Les métabolites bioactifs extraits des ressources naturelles servent de médicaments pour le traitement de diverses maladies. Un nouvel article de synthèse publié dans le Journal de biotechnologie a fourni des informations sur divers métabolites nutraceutiques extraits d’algues. Les auteurs ont également discuté de l’efficacité de ces métabolites bioactifs pour traiter plusieurs maladies, dont le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2), l’agent causal de la pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19) en cours.
Etude : Médicaments microalgaux : Une réserve thérapeutique prometteuse pour l’avenir. Crédit d’image : Bigone/Shutterstock
Les algues, une source prometteuse de métabolites bioactifs
Les algues, plantes eucaryotes appartenant au royaume Protista, sont nées il y a environ un milliard d’années. En fonction de leur taille, ces organismes photosynthétiques sont classés en macroalgues (multicellulaires) et microalgues (unicellulaires). En plus de maintenir les niveaux de dioxyde de carbone sur terre et de prévenir le changement climatique, les algues contiennent diverses protéines et fibres alimentaires qui peuvent servir d’anti-inflammatoires, d’anti-microbes et d’agents de prévention des maladies. L’un des principaux avantages des médicaments dérivés des microalgues est leur plasticité métabolique. Des algues pharmacologiquement significatives peuvent être cultivées à grande échelle à l’aide de photo-bioréacteurs.
En 1950, les organismes marins ont été explorés pour la première fois pour obtenir de nouveaux médicaments. Parmi les algues rouges, vertes et brunes, les algues rouges contiennent le plus grand nombre de composés bioactifs, par exemple, polysaccharides, lipides, polyphénols, stéroïdes, glycosides, flavonoïdes, tanins, saponines, alcaloïdes, triterpénoïdes, anthraquinones et glycosides cardiaques. Beaucoup de ces métabolites ont des propriétés antimicrobiennes, anti-inflammatoires et antioxydantes. De plus, dans les microalgues, de nombreuses substances chimiques se déposent dans leurs parois cellulaires, les rendant épaisses et résistantes aux changements environnementaux. C’est la raison pour laquelle les algues peuvent résister à des conditions difficiles.
La forme comestible des algues marines contient des composés de grande valeur, comme les caroténoïdes et l’astaxanthine, qui présentent des propriétés antioxydantes exceptionnelles. C’est pourquoi les algues ont été largement utilisées comme complément de santé pour les humains, avec une valeur marchande atteignant 3,4 milliards de dollars. Les microalgues marines (algues) produisent naturellement des carraghénanes, des polysaccharides sulfatés composés de fucoïdane, de fucostérol, d’alginate de sodium et de protéines. De plus, la spiruline, connue comme un super aliment, est extraite de l’algue nommée, Spiruline platensis. De plus, plusieurs métabolites, tels que la cyanovirine, la scytovirine et la microvirine, isolés des cyanobactéries, sont efficaces contre diverses maladies virales, bactériennes et fongiques.
De nombreuses algues contiennent des lipides, des composés de faible valeur présents sous diverses formes telles que des acides gras, des stérols, des glycérides, des vitamines liposolubles et des phospholipides. Plusieurs études ont révélé que les microalgues et les macroalgues peuvent synthétiser une classe thérapeutiquement pertinente d’acides gras, par exemple, les acides gras polyinsaturés (PUFA). Les stérols à base d’algues, tels que le fucostérol, l’ergostérol et le chondrillastérol, présentent des réactions anti-inflammatoires. Divers lipides et acides gras médicalement importants sont obtenus à partir de Chlorella vulgaris, Undaria pinnatifida, Haematococcus pluvialiset Cladophora rupestris. Plusieurs types de vitamines, par exemple, la vitamine C, la vitamine E, la vitamine B2, B3, B9, B12, la vitamine K, etc., sont synthétisées par les algues, par exemple, Skeletonema marinoi, Tetraselmis suicica, et Chaetoceros sp.
Étude : Algue Chlorella vulgaris sous vue microscopique Crédit d’image : Elif Bayraktar / Shutterstock
Les microalgues et les macroalgues contiennent tous les acides aminés essentiels qui ne sont pas synthétisés par le corps humain. Ces acides aminés essentiels protègent les cellules contre les dommages et l’attaque des radicaux libres. Palmaria palmata comprend des acides aminés, tels que la leucine, la valine, la méthionine, l’isoleucine et la thréonine, qui ressemblent à la teneur en protéines présentes dans la protéine de blanc d’œuf et l’ovalbumine.
Métabolites d’algues pour le traitement des maladies
La majorité des microalgues contiennent des AGPI, dont l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, c’est-à-dire les deux acides gras oméga-3 les plus importants. Ces composés réduisent considérablement les risques de maladies cardiaques. Griffithsine (GRFT), une protéine extraite de macroalgues Griffithsia sp, présente une propriété anti-virus de l’immunodéficience humaine (VIH)-1. Cet agent antiviral a également montré une efficacité contre les hantavirus et les coronavirus (par exemple, SARS-CoV-2 et MERS). Les scientifiques ont révélé que le GRFT se lie aux sites de glycosylation de la sous-unité S1 de la protéine Spike du coronavirus, peut-être un domaine de liaison au récepteur (RBD), et inhibe l’infection virale. Les carraghénanes obtenus à partir d’algues rouges présentent une activité antivirale. Plusieurs études ont révélé qu’ils peuvent inhiber la réplication de virus, tels que le VIH, l’hépatite A, les papillomavirus humains, le virus de la dengue, le virus de l’encéphalite japonaise et le cytomégalovirus murin.
Les fucoïdanes sont extraits des parois cellulaires des algues brunes, qui contiennent des groupes de résidus de L-fucose et de sulfate. Ce composé a présenté diverses activités thérapeutiques, notamment une efficacité contre le coronavirus, le VIH, le cytomégalovirus humain, le coronavirus, le virus de la grippe et le norovirus murin. Le principal mécanisme d’action a été associé au groupe sulfate bloquant l’entrée du virus dans l’hôte via une compétition pour la fixation de l’enveloppe de glycoprotéine virale chargée positivement sur la cellule hôte. Récemment, le fucoïdane isolé d’algues brunes Saccharina japonica a montré son efficacité contre le SRAS-CoV-2. Les ulvanes, qui sont des polysaccharides soufrés (SPS) obtenus à partir d’algues vertes, par exemple, Ulva sp. ont révélé des propriétés antivirales, immunomodulatrices, antioxydantes, antihyperlipidémiantes et anticancéreuses. De plus, ce métabolite aide à réduire les maladies chroniques liées à la santé gastro-intestinale.
Métabolites d’algues extraits de Hydroclathrus clathratus, Ulva prolifera, Gracilaria lemaneiformis, Laurencia papillosa, Sargassum fusiforme, etc., présentent également des propriétés antibactériennes et antifongiques.
Grâce à la recherche et au développement continus des ressources marines, les algues et leurs métabolites jouent un rôle de plus en plus important dans les aliments fonctionnels et la nutrition. Des essais cliniques et expérimentaux sont actuellement menés sur de nombreux médicaments dérivés de métabolites d’algues. Les macro et microalgues contiennent des caroténoïdes, des polysaccharides soufrés, des lipides, des protéines et des vitamines essentielles à la santé et peuvent également être utilisées pour traiter et prévenir de nombreuses infections et maladies potentiellement mortelles, telles que le SRAS-CoV-2. Les algues représentent un vaste réservoir et un trésor de biocomposés à haute valeur ajoutée largement utilisés dans les industries alimentaires, nutraceutiques, pharmaceutiques, cosmétiques et autres.
