substances végétales

• Elles comprennent l'ensemble des plantes, parties de plantes, algues, champignons, lichens, principalement entiers, fragmentés ou coupés, utilisés à l'état desséché ou frais.
• Certains exsudats qui n'ont pas subi de traitements spécifiques sont également considérés comme des substances végétales.
• Les substances végétales sont définies précisément par la partie de la plante utilisée et la dénomination botanique selon le système à deux mots (genre, espèce, variété et auteur).
• Une plante médicinale est définie comme une plante dont au moins une partie possède des propriétés médicamenteuses.

Phytomédicaments

• Les phytomédicaments sont le résultat de médicaments traditionnels à base de plantes et de médicaments à base de plantes.

Complément alimentaire

• Un complément alimentaire est une denrée alimentaire destinée à compléter le régime alimentaire normal, constituant une source concentrée de nutriments ou d'autres substances ayant un effet nutritionnel ou physiologique.

Complément nutritionnel

• Un complément nutritionnel est un complément oral classé dans la catégorie des aliments diététiques destinés à des fins médicales spéciales (ADDFMS), et qui répond aux besoins nutritionnels particuliers de personnes souffrant d'une pathologie ou d'un trouble spécifique.

Préparations à base de plantes

• Préparations obtenues en soumettant les drogues végétales à des traitements comme l'extraction, la distillation, l'expression, le fractionnement, la purification, la concentration ou la fermentation (Pharmacopée Européenne, 6ème édition).
• Les produits finis peuvent être des drogues végétales finement divisées ou pulvérisées, teintures, extraits, huiles essentielles, jus d'expression et exsudats ayant subi un traitement.

Extraits

• Les extraits sont des préparations liquides (extraits fluides et teinture), de consistance semi-solide (extraits mous ou fermes) ou solide (extraits secs), obtenues à partir de drogues végétales ou de matières animales généralement à l'état sec (Pharmacopée Européenne, 6ème édition).
• Des exigences spécifiques de sécurité virale s'appliquent lorsque la fabrication de médicaments implique des extraits d'origine animale.

Extraits fluide

• Préparation d'une partie en masse ou en volume de l'extrait fluide avec 1 partie en masse de la drogue végétale ou animale séchée.
• Le solvant d'extraction utilisé est l'éthanol ou l'eau.

Extrait mou ou ferme

• Préparations semi-solides préparées par évaporation ou évaporation partielle du solvant utilisé pour l'extraction (Pharmacopée Européenne, 6ème édition).

Extrait sec

• Préparations solides obtenues par évaporation du solvant ayant servi à leur production (Pharmacopée Européenne, 6ème édition).
• Présentent généralement une perte à la dessiccation ou une teneur en eau au maximum de 5% m/m.

Teinture

• La préparation d'une teinture se fait en combinant une partie de drogue végétale ou animale avec 5 ou 10 parties de solvant d'extraction (éthanol), selon la Pharmacopée Européenne, 6ème édition.

Tisane

• Préparation aqueuse buvable obtenue à partir de plantes par décoction, infusion ou macération. La préparation est réalisée au moment de l'emploi.

Macération

• Procédé de dissolution et d'extraction partielles, par exemple par l'eau ou l'alcool, consistant à maintenir la matière première en contact avec le solvant, à froid, pendant plusieurs heures.
• Le produit obtenu est un macéré ou un macérat.

Infusion

• Opération de dissolution extractive consistant à verser de l'eau bouillante sur une plante, à maintenir le contact pendant un certain temps puis à laisser refroidir.
• Le produit obtenu est appelé infusé ou, plus communément, infusion.

Décoction

• Procédé de dissolution et d'extraction partielles, par exemple par l'eau ou l'alcool, consistant à maintenir la matière première en contact avec le solvant, à ébullition.
• Le produit est un décocté.

Digestion

• Procédé de dissolution et d'extraction partielles, par exemple par l'eau, l'alcool ou une huile, consistant à maintenir la matière première en contact avec le solvant à une température plus ou moins élevée, inférieure à celle de l'ébullition.
• Le produit est un digesté.

