ESSAI D’ADAPTATION DE ARTEMISIA ANNUA L. (ASTERACEAE) AU CLIMAT SOUDANIEN: GERMINATION, SUIVI DE LA CROISSANCE ET EVALUATION DE LA BIOMASSE ET DE LA CONCENTRATION EN ARTEMISININE

M. Bambara

Description

UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU
UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE EN SCIENCES DE LA SANTE
****************
CENTRE NATIONAL DE SEMENCES FORESTIERES (CNSF)

Thème: ESSAI D’ADAPTATION DE ARTEMISIA ANNUA L. (ASTERACEAE) AU CLIMAT SOUDANIEN: GERMINATION, SUIVI DE LA CROISSANCE ET EVALUATION DE LA BIOMASSE ET DE LA CONCENTRATION EN ARTEMISININE

Présenté et soutenu publiquement le 1 Mars 2007 pour l’obtention du DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES (DEA) EN PHARMACOLOGIE APPLIQUEE Par Moussa BAMBARA Directeur : Devant le jury composé de : Pr. Ag. Jean Baptiste NIKIEMA, Pr Jean KOUDOU, Pr Jeanne R. MILLOGO Dr Sié KAMBOU

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• Publié par: Bambara01
• Publié le: 17 septembre 2012
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Extrait

  UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU   **************** UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE EN SCIENCES DE LA SANTE (UFR/SDS) ****************   DEPARTEMENT DE SCIENCES PHARMACEUTIQUES          

 

  CENTRE NATIONAL DE SEMENCES   FORESTIERES ****************   DIRECTION GENERALE    

 

      Année universitaire: 2006-2007 DEA No:…..     ESSAI D’ADAPTATION DE ARTEMISIA ANNUA L. (ASTERACEAE) AU CLIMAT SOUDANIEN: GERMINATION, SUIVI DE LA CROISSANCE ET EVALUATION DE LA BIOMASSE ET DE LA CONCENTRATION EN ARTEMISININE      

  MEMO 1 IRE Présenté et soutenu publiquement le 1 er Mars 2007 pour l’obtention du DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES (DEA) EN PHARMACOLOGIE APPLIQUEE Par Moussa BAMBARA   Devant le jury composé de : Directeur :    Pr. Ag. Jean Baptiste NIKIEMA  Président : Pr Jean KOUDOU Co-directeur :  Membres : Dr Sié KAMBOU  Pr Jeanne R. MILLOGO  Pr Jean B. NIKIEMA                                                     1 Moussa BAMBARA 01BP 1817 Ouagadougou 01 Tel : [phone] mail : mbambara2003@yahoo.f   r  

DEDICACE   A mon père (In memoriam) Arraché à notre affection le 1 er décembre 2002. Nos yeux ne tarissent pas de larmes au souvenir de cette séparation mais notre cœur est toujours attaché à l’invocation du Seigneur afin que tu bénéficies de Sa miséricorde.   « Nous procédons de Dieu et c’est vers Lui que nous ferons retour » A mes mamans Pour la compréhension et l’amour dont nous avons toujours bénéficiés. Nous espérons grâce à Dieu vous le témoigner durant le temps qui nous reste à vivre. Trouvez en ce travail le fruit de votre patience. A mon grand frère Ousseini, Pour tous les soins depuis nos premiers pas à l’école Merci pour la rigueur que tu m’as inculquée dans toute entreprise. A mon oncle Mamadou Zaré et sa famille Pour nous avoir supporté des années durant, malgré nos défauts. A Zénabou, Sadikou et Yacou Pour votre soutien permanent et le bon exemple que avez toujours su donner à vos petits frères. A Issouf, Damata, Ousmane, Mamata et Soulémane Restons unis et solidaires comme nous l’a toujours recommandé notre père Seul le travail fera de nous des Hommes de valeur. A Dr Guigma Yacouba et ses enfants Pour votre solidarité et vos encouragements. A mes Frères et Sœurs de l’Association des élèves et étudiants musulmans au Burkina pour toute la fraternité, la solidarité et pour votre combat, souvent méconnu ou incompris pour le développement de ce pays.   

