Catharanthus roseus (PROTA)

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Catharanthus roseus (L.) G.Don


Protologue: Gen. hist. 4(1) : 95 (1837).
Famille: Apocynaceae
Nombre de chromosomes: 2n = 16

Synonymes

  • Vinca rosea L. (1759),
  • Lochnera rosea (L.) Rchb. ex Endl. (1838).

Noms vernaculaires

  • Pervenche de Madagascar, rose amère (Fr).
  • Madagascar periwinkle, rosy periwinkle (En).
  • Sempre noiva, flor de anjinho, pervinca de Madagascar (Po).
  • Mtunda (Sw).

Origine et répartition géographique

Originaire de Madagascar, Catharanthus roseus a été cultivé pendant des siècles comme plante d’ornement dans toutes les régions tropicales et parfois subtropicales ; il s’est naturalisé dans de nombreuses régions. Mis en culture pendant la première moitié du XVIIIe siècle à Paris, à partir de graines récoltées à Madagascar, il s’est propagé par la suite depuis les jardins botaniques européens jusqu’aux tropiques. Les propriétés antimitotiques de certains de ses alcaloïdes ont été découvertes par hasard à la fin des années 1950 au cours de recherches dont le but était de découvrir des substances antidiabétiques.

Usages

En Afrique, surtout dans les îles de l’océan Indien, les usages médicinaux de Catharanthus roseus, très nombreux, sont similaires à ceux de l’Asie. La décoction de toutes les parties de Catharanthus roseus est réputée comme agent hypoglycémique par voie orale. Elle se prend aussi pour traiter le paludisme, la dengue, la diarrhée, le diabète, le cancer et les maladies de peau. Des extraits à base de feuilles s’employaient jadis comme antiseptique pour guérir les blessures, contre les hémorragies et les irritations de la peau et en bains de bouche pour traiter les maux de dents. Les parties aériennes sont également considérées diaphorétiques et diurétiques et se prennent en décoction pour soulager les indigestions, la dyspepsie, la dysenterie, les maux de dents et les effets des piqûres de guêpes, ainsi que comme émétique, purgatif, vermifuge et dépuratif. En Ouganda, l’infusion de feuilles sert à traiter les ulcères de l’estomac. Au Botswana, les feuilles broyées dans du lait s’appliquent sur les abcès pour les faire mûrir. Au Togo, la décoction de racines se prend contre la dysménorrhée.

Ce sont les parties aériennes de la plante que l’on utilise dans l’extraction d’alcaloïdes médicinaux, la vincristine et la vinblastine. Prescrits dans les thérapies anticancéreuses, ces alcaloïdes font généralement partie de protocoles chimiothérapeutiques complexes. Les racines séchées constituent une source industrielle d’ajmalicine, qui augmente le flux sanguin dans le cerveau et dans les parties périphériques du corps. On a recours à des préparations d’ajmalicine pour traiter les problèmes psychologiques et comportementaux liés à la sénilité, les problèmes sensoriels (étourdissements, acouphène), les traumatismes crâniens et leurs complications neurologiques.

Les alcaloïdes extraits des parties aériennes de Catharanthus roseus sont commercialisés sous forme de lyophilisats (solutions de sels) destinés à des applications intraveineuses. La vindésine et la vinorelbine, qui sont des dérivés semi-synthétiques de la vinblastine, sont commercialisées l’une comme un sulfate et l’autre comme un bitartrate. Ce sont des médicaments prescrits dans les pays occidentaux.

Catharanthus roseus est une plante ornementale de jardin prisée, qui se cultive comme une vivace sous les tropiques et comme une annuelle dans les régions tempérées, bien que capable de passer l’hiver en pot dans un jardin d’hiver. On l’apprécie pour son port buissonnant et ses nombreuses grandes fleurs, qui surmontent un feuillage vert sombre. Catharanthus roseus peut également être utilisé comme fleur à couper ; ses rameaux durent des semaines voire des mois, et ne cessent de produire de nouvelles fleurs, quoique plus petites.