Lixiviation (Percolation)

• Procédé de dissolution et d'extraction partielles consistant à épuiser une matière première en faisant filtrer, à travers elle, un solvant froid ou chaud qui entraîne, avec lui, tout composé soluble.
• Le produit obtenu est un lixiviat (ou percolat).
• Exemple: café.

Alcoolature

• Préparation liquide obtenue par macération ou décoction alcoolique de plantes fraîches contenant des substances actives fragiles.

Alcoolat

• Préparation liquide et odorante parfois appelée esprit, eau, baume, essence, quintessence, goutte, élixir, obtenue en deux temps : macération alcoolique de plantes puis distillation de la solution alcoolique.
• Ne contient que les constituants volatils des plantes et de l'alcool.

Historique de la pharmacognosie

• La période empirique a débuté aux environs de 3000 av. J.-C. avec les civilisations antiques en Égypte (Papyrus Ebers), en Inde (Poèmes de la Veda et le traité de Chraka), et en Chine.
• Fondation du savoir sur les plantes du 5ème au 4ème siècle av. J.-C. avec Hippocrate, père de la médecine (500 av. J.-C.), pour qui la maladie est un phénomène naturel et l'exercice médical doit se faire sans cérémonies ni rituels magiques.
• Hippocrate est considéré comme le fondateur des règles éthiques en médecine.
• Période de Galien (131-200 av. J.-C.) : développement de la théorie des quatre humeurs (sang, flegme, bile jaune et bile noire), également adoptée par les Chinois et les Hindous.
• Dioscoride (1er siècle apr. J.-C.) est l'auteur de « Materia medica ».
• Moyen Âge : période de l'alchimie, utilisation des minéraux, de l'opium et du chanvre indien.
• La médecine islamique, arabe et hindoue a connu une période de rénovation et de développement en science médico-pharmaceutique du 9ème au 13ème siècle, avec des figures comme Ibn el-Baytar, Avicenne (980-1037) auteur du « Canon de la médecine », Al Razi auteur de « Le continent » = « al hawi » et Ibn al Jazzar, auteur de « Viaticum » = « Zad el Mousafir ».
• Apparition de la distillation à l'alambic, la filtration et la sublimation.
• Développement de la pharmacie galénique.
• Séparation de la pharmacie de la médecine.
• Règlementation de la profession pharmaceutique (9ème siècle) : saydaly = apothicaire.
• Période de Paracelse (1500 après J.-C.) : notion de principe actif où tout remède est un poison (pharmacon), et que tout est question de dosage.
• Théorie des signatures, basée sur la théorie de similitude entre les plantes (forme, couleur, habitat) et les différents organes humains ou les maladies.
• Exercice d'une grande influence sur la naissance de l'homéopathie (Hahnemann).
• L'ère de la chimie et de la synthèse marque période scientifique avec Baume (1800 ap. J.-C.) qui inventa l'aréomètre.
• Derosne (1800 ap. J.-C) découvre la morphine.
• Pelletier et Cavantou (1820) découvrent la strychnine, la quinine et la caféine.
• Geiger et Hess (1833) découvrent l'atropine.
• Nativelle (1863) découvre la digitaline.
• Claude Bernard (1870) : développement des sciences de laboratoire ; une structure moléculaire est responsable d'une action physiologique.
• Pierre Potier (2000) : Taxotère (If européen), Navelbine (Pervenche de Madagascar).
• La période empirique est basée sur les observations, expériences, et la magie. La période scientifique est basée sur l'analyse, chimie, la synthèse et l'industrie.