 

I

REMERCIEMENTS  Ce travail n’aurait aboutit sans l’apport de certaines personnes à qui nous tenons à exprimer toute notre gratitude et notre reconnaissance. Au Professeur Innocent P. GUISSOU : Titulaire de la Chaire de Pharmacologie et Toxicologie à l’UFR/SDS de l’Université de Ouagadougou, chef du département de Médecine, Pharmacopée Traditionnelles et Pharmacie (MEPHATRA/PH) de l’IRSS/CNRST et Directeur du laboratoire de Pharmacologie et Toxicologie de l’UFR/SDS. Vous avez bien voulu nous accepter dans cette filière et vous vous êtes évertué, durant notre formation théorique, à nous inculquer la rigueur scientifique. Trouvez ici cher maître l’expression de notre gratitude   A notre Directeur de mémoire, le Professeur Agrégé Jean Baptiste NIKIEMA : Maître de Conférences en Pharmacognosie, Directeur des stages de Pharmacie à l’UFR/SDS, Directeur de la Promotion de la Médecine Traditionnelle au Ministère de la Santé. Vous avez pensé cette étude et nous y avez orienté malgré vos multiples charges. Merci pour l’honneur que vous nous faites en acceptant encadrer nos premiers pas dans la recherche scientifique.  Au Directeur Général du Centre National de Semences Forestières (CNSF) : Vous nous avez ouvert les portes de vos services et mis à notre disposition toutes les ressources humaines et matérielles pour mener à bien cette étude. Nous vous en sommes très reconnaissant et espérons toujours bénéficier de cette collaboration pour la suite de l’étude. Au Docteu Sié KAMBOU : r Responsable du Programme Conservation et Amélioration Génétique (PCAG) au CNSF Merci pour l’intérêt que vous avez manifesté pour ce travail en acceptant le co-diriger et merci pour l’investissement pour l’analyse statistique des résultats. A Xavier SIMMONET : Ingénieur agronome et Chef du projet Médiplant au Centre de Recherche en Plantes Médicinales et Aromatiques de Changins. Vous avez mis à notre disposition des semences améliorées d’ Artemisia annua , des publications qui ont été pour nous la principale source bibliographique. Merci également pour les conseils dont nous avons bénéficiés pour l’interprétation de nos résultats. A Mme Edith DABOUE : Responsable du Programme Technologie des Semences (PTS) au CNSF Merci pour nous avoir guidé dans la présentation de la méthodologie et de l’analyse des résultats des essais de germination et merci de la disponibilité dont vous avez fait montre durant toute la période de cette étude.  

 

II

  A nos maîtres et juges : Pr Jean KOUDOU, Maître de Conférences en Chimie organique et Directeur de Programmes au CAMES. Pr Jeanne RASOLODIMBY/MILLOGO , Maître de Conférences en Biologie-Ecologie végétale à l’UFR/SVT Nous avons eu l’occasion de recevoir vos précieux enseignements durant notre formation. C’est encore un grand honneur que vous nous faites en acceptant de juger ce travail. Soyez rassuré de notre estime et notre profonde gratitude. Au Professeur Achille BENAKIS : Titulaire de Chaire de Pharmacologie à l’université de Genève. Vous avez bien voulu contribuer à la réalisation de cette étude en prenant en charge l’analyse chimique. Nous retenons de vous, un homme de science sensible à la cause des pays pauvres. Trouver dans ce travail cher Pr., l’expression de notre profonde gratitude.   A l’Association Artemisia contre le Paludisme (ACP) : Merci pour le don de semences Au Docteur Nicola DELABEYS : Docteur ès sciences biologiques, chercheur au centre de recherche en plantes médicinales et aromatiques de Changins. Si les études sur la biologie de Artemisia annua sont rares, vous y avez consacré une thèse de doctorat. Merci pour avoir accepté mettre à notre disposition une copie de cet important travail. A tous nos maîtres des UFR/ SDS et SVT Merci pour tout le sacrifice pour nous mettre sur les traces des Hommes de sciences Aux chercheurs de l’IRSS pour l’encadrement pendant notre formation théorique M. Lucien YODA, Directeur Technique du CNSF et à tous les cadres du CNSF.   A Vous nous avez considéré comme un élément du personnel de votre service. Merci pour l’accueil combien chaleureux, les soutiens, encouragements et pertinentes critiques. A Mamadou SIDIBE, technicien au laboratoire de Technologie des Semences    pour nous avoir initié aux techniques d’essais de germination A Rasmané KALMOGO et ses collègues de la pépinière pour leur appui lors des mensurations. A nos camarades de promotion du D.E.A./ Pharmacologie et Toxicologie: BARRY Mamadou, BELEMNABA Lazare, BOLY Rahinatou, OUEDRAOGO Noufou, SAWADOGO W. Richard et ZERBO Alexandre . Merci pour votre solidarité et votre amitié. A nos aînés et tous nos camarades de troisième cycle de Biologie à l’UFR/SVT pour vos conseils et critiques combien appréciables. Enfin à la Coordination Islamique des Actions de Lutte contre le VIH/Sida et les IST (CIALIS) pour le matériel informatique mis à notre disposition.  

