Activités antibactérienne et antifongique des ... - Biologie & Santé

Activités antibactérienne et antifongique
des extraits d’algues marines
d’origine marocaine
A. MOUJAHID 1 , B. BENCHARKI 2 , L. HILALI 2 , A. BAGRI 3 , L. NAJIM 4 .
1- Laboratoire de Production Végétale,
2- Laboratoire de Biotechnologies,
3- Laboratoire de physiologie et Pharmacologie, Faculté des Sciences et
Techniques de Settat, Université Hassan II, B. P. 577 Settat, Maroc
4- Laboratoire de Mycologie Algologie Faculté des Sciences Rabat – Maroc
Résumé :
Les activités antibactérienne et antifongique des extraits d’espèces d’algues marines ont été
étudiées. Les résultats montrent que les extraits au dichlorométhane d’Ulva lactuca,
Cystoseira humilis, Fucus vesiculosus et Bifurcaria tuberculata ont une forte activité
inhibitrice vis-à-vis de la souche bactérienne Bacillus subtilis. Les extraits à l’éther d'Ulva
lactuca et de Cystoseira humilis et l'extrait au dichloromethane d'Ulva lactuca et de Fucus
vesicolosus inhibent la croissance d’Escherichia coli. Par ailleurs, l'extrait
dichlorométhanolique de Fucus spiralis et de Cystoseira humilis ainsi que l'extrait étheré
de Fucus vesiculosus et de Cystoseira humilis inhibent la croissance mycélienne
d’Aspergillus niger. Enfin, les extraits obtenus à partir de Laminaria digitata et Gelidium
sesquipedale n'avaient aucun effet sur la croissance des bactéries et du champignon A.
niger.
Mots-clés: Ulva lactuca, Cystoseira humilis, Fucus vesiculosus, Bifurcaria tuberculata, Extraits éthérés,
Extraits dichlorométhanolique, Activité antibactérienne, Activité antifongique.
Les algues d’origine marine occupent une place
importante en pharmacologie et en médecine et,
de ce fait, font l’objet d’une exploitation
industrielle importante. En effet, plusieurs
algues marines possèdent des actions vermifuge
(Alsidium helminthocorton, Digenea simplex),
hypoglycémiante (Corallina, Cystoseira,
Pterocladia, etc...), Hypotensive (Chondrus,
Laminaria, etc...), anticoagulante (Chondrus,
Corallina, Delessaria, Laminaria, Pterocladia,
etc...), cardiotonique (Undria pinnatifida), antiinflammatoire,
antibactérienne, antifongique et
antivirale (Chondrus, Cladophora, Ulva, Fucus,
Cystoseira, Bifurcaria).
Article reçu le 200.
Adresse de correspondance et de tirés à part : Dr. A. Moujahid,
Département de Biologie, Université Hassan 1 er , FST Settat, BP 577 Settat, 26000
Maroc -Tél : 212 23 40 09 80 Fax : 212 23 09 69. e-mail: mouja@yahoo.fr
Les études des effets antibiotiques des
métabolites isolés à partir des algues marines
in vivo et in vitro sont peu développées [4, 5, 6,
7, 8]. Les algues rouges (Rhodophycées)
produisent des substances de natures terpènes,
des acétogenines et halogénés qui sont des
composés produits par la polymérisation des
acétates [1, 2]. Ces rhodophycées possèdent
une activité antimicrobienne par effet
cytotoxique. En revanche, les algues brunes
(Phéophycées) ne renferment pas de composés
semblables à ceux des algues rouges.
Cependant, certaines espèces de phéophycées
(Cystoseiracées, Sargassacées) sont connues
par leur teneur élevée en diterpenes complexes
ainsi que d'autres structures aromatiques, tels
les phénols [3].