Origine des métabolites

• Les molécules naturelles actives proviennent de végétaux terrestres et marins, d'animaux terrestres et marins, de champignons terrestres et marins et de bactéries terrestres et marines.
• Substances actives provenant de végétaux : métabolites primaires et secondaires.
• Substances actives provenant d'animaux : venins, polypeptides, protéines et enzymes, extraits d'organes (opothérapie), phospholipides et autres.
• Substances actives provenant de micro-organismes : antibiotiques, antifongiques, immunosuppresseurs et autres.
• Métabolisme primaire est caractérisé par des molécules essentielles pour la vie de l'organisme qui ont des rôles structurants, énergétiques, métaboliques et physiologiques, comme les glucides, lipides, protéines et acides nucléiques. Elles ont souvent une faible diversité chimique, la plupart sont communes à l'ensemble des espèces biologiques et sont souvent biologiquement inactives.
• Le métabolisme secondaire est caractérisé par des molécules non essentielles pour la vie de l'organisme, mais assurent sa survie, avec des rôles dans les interactions avec la biosphère et l'adaptation à l'environnement. Il s'agit de polyphénols, de terpénoïdes et d'alcaloïdes ayant une forte diversité chimique, spécifiques à chaque espèce ou sous-espèce et qui sont souvent biologiquement actifs.
• Cycle de métabolisme primaire du carbone aux acides animés aliphatiques ou tricarboxyliques.
• Cycle de métabolisme secondaire du carbone aux acides animés aromatiques, aux produits secondaires azotés, aux composés phénoliques et aux terpènes.
• Exemples de végétaux utilisés: Sorbus aucuparia, Rosaceae.
• Lipides végétaux : huile d'olive (Olea europaea, Oleaceae), huile de lin (Linum sp, Linaceae), huile de ricin (Ricinus communis, Euphorbiaceae), et beurre de karité (Vitellaria paradoxa, Sapotaceae).
• Terpénoïdes: Taxus baccata, Taxaceae.
• Ginkgo biloba, Ginkgoaceae
• Hedera helix, Araliaceae.

Végétaux (métabolites II)

• Stéroïdes: Digitalis lanata, Plantaginaceae.
• Diosgénine.
• Huile de germe de blé.
• Huile de maïs.

Molécules de type Polyphenols

• Resveratrol (molécule stilbene).
• Podophyllum peltatum.
• Podophyllotoxine.
• Sophora japonica.
• Rutoside = Rutine.

Alcaloïdes:

• Pavot à opium, Papaver somniferum, Papaveraceae.
• Catharanthus roseus.

Champignons

• Molécule ergotamine issue de Claviceps purpurea, Ascomycètes.
• Toxicité: Ergotisme.

Animaux

• Extrait des poumons de bœuf: Beractant, utilisé contre la détresse respiratoire des nourrissons.

Animaux marins

• Conus magus (mollusque marin) donne la molécule W-conotoxine, qui mène à la création d'un analgésique atypique pour l'amélioration de la douleur sévère et chronique, la molécule Ziconotide.

Micro-organismes

• Penicillium notatum pour la pénicilline G.
• Cephalosporium acremoniumpour la Cephalosporine C.
• Saccharopolyspora erythraea (Streptomyces erythreus) pour l'Erythromycin A.
• Streptomyces tsukubaensis pour le Tacrolimus.
• Streptomyces hygroscopicus pour la Rapamycine = Sirolimus.
• Tolypocladium inflatum pour la Cyclosporin A.
• Penicillium citrinum pour la Mevastatine.
• Penicillium brevicompactum pour la Mevastatine.
• Aspergillus terreus pour la Lovastatine.
• Hémisynthèse donne la Pravastatine.
• La Simvastatine, est issue de l'Hémisynthèse de la molécule Lovastatine.
• Les plantes donnent la toxicité par le Conium maculatum par la molécule Coniine.
• L'Atractylis gummifera, Asteraceae, produit la molécule Carboxyatractyloside(toxicité).
• Le venin de Vipère, Crapaud marin (Bufoténine), Salamandre (Samandarine) et le Scorpion sont toxiques venant directement de l'animal.
• Les champignons produisent l'Aspergillus flavus qui donne une toxicité contenant des mycotoxines, la molécule Aflatoxin B₁.

Denrées à haut risque de contamination aux mycotoxines

• Maïs, cacahuètes, noix du Brésil, pistaches, coprah et graines de coton.

Denrées à risque de contamination aux mycotoxines

• Figues, noix de pécan, amandes, noix, épices.

Denrées à risque mineur de contamination aux mycotoxines

• Soja, haricots, sorgho, blé, orge, millet, plantes légumineuses, manioc, riz et avoine.

Interaction plante-médicament

• Le métabolisme transforme le médicament à travers les enzymes des Phase I (Cytochromes P450) et Phase II.