 

III

 

                        L’UFR /SDS A ARRETE QUE LES OPINIONS EMISES DANS LES DISSERTATIONS QUI SERONT PRESENTEES DOIVENT ETRE CONSIDEREES COMME PROPRES A LEURS AUTEURS ET QU’ELLE N’ENTEND LEUR DONNER AUCUNE APPROBATION NI AUCUNE IMPROBATION

IV

LISTE DES ABREVIATIONS

  ACP :   Association Artemisia Contre le Paludisme CAMES : Conseil Africain et Malgache pour l’Enseignement Supérieur CHU-YO : Centre Hospitalier Universitaire Yalgado OUEDRAOGO CNRCP : Centre national de référence de la chimiosensibilité du paludisme CNSF : Centre National de Semences Forestières DEA : Diplôme d’Etude Approfondie DEP : Direction des Etudes et de la Planification DL50 : Dose Létale 50 INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie ISTA : Association Internationale des essais de semences LSD: Least significant differences of means ONG : Organisation Non Gouvernementale PCAG : Programme Conservation et Amélioration Génétique PIB : Produit Intérieur Brut PNLP : Programme National de Lutte contre le Paludisme PTS : Programme Technologie des Semences RDC : République Démocratique du Congo SDS : Sciences de la Santé SNIS : Système National d’Information Sanitaire SVT : Sciences de la Vie et de la Terre UFR : Unité de Formation et de Recherche

 

V

RESUME Selon l’organisation mondiale de la santé (OMS) ; environ 40% de la population mondiale est exposée au paludisme et l’Afrique subsaharienne demeure la région la plus touchée du monde avec 90% des cas. Au Burkina Faso, zone d’endémique, le paludisme constitue le premier motif de consultation, d’hospitalisation et de décès dans les formations sanitaires. Cette situation s’est accrue ces dernières années avec l’apparition des formes résistantes de Plasmodium falciparum aux antipaludéens généralement utilisés (63,4% d’échecs thérapeutiques à la chloroquine à Ouagadougou selon Gansané, 2005). C’est ce qui justifie l’adoption par les autorités en charge de la santé des dérivées d’artémisinine comme molécule de choix dans la prise en charge du paludisme mais le coût des produits les mettent hors de la porté des populations. Cette étude qui est une première étape d’une série a eu pour objectif d’évaluer les possibilités de culture de Artemisia annua L. (Asteraceae) au Burkina, un pays à climat de type soudanien en vue de la production d’antipaludéens. Elle a concerné deux lots de semences de l’espèce d’origine différente : La région de Franche Comté en France et Changin en Suisse. Les essais de germination ont montré que les semences germent bien dans les conditions climatiques soudaniennes de préférence sur du substrat sable. L’élevage de plants, aussi bien en pot qu’en pépinière montre que les semences d’origine suisse présentent une meilleure adaptabilité avec une biomasse foliaire à la récolte de 1173,317Kg/ha. L’évaluation de la teneur en artémisinine a donné une valeur de 0,45% sur la masse sèche des feuilles à récolte précoce et moins de 0,24% sur la masse sèche des inflorescences et celle des feuilles à récolte tardive. Cette teneur bien qu’inférieure à 1% (théoriquement attendu) est suffisante pour avoir des solutions aqueuses ayant une efficacité thérapeutique : 9ng/mL (Heide 2006). Les valeurs de la biomasse et de la teneur en huiles essentiels peuvent être améliorées dans les études ultérieures si l’on tient compte des résultats de cette étude. Dans tous les cas ces résultats constituent une première approche et donc d’autres études permettront de mieux appréhender les paramètres de culture de Artemisia annua dans cette région de l’Afrique. Mots clefs : Artemisia annua , Artémisinine, Climat soudanien, Biomasse, Culture

 