Production et commerce international

Au début des années 1990, le marché mondial absorbait 5–10 kg de vincristine et de vinblastine, pour une valeur totale de US$ 25–50 millions. En 2005, le marché était évalué à US$ 150–300 millions. En 1991, le marché mondial a consommé 3–5 t d’ajmalicine, pour une valeur globale de US$ 4,5–7,5 millions. Deux remèdes anticancéreux, Oncovin® et Velban®, dérivés de Catharanthus roseus, sont commercialisés pour une valeur de US$ 100 millions par an.

Catharanthus roseus est couramment cultivé en Espagne, aux Etats-Unis et en Chine pour ses composés pharmaceutiques.

Propriétés

On a découvert que Catharanthus roseus contenait pas moins de 130 composants possédant une structure indolique ou dihydroindolique. Le principal est la vindoline (qui atteint 0,5%) ; les autres sont la serpentine, la catharanthine, l’ajmalicine (raubasine), l’akuammine, la lochnérine, la lochnéricine et la tétrahydroalstonine. L’ajmalicine et la serpentine sont essentiellement présentes dans les racines, la catharanthine et la vindoline quant à elles étant accumulées dans les parties aériennes. Les parties aériennes contiennent 0,2–1% d’alcaloïdes.

Les substances présentant un intérêt pharmacologique sont les alcaloïdes bisindoliques, dont la plupart contiennent une fraction plumérane (la vindoline) ou ibogane (la catharanthine). Plusieurs ont des propriétés cytostatiques, mais sont présents en très petites quantités : la vincristine (leurocristine) jusqu’à 3 g/t de plante séchée et la vinblastine (vincaleucoblastine) en une quantité légèrement supérieure. Les autres composés actifs sont la leurosidine (vinrosidine) et la leurosine.

La vincristine et la vinblastine sont des antimitotiques fortement toxiques, qui inhibent la mitose lors de la métaphase. Toutes deux ont aussi une activité neurotoxique (surtout la vincristine), qui a des effets sur la neurotransmission. Leurs effets neurotoxiques périphériques sont la névralgie, la myalgie, la paresthésie, la perte des réflexes des tendons, la dépression et les maux de tête ; leurs effets neurotoxiques centraux consistent en des épisodes convulsifs et des difficultés respiratoires. Parmi les autres effets secondaires, très nombreux, on peut citer l’alopécie, les désordres gastro-intestinaux (constipation, ulcération de la bouche, aménorrhée et azoospermie). La vinblastine réduisant le nombre total des globules blancs du sang, sa posologie doit être soigneusement maîtrisée. Ces alcaloïdes sont très irritants ; lorsqu’une extravasation se produit accidentellement, il y a un risque de nécrose des tissus. Il est possible de limiter les effets secondaires en étant très prudent dans la posologie et l’administration du traitement, qui doit faire l’objet d’une surveillance étroite. La vindésine, dérivé semi-synthétique de la vinblastine, est aussi un puissant antimitotique. Parmi ses effets secondaires, on note une baisse passagère du nombre des granulocytes du sang et des effets comparables à ceux provoqués par la vincristine et la vinblastine, bien que les symptômes neurologiques soient moins évidents. La vinorelbine (noranhydrovinblastine) est synthétisée à partir de l’anhydrovinblastine. Elle agit de préférence sur la mitose et sa toxicité neurologique est limitée. Toutefois, elle a une importante activité hématotoxique, et sa posologie doit être soigneusement maîtrisée. La vincristine (Oncovin®) est indiquée dans le traitement des leucémies aiguës, de la maladie de Hodgkin, du cancer du poumon à petites cellules, du cancer cervical et du cancer du sein et différents sarcomes. Pour la vinblastine (Velban®), les indications sont principalement la maladie de Hodgkin, le lymphome non-Hodgkin, le sarcome de Kaposi, et les cancers du rein, des testicules, de la tête et du cou. La vindésine (Eldisine®) est indiquée dans le traitement de la leucémie lymphatique aiguë (particulièrement chez les enfants) et des lymphomes et mélanomes réfractaires. La vinorelbine (Navelbine®) a pour indications actuelles le cancer du sein et le cancer des bronches. Elle fait aujourd’hui partie de plusieurs essais cliniques de phase II.