Biologie & Santé vol. 4, n° 2, 2004 1

A. Moujahid et al.
Afin d’étendre les travaux existants sur
l’activité antimicrobienne et antifongique des
algues marines, nous avons essayé d’obtenir
des extraits d’algues à l’aide de solvant ayant
des polarités différentes à partir des espèces
Ulva lactuca, Cystoseira humilis, Fucus
vesiculosus, et Bifurcaria tuberculata. Ces
extraits ont été testés pour leur activité
antimicrobienne et antifongique vis-à-vis des
souches bactériennes (Gram+, Gram-) et une
souche fongique Aspergillus niger.
Matériel et Méthodes
Les espèces d'algues étudiées ont été prélevées
sur la côte atlantique marocaine. Ces espèces
appartiennent aux trois grands groupes
d’algues: L’espèce Ulva lactuca (Laitue de
mer, Chlorophycées); les espèces Cystoseira
humilis, Fucus spiralis, Fucus vesiculosus,
Bifurcaria tuberculata et Laminaria digitata
(Phéophycées) et l’espèce Gelidium sesquipedale
(Rhodophycées) [9]. L’effet des extraits est
vérifié sur les souches bactériennes de
références Escherichia coli et Bacillus subtilis
et la souche fongique de référence Aspergillus
niger (souches de collection du laboratoire de
biotechnologies, Faculté des Sciences et
Techniques de Settat).
Méthode d’extraction
Les échantillons d'algues ont été rincés par
l’eau de mer stérile et découpés en petits
morceaux, puis conservés par congélation à
–28°C. Dans un premier temps, 50g de chaque
échantillon sont broyés dans un mortier en
porcelaine en présence de 100 ml d'un mélange
de solvant chloroforme/éthanol (50:50, v/v)
après filtration et évaporation à sec de l’extrait
à l’aide d’un rotavapeur (****), un volume de
50 ml du mélange éther/eau (75:25, v/v) a été
ajouté à l’extrait brut et laissé sous agitation
pendant 1 heure. Après élimination de la phase
aqueuse, on obtient l’extrait étheré qui est un
résidu huileux de couleur verte-jaune formé
surtout de composés phénoliques (Figure A).
ALGUES FRAICHES
Broyage
Extraction Chloroforme/Ethanol
Extrait brut sec
Ether/Eau
Dichlorométhane/Eau
Phase aqueuse
Figure A : Procédé d’extraction
Extrait étheré
Extrait
Dichlorométhanolique
Au résidu insoluble restant, on a ajouté un
volume de 50 ml du mélange dichlorométhane/
eau (75:25, v/v) sous agitation pendant 1 heure.
L’élimination de la phase aqueuse permet
d’obtenir un extrait dichlorométhano-lique de
nature huileuse et de couleur verte; composé de
pigments chlorophylliens, de caroténoïdes et de
composés stéroliques (Figure 1).
Tests d’activité antimicrobienne
L'activité biologique des extraits étherés et
dichlorométhanolique a été testée vis-à-vis de
souches bactériennes d’E. coli (Gram+) et de B.
subtilis (Gram-) ainsi que vis-à-vis d’une
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Biologie & Santé vol. 4, n° 2, 2004

Activités antibactérienne et antifongique d’algues marines
les souches E. coli (Gram+) et B. subtilus
(Gram-). Cet effet est mis en évidence par la
mesure de l’étendue d’inhibition développée
sur la boîte de Pétri autour du puits renfermant
l’extrait d’algue. Cette zone d’inhibition est
d’environ 3 cm pour l’extrait d’Ulva lactuca
(Figures 1, 2 et 3) et de 2 cm pour l’extrait de
Figure 1: Effet de l’extrait étheré d’Ulva lactuca sur
Escherichia coli
souche de champignon A. niger. La méthode
utilisée pour la mise en évidence de l’activité
antimicrobienne est la méthode de diffusion en
milieu gélosé de Sabouraud (4% D-glucose,
1% peptone et 15% d’Agar). Les techniques
utilisées sont celles des puits [10] en double
couche. Un volume de 60 _l des extraits
obtenus est déposé dans des puits sur gélose en
boîte de Pétri. Il est ensuite recouvert par un
milieu de culture faiblement gélosé ensemencé
en masse avec une souche de référence, avec
son bouillon nutritif (bactérie) et du PDA ou
extrait de malt (champignon). La lecture des
boîtes de Pétri est faite après une période
d’incubation de 24 heures à 37°C pour les
bactéries et à 25°C pour le champignon. Les
diamètres des zones d’inhibitions apparaissant
autour des puits sont mesurés.