VI

ABSTRACT According to the World Health Organization (W H O) about 40% of the world population are exposed to malaria, and subsaharian Africa stays the most affected area of the world with 90%. In Burkina Faso, malaria constitutes the first preoccupation in the health centers, and the first cause of death. The situation has become worse in the last years with the appearance of the resistant forms of Plasmodium falciparum , antimalarian generally used (63.4% of failure according to Gansané 2005) This explains the adoption of artemisinin, by the authorities in charge of health, as a molecule of choice in the treatment of malaria The research has the objective of evaluating the possibilities of cultivating Artemisia annua L. (Asteracee) in Burkina Faso, a sudanian climate country. The research concerns two groups of seeds of different areas: The region of “Franche comté” in France and “changrin” in Switzerland. The test of germination has shown that the seeds germinate well in the sudanian climate conditions with a preference of substrate sand: The cultivation of plants either in vase or in seed-bed shows that the seeds from Switzerland present the best adaptability with biomass which gives 1173.317kg/ha. The amount evaluation of artemisinin gives 0.45% of mass on the dry leaves and less than 0.24% of mass on the dry flower. Though this amount is inferior to 1% (theoretic considering), it is sufficient to have aqueous solutions with effective therapy (Heide 2006). The values of the biomass and the degree of essential oil can be improved in the next researches if we take into account the results of this research. Anyway these results constitute the first approach, so other researches will allow us to apprehend all sides of the cultivation of Artemisia annua in this area of Africa.     Key words : Artemisia annua , artemisinin, sudanian climate, cultivation and biomass  

 

VII

SOMMAIRE   DEDICACE................................................................................................................................I   REMERCIEMENTS............................................................................................................... II   ABREVIATIONS ...................................................................................................................IV   LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................. V   RESUME ................................................................................................................................. VI   ABSTRACT .......................................................................................................................... VII   Liste de Figures......................................................................................................................... 2   Liste des tableaux ..................................................................................................................... 2   INTRODUCTION ET PROBLEMATIQUE......................................................................... 1   1. Situation du paludisme dans le monde et au Burkina Faso ............................................ 4 1.1. Epidémiologie du paludisme dans le monde............................................................... 4 1.2. Situation du paludisme au Burkina Faso ..................................................................... 6 Incidence financière et économique de la maladie............................................................. 7 2. Présentation de Artemisia annua L. ................................................................................... 8 2.1. Botanique .................................................................................................................... 8 2.2. Phytochimie, synthèse et hémisynthèse ...................................................................... 9 2.3. Pharmacologie et essais cliniques. ............................................................................ 11 2.4. La culture d’Artemisia annua pour la production d’artémisinine ............................. 13 2.4.1. Aspects agronomiques........................................................................................ 13 2.4.2. Concentration en artémisinine............................................................................ 13 3. Germination d’une semence-Croissance et développement d’une plante........................ 14 3.1. Définition .................................................................................................................. 14 3.1.1. Germination........................................................................................................ 14 3.1.2. Croissance .......................................................................................................... 15 3.1.3. Développement................................................................................................... 15 3.2. Conditions de la germination, de la croissance et du développement....................... 15 3.2.1. Substrat et Humidité........................................................................................... 15 3.2.2. Température ....................................................................................................... 16 3.2.3. Lumière .............................................................................................................. 17 3.3. Etude de la germination et de la croissance .............................................................. 19 3.3.1. Etude de la germination...................................................................................... 19 3.3.2. Etude de la croissance ........................................................................................ 19 II. OBJECTIF DE L’ETUDE ............................................................................................... 22   1. Objectif général de l’étude : ............................................................................................. 22 2. Objectifs spécifiques : ...................................................................................................... 22 III. MATERIELS ET METHODES..................................................................................... 23   1. Cadre de l’étude ........................................................................................................... 23 2. Matériels et méthodes....................................................................................................... 24 2.1. Germination............................................................................................................... 24