Les racines destinées à être utilisées en pharmacie doivent contenir au moins 0,4% d’ajmalicine et de serpentine, qui lui est étroitement apparentée. L’ajmalicine (Hydroserpan®, Lamuran®) est un spasmolytique inhibiteur α-adrénergique, qui à forte dose inverse les effets de l’adrénaline et modère l’activité des centres vasomoteurs, surtout dans le tronc cérébral. Elle augmente temporairement le flux sanguin dans le cerveau.

Certains des alcaloïdes (par ex. la catharanthine, la leurosine et la vindoline) manifestent une action hypoglycémique modérée. Mais le jus de feuilles fraîches présente une activité hypoglycémique considérable. La vinblastine inhibe nettement la reproduction in vitro de Trypanosoma cruzi, organisme responsable de la maladie de Chagas. Une activité antivirale in vitro est signalée pour certains alcaloïdes de Catharanthus, tels que la leurocristine, la périvine et la vincristine. Des extraits de plantes manifestent une activité fongicide (par ex. contre Fusarium solani qui provoque un flétrissement chez l’aubergine entre autre, et Sclerotium rolfsii, responsable de maladies telles que la pourriture du collet chez la tomate) ainsi qu’une activité nématicide (par ex. contre Meloidogyne incognita et Meloidogyne javanica). Des extraits des fleurs séchées, des feuilles séchées ou des racines fraîches ont montré une activité antibactérienne contre certains agents pathogènes chez l’homme.

Du tissu de cal de Catharanthus roseus peut être mis en culture sur divers supports et peut produire toutes sortes d’alcaloïdes monomères. Les spectres d’alcaloïdes des cultures de racines et de pousses ressemblent à ceux des racines et des parties aériennes. Dans les cultures de racines, l’ajmalicine et la serpentine constituent généralement les principaux composants, et dans les cultures de pousses, c’est la catharanthine. Les cultures de cellules produisent des rendements de serpentine et d’ajmalicine bien supérieurs à ceux des plantes entières : jusqu’à 2% du poids sec contre 0,3% dans les plantes entières. Les alcaloïdes dimères anticancéreux que sont la vinblastine et la vincristine sont presque indétectables dans les cultures de cellules ; on s’intéresse donc maintenant à la production de catharanthine et de vindoline, qui peuvent servir de précurseurs dans la synthèse des dimères. Des cultures multiples de pousses induites à partir de semis produisent de la vindoline et de la catharanthine en quantités importantes. Une autre méthode de production de vindoline est de procéder à la culture de racines chevelues sélectionnées. Ces racines chevelues peuvent être obtenues en contaminant les plantules avec Agrobacterium rhizogenes. Certains clones produisent non seulement des niveaux d’ajmalicine, de serpentine et de catharanthine comparables à ceux obtenus dans les cultures de suspensions de cellules, mais aussi trois fois plus de vindoline que ce qu’on obtient normalement avec les cultures de cellules. Une autre approche consiste à produire ces alcaloïdes (ou leurs précurseurs) dans d’autres organismes tels que des levures au moyen d’un transfert de gènes.

Falsifications et succédanés

La vincristine, la vinblastine et les composés apparentés préviennent la mitose autrement que ne le fait la colchicine (obtenue à partir de Colchicum autumnale L.), un autre puissant antitumoral. On trouve également de l’ajmalicine et ses dérivés dans d’autres Apocynaceae comme Rauvolfia spp.