Résultats
L’étude de l’activité des extraits étherés des
différentes espèces d’algues montre que seuls
les extraits obtenus à partir des espèces U.
lactuca et C. humilis ont un effet inhibiteur sur
Figure 2: Effet de l’extrait dichlorométhanolique
d’Ulva lactuca sur Escherichia coli
C. humilis (Figure 4). Cette zone d’inhibition
est caractérisée par l’absence de développement
d’aucune bactérie et ayant un aspect
très clair. Cet extrait n’a cependant aucun effet
vis-à-vis de B. subtilis (Gram-) (Tableau 1).
On note aussi que les extraits étherés de L.
digitata et de C. humilis agissent sur la
croissance du thalle d’A. niger provoquant
ainsi un ralentissement de l’allongement des
filaments mycéliens par rapport au témoin.
Quant aux effets des extraits dichloro-méthanoliques,
les tests montrent une plus forte
inhibition des souches bactérienne et fongique
par rapport à celle des extraits étherés.
Les extraits dichlorométhanoliques des algues
U. lactuca et F. vesiculosus présentent une
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A. Moujahid et al.
Tableau I: Effet des extraits de quelques espèces d’algues marines sur des bactéries et
un champignon Aspergillus niger.
forte activité vis-à-vis de la souche bactérienne
B. subtilis par rapport à la souche E. coli. Cette
souche bactérienne est inhibée par les deux
extraits éthéré et dichlorométhanolique, des
algues étudiées.
La recherche d’une éventuelle sensibilité du
champignon A. niger montre qu’il est aussi
sensible aux extraits dichlorométhanolique et
étheré obtenus à partir de F. spiralis et B.
tuberculata. Les extraits étheré et dichlorométhanolique
de C. humulis et F. spiralis
induisent une inhibition marquée de la
croissance du champignon avec une étendue
d’inhibition d’environ 1 cm (Figure 5) sans
avoir l’effet observé sur les souches
bactériennes. Cette inhibition de la croissance
mycélienne d’A. Niger observée en présence
de l’extrait étheré de C. humilis est plus faible
par rapport à celle de F. spiralis.
Enfin, les résultats obtenus lors de ces tests
d’activité montrent des effets très positifs visà-vis
des souches bactériennes ainsi que le
champignon A. Niger. L’étude de l’effet dose
de ces extraits semble être important pour
déterminer la concentration létale des
substances présentes dans ces extraits.
Discussion
Les extraits, étheré et dichlorométhanolique,
obtenus à partir des algues marines de la côte
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Biologie & Santé vol. 4, n° 2, 2004

Activités antibactérienne et antifongique d’algues marines
Figure 3: Effet de l’extrait dichlorométhanolique
d’Ulva lactuca sur Bacillus subtilis
Figure 4: Effet de l’extrait dichlorométhanolique de
Cystoseira humilis sur Bacillus subtilis
atlantique marocaine, semblent posséder des
activités antibactérienne et antifongique.
L’étude de l’activité antimicrobienne de ces
extraits montre que l’extrait dichlorométhanolique
a un effet inhibiteur assez important par
rapport à l’extrait étheré. Ce résultat peut être
expliqué par le fait que ce solvant a une
polarité supérieure à celle de l’éther
provoquant ainsi une meilleure extraction des
substances ayant un effet inhibiteur[11,12,13].