2.1.1. Matériel biologique ............................................................................................ 24 2.1.2. Matériels techniques........................................................................................... 24 2.1.3. Essai au laboratoire ................................................................................................ 25 2.1.4. Essai en pépinière................................................................................................... 25 2.1.5. Analyse des résultats .............................................................................................. 26 2.2. Suivi du développement végétatif ............................................................................. 28 2.2.1. Matériel biologique ............................................................................................ 28 2.2.2. Matériels techniques........................................................................................... 28 2.2.3. Culture en pot ..................................................................................................... 28 2.2.4. Culture en champ ............................................................................................... 29 2.2.5. Analyse des résultats .......................................................................................... 30 2.2.6. Mesure de la surface foliaire .............................................................................. 30 2.2.7. Etude de la biomasse .......................................................................................... 31 2.3. Détermination de la concentration en artémisinine................................................... 31 2.3.1. Matériel biologique ............................................................................................ 31 2.3.2. Mode opératoire ................................................................................................. 31 IV. RESULTATS ET DISCUSSIONS.................................................................................. 34   1. Résultats ....................................................................................................................... 34 1.1. Germination............................................................................................................... 34 1.1.1. Au laboratoire : conditions ambiantes et sous incubateur.................................. 34 1.1.2. En pépinière........................................................................................................ 35 Analyse comparative .................................................................................................... 36 1.2. Croissance et développement végétatif ..................................................................... 37 1.2.1. Croissance .......................................................................................................... 37 1.2.2. Rendement foliaire ............................................................................................. 38 1.3. Concentration en artémisinine................................................................................... 39 2. Discussions....................................................................................................................... 39 2.1. Germination............................................................................................................... 39 2.1.1. Comparaison des substrats au laboratoire .......................................................... 39 2.1.2. Effet des conditions de l’essai ............................................................................ 39 2.1.3. Effet du prétraitement......................................................................................... 40 2.1.4. Discussion générale sur les résultats de la germination ..................................... 40 Conclusion........................................................................................................................ 41 2.2. Croissance et développement .................................................................................... 42 2.2.1. Comparaison entre les lots ACP et F2 ............................................................... 42 2.2.2. Croissance et développement du lot F2.............................................................. 42 2.2.3. Rendement en biomasse foliaire ........................................................................ 44 Conclusion........................................................................................................................ 44 2.3. Concentration en artémisinine................................................................................... 45 CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES.......................................................... 47   REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................. 49   ANNEXES............................................................................................................................... 53    

 

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Liste de Figures

  Figure 1: Répartition du paludisme dans le monde……… ………………………………....…5 Figure 2: Transmission du paludisme selon les zones agroclimatiques du Burkina Faso….....6 Figure 3: Voies de biosynthèse possible de l’artémisinine (d’après Woerdenbag et al 1990).. 9 Figure 4: Dérivés de l’artémisinine (Muller et al 2000)…………...…………………………11 Figure 5: Modèle schématique d’une courbe de croissance…………………….…………….21 Figure 6: Dispositifs des essais de germination………… …….……………………………...27 Figure 7: Dispositif de culture en pot………..………………… ……………………………29 Figure 8: Dispositif de culture en champ……………..………… ……….…………………...30 Figure 9: Evolution de la germination dans les conditions ambiantes du laboratoire (substrat papier filtre)……………….………………………………………………………………….34 Figure 10: Evolution de la germination dans les conditions ambiantes du laboratoire (substrat sable)………………………………………………………………………………………….34  Figure 11: Evolution de la germination dans l’incubateur réglé à 30°C……………...………35 Figure 12: Evolution de la germination dans les conditions ambiantes de la pépinière……...35 Figure 13: Evolution du diamètre moyen des lots ACP et F2……………………….….……37 Figure14: Evolution de la hauteur moyenne des lots ACP et F2…….………………………37 Figure 15: Vitesse moyenne des lots F2 et ACP……………. ………….……………………38 Figure 16: Evolution de la hauteur et de la vitesse de croissance……………….……………38 Figure 17: Croissance des plants issus des lots de semences…………………………………42 Figure 18: Variabilité de la surface foliaire……………… …….…………………………….43 Figure 19: Variabilité de la surface foliaire……………… ……..…………………….……...43     Tableau 1: Classification systématique de l’espèce… ………………………………………..8 Tableau 2: Relevés météorologiques au cours de la période de l’étude……………………..23 Tableau 3: Préparation des échantillons pour la détermination de la teneur en artémisinine..31 Tableau 4: Les étapes de manipulation pour la détermination de la teneur en artémisinine...33   Tableau 5: Résultats des analyses comparatives au logiciel Statistica………………….…..36   Tableau 6: Valeur moyenne du diamètre et de la hauteur des plantes………………………37 Tableau 7: Résultats de la détermination de la teneur en artémisinine………………………39

 

Liste des tableaux