Interaction des plantes médicaments avec les Cytochromes P450

• Le CYP2D6 interagit avec Bufuralol, Propranolol, Metoprolol, Carvedilol, Encainide, Flecainide, Propafenone, Dextromethorphane, Codéine, Imipramine, Desmipramine, Clomipramine, Paroxetine et Haloperidol.
• Le CYP3A4 interagit avec des Anti-arrythmiques, Statines,Inhibiteurs Calciques, Anti-infectieux, Immunosuppresseurs, Anti Histaminiques H1, Benzodiazépines et Anticancéreux
• Le CYP2C19 interagit avec Diazépam, Omeprazole, Pantoprazole et Proguanil.
• CYP1A2 interagit avec Tacrine, Theophylline, Clozapine et Zileuton.
• Le CYP2C9 interagit avec ARA II, Anti-convulsivants, Anticoagulants oraux, AINS et sulfamides hypoglycémiants.

Interactions plante-médicament

• Millepertuis: Inducteur enzymatique (CYP3A4, CYP2C19, CYP2C9) qui stimule le métabolisme des médicaments ce qui donne un risque d'inefficacité à plusieurs prises de produit pharmaceutiques avec Anticonvulsivants, Estroprogestatifs, Antivitamine K, Antiviraux, Digoxine et Immunosupresseurs.
• Jus de pamplemousse: Inhibiteur enzymatique qui bloque le métabolisme des médicaments ce qui augmente le risque de toxicité.

De la plante au médicament

• Critères de sélection par l’ethnopharmacognosie
• Identification de la plante par le botaniste
• Préparation d'un extrait
• L’extrait devient aqueux, alcoolique ou acétonique
• Recherche d'une activité thérapeutique «In vitro», puis «In vivo»
• Faire ensuite un screening chimique
• Une fois extraite et purifiée le principe actif et intéressant, se compose; Structure chimique détaillée Propriétés physico- chimique Relation structure-activité
• Pour être mis en forme, c'est à dire la Formulation
• ensuite, passer l'approbation de l' Études précliniques et cliniques
• Pour enfin faire un Médicament prêt être distribué et utilisé

Taxanes

• Découverte du taxol (Paclitaxel) en 1964 suite aux travaux menés par National Cancer Insitute qui permet d'être extraire à partir de l'écorce de l'If du Pacifique Taxus brevifolia.
• Isolement du paclitaxel est fait en 1967.
• Structure du taxol élucidée en 1971.
• Mécanisme d'action découvert en 1979.
• AMM par FDA pour le cancer de l'ovaire en 1992.
• Essais cliniques sur la molécule paclitaxel
• Problème d'approvisionnement: Ecologistes.
• Pierre Potier est à l'origine de la Hemisynthèse.
• Une fois hémisynthétisée la molécule molécule Taxotère (docetaxel) est créée au 10-deacetyl Baccatine III.

Molécules Vinblastine et la Vincristine venant de:

• Pervenche de Madagascar
• Cataranthus roseus
• Apocynaceae

Aspects réglementaires

• Algérie: MSPRH (Ministère de la Santé, de la Population et de la Réforme Hospitalière) et la Direction de la Pharmacie.
• Europe: EMA (European Medicines Agency) et HMPC (Committee on Herbal Medicinal Products).
• France: ANSM (Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé).
• États Unis d'Amérique: FDA (U.S. Food and Drug Administration).

En Algérie, La phytovigilance est mise en place par:

• CENTRE NATIONAL DE PHARMACOVIGILANCE ET DE MATÉRIOVIGILANCE
• Direction par : PROFESSEUR ABDELKADER HELALI
• La phytovigilance consiste en la surveillance des effets indésirables et des interactions médicamenteuses consécutifs à l’emploi de
• Médicaments à base de plantes (MABP)
• Compléments alimentaires à base de plantes (CABP)
• Phytocosmétiques
• Plantes médicinales
• Plusieurs méthodes de calcul d’imputabilité des problèmes suite à l'utilisation de plantes ou substances actives.
• Méthode française actualisée cours de pharmacovigilance
• Méthode OMS