Ainsi, les extraits dichlorométhanoliques
obtenus à partir des espèces U. lactuca, C.
humilis et F. vesiculosus ont un effet inhibiteur
marqué sur les deux souches bactériennes. Les
extraits étherés des espèces U. lactuca et C.
humilis entraînent une inhibition de la
croissance de la bactérie E. coli seule. Le choix
des souches bactériennes utilisées dans ce test
biologique a été dicté par la disponibilité de la
souche à l’état pur au laboratoire et par l’effet
pathogène qu’elles provoquent en cas de
maladie, telles que les diarrhées.
Figure 5: Effet de l’extrait dichlorométhanolique de
Fucus spiralis sur Aspergillus niger
Biologie & Santé vol. 4, n° 2, 2004 302

A. Moujahid et al.
L’inhibition de la croissance mycélienne du
champignon A. niger a été observée au niveau
des boîtes de Pétri renfermant les extraits
dichlorométhanoliques des espèces U. lactuca
et F. spiralis ainsi que celles ensemencées par
l’extrait étheré de C. humilis.
L’activité antimicrobienne induite par les deux
extraits, étheré et dichlorométhanolique, de
l’algue verte U. lactuca indique que le procédé
d’extraction réalisé nous a permis d’avoir des
substances naturelles ayant un effet inhibiteur
important sur la croissance d’E. coli et de B.
subtilus. Ce résultat est en accord avec celui
obtenu par d’autres chercheurs [14] mettant en
évidence l’effet antimicrobien des Ulves sur
des souches bactériennes Gram positif
(Strepto-coccus pyodenes, Streptococcus
pneumoniae) et Gram négatif (Escherichia
coli). La médecine chinoise utilise plusieurs
espèces d’algue verte de la famille des
Ulvacées [15]. Ces algues contiennent
probablement un mélange de composés du
type phloroglucinol et d-tocotrienol responsables
d’une inhibition de la croissance des
bactéries [16,17,18].
Les extraits dichlorométhanoliques obtenus à
partir des espèces d’algue brune C. humilis et
F. vesiculosus ont un effet antimicrobien
important vis-à-vis des deux souches
bactériennes. Ces résultats montrent bien que
le dichlorométhane a un pouvoir d’extraction
supérieur par rapport à celui de l’éther, et que
les algues brunes renferment probablement de
nombreuses substances ayant un effet
antibiotique.
L’effet inhibiteur induit par les extraits de C.
humilis et F. spiralis sur E. coli et B. subtilus a
été également rapporté par d’autres équipes
[14] qui ont étudié l’effet antimicrobien de
nombreuses espèces d’algue brune des familles
des Cystoseiracées et des Fucacées [14]. La
méthode d’extraction utilisée dans ce travail a
permis d’obtenir des extraits qui contiennent
probablement plusieurs principes actifs
responsables d’une inhibition des souches
bactériennes. L’analyse des extraits d’algue
brune par d’autres équipes a révélé la présence
de composés appartenant aux séries des
résorcinols et des phloroglucinols [14]. L’étude
de l’effet de l’extrait dichlorométhanolique
vis-à-vis des souches bactériennes pathogènes
Gram positif (Staphylococcus aureus,
Streptococcus pyogenes, Streptococcus
pneumoniae) et Gram négatif (E. coli,
Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis et
Salmonella schttmuelleri) a permis de mettre
en évidence la présence d’un mélange de
composés phloroglucinol et le d-tocotrienol au
niveau de cet extrait ayant un large spectre
d’action [14]. Nos résultats et ceux cités plus
haut suggèrent que les extraits dichlorométhanoliques
obtenus renferment fort
probablement les mêmes composés, vu la
concordance de nos résultats avec ces travaux.
Cependant, une analyse des fractions actives
est nécessaire pour confirmer cette hypothèse.
L’application des extraits d’une algue brune
Macrocystis pyrefera, récoltée sur les côtes de
l’Argentine, a montré un très faible effet
antibiotique sur les bactéries Streptococcus
aureus, B. subtilus et E. coli. La comparaison
avec des essais standard réalisés avec
l’ampicilline, suggère que l’effet négatif
observé est dû à la méthode de préparation des
extraits d’algue [19].
Les tests d’activité antimicrobienne des
extraits d’algue des côtes chinoises ont montré
que les algues brunes et certaines espèces
d’algue rouge ont des effets antibiotiques très
considérables vis-à-vis de B. subtilus, E. coli,
Vibrio sp et Saccharomyces cervisiae [20]. Les
résultats obtenus par Ma et Tan [20]
s’accordent parfaitement avec ceux obtenus
dans cette étude.
L’étude de l’activité des extraits, étheré et
dichlorométhanolique, vis-à-vis du champignon
A. niger montre que seuls les extraits
obtenus à partir des espèces Cystoseira et
Fucus ont un effet inhibiteur du mycélium. Ces
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Activités antibactérienne et antifongique d’algues marines
résultats sont comparables à ceux obtenus par
d’autres chercheurs mettant en évidence une
action inhibitrice des extraits de l’algue
Cystoseira sur la croissance mycélienne des
thalles [21]. Les effets inhibiteurs de ces
extraits sont probablement dûs aux composés
phénoliques, dont les algues brunes
contiennent des teneurs élevées [22]. D’autres
substances de type terpène, ont été isolées à
partir des genres Cystoseira et Bifurcaria [22].
L’étude de l’activité a montré des effets
inhibiteurs vis-à-vis des bactéries Staphylococcus
aureus, Streptococcus pyogenes,
Streptococcus pneumoniae [22,11]. Cette
inhibition est probablement due à des
interactions entre substances présentes dans les
extraits. De cette interaction résulte probablement
une peroxydation des lipides entraînant
des altérations morphologiques des thalles du
champignon [24, 25].
Des tests antifongiques réalisés avec des
extraits d’algue brune appartenant à l’ordre des
Dictyotales induisent une inhibition marquée
de certains champignons tels que le Candida
albicans et Aspergillus fumigatus [1]. Une
analyse chromatographique montre que ces
extraits renferment des substances de nature
terpenique responsables de l’activité
inhibitrice obtenue [1].
Ces différents tests d’activité réalisés sur les
champignons montrent que les substances
isolées et identifiées sont de nature différente
de celles ayant une action similaire sur la
croissance bactérienne. Les extraits obtenus
renferment probablement un mélange de
substances ayant un spectre d’activité très
large. De ce fait, une purification ainsi que
l’identification des substances contenues dans
nos extraits d’algue s’avèrent nécessaires.
Enfin, les extraits, dichlorométhanolique et
étheré, des espèces U. lactuva et C. humilis
possèdent des effets antibactériens. Les extraits
dichlorométhanoliques des algues brunes C.
humilis et F. spiralis ainsi que l'extrait étheré
de C. humilis et L. digitata ont un effet
inhibiteur sur la croissance mycélienne des
champignons. Ces résultats nécessitent
cependant d’être confirmés par des études
systématiques sur d’autres agents pathogènes
ou phytopathogènes.
Summary
Antibacterial and antifungal activity of marine
algae extract were studied. The result show
that dichloromethan extract, obtained from
Ulva lactuca, Cystoseira humilis, Fucus
vesiculosus and Bifurcaria tuberculata species
inhibit Bacillus subtilis bacteria significantly.
The ether extract, obtained from Ulva lactuca,
Cystoseira humilis species and dichloromethan
extract obtained from Ulva lactuca, Fucus
vesiculosus species inhibit E.coli bacteria.
Otherwise, dichloromethan extract of Fucus
spiralis,Cystoseira humilis species and ether
extract of Fucus vesiculosus, Cystoseira
humilis species inhibit Aspergillus niger fungi.
At last, extract obtained from Laminaria
digitata and Gelidium sesquipedale have any
effect on bacteria and fungi growth.
Keywords : Ulva lactuca, Cystoseira humilis, Fucus
vesiculosus, Bifurcaria tuberculata, Ether Extracts,
Dichloromethan extracts, Antibacterial activity,
Antifungal activity.
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