Description

  • Sous-arbrisseau caducifolié érigé ou décombant atteignant 1 m de haut, généralement à latex blanc et odeur peu agréable ; racines atteignant 70 cm de long ; tiges étroitement ailées, vertes ou rouges, brièvement poilues à glabres, souvent ligneuses à la base.
  • Feuilles opposées décussées, simples et entières ; stipules 2–4 de chaque côté de la base des feuilles ; pétiole de 3–11 mm de long, vert ou rouge ; limbe elliptique à obovale ou étroitement obovale, de 2,5–8,5 cm × 1–4 cm, base cunéiforme, apex obtus ou aigu à extrémité mucronée, herbacé à finement coriace, vert brillant sur le dessus et vert pâle en dessous, couvert de poils courts et clairsemés à glabre sur les deux faces.
  • Inflorescence terminale, mais apparemment latérale, à 1–2 fleurs.
  • Fleurs bisexuées, 5-mères, régulières, presque sessiles ; sépales légèrement fusionnés à la base, de (2–)3–5 mm de long, érigés, verts ; tube de la corolle cylindrique, de 2–3 cm de long, s’élargissant vers le haut au point d’insertion des étamines, couvert de poils courts et lâches à glabre à l’extérieur, avec un anneau de poils dans la gorge et un autre plus bas dans le tube, verdâtre, lobes largement obovales, de 1–2(–3) cm de long, apex mucroné, glabres, étalés, roses, violet-rose ou blancs avec un centre violet, rouge, rose, jaune pâle ou blanc ; étamines insérées juste en dessous de la gorge de la corolle, incluses, filets très courts ; ovaire supère, constitué de 2 carpelles étroitement oblongs, style mince, de 15–23 mm de long, tête de pistil cylindrique pourvue à la base d’une collerette réfléchie et transparente et d’anneaux de poils laineux à la base et à l’apex, stigmate glabre.
  • Fruit composé de 2 follicules cylindriques libres de 2–4,5 cm de long, striés, couverts de poils courts et lâches à glabres, verts, déhiscents, à 10–20 graines.
  • Graines oblongues, de 2–3 mm de long, cannelées sur une face, noires.
  • Plantule à germination épigée.

Autres données botaniques

Le genre Catharanthus comprend 8 espèces, toutes originaires de Madagascar à l’exception de Catharanthus pusillus (Murr.) G.Don, qui est limité à l’Inde et au Sri Lanka. Le genre Catharanthus s’apparente étroitement au genre Vinca. On ne trouve pas de différences qualitatives conséquentes dans la composition en alcaloïdes en fonction des différentes couleurs de la corolle de Catharanthus roseus.

Catharanthus coriaceus

Catharanthus coriaceus Markgr. est une espèce rare du centre de Madagascar. Une décoction de feuilles s’emploit pour traiter les fièvres bilieuses et la dysenterie. On donne les fleurs amères à mâcher aux diabétiques pour diminuer leur appétit. Jadis, une décoction des parties aériennes était administrée comme poison d’arbitrage.

Catharanthus longifolius et ovalis

Catharanthus longifolius (Pichon) Pichon et Catharanthus ovalis Markgr. se rencontrent dans le sud du centre de Madagascar. On donne un extrait des parties aériennes de l’une ou l’autre de ces espèces aux veaux ou aux humains pour expulser les vers. Jadis, un extrait concentré était administré comme poison d’arbitrage. Ces deux espèces sont riches en alcaloïdes indoliques, dont plusieurs alcaloïdes bisindoliques. Catharanthus ovalis contient comme substances pharmacologiques actives la leurosine, la vindoline, la vindolinine, la coronaridine, la catharanthine et la vinblastine (vincaleucoblastine) ; quant à Catharanthus longifolius, on en a isolé de la vindolicine. Il existe des hybrides naturels entre Catharanthus longifolius et Catharanthus roseus, et on a créé des hybrides artificiels entre Catharanthus ovalis et Catharanthus longifolius.

Croissance et développement

Catharanthus roseus est habituellement autogame et l’autofécondation dans la fleur est courante car le stigmate peut entrer en contact avec les anthères, même après l’anthèse. Le degré d’allogamie peut varier avec les conditions de milieu et la présence de papillons pollinisateurs saisonniers. Il existe des souches auto-incompatibles de Catharanthus roseus, qui peuvent être communes par endroits. Sous des climats chauds, Catharanthus roseus fleurit et fructifie tout au long de l’année. D’ordinaire les graines tombent à proximité de la plante mère, mais il arrive qu’elles soient emportées par les fourmis. Au bout de 6–8 semaines après la germination, les premières fleurs apparaissent. A des températures inférieures à 5°C, certains rameaux, voire la plante entière, meurent. Lorsque la température s’élève, la plante repousse à partir des bourgeons axillaires de la base, surtout après une taille radicale des pousses et des racines. Si on ne la taille pas, la plante ne repousse qu’à partir du sommet.

Les recherches montrent que les individus tétraploïdes, induits à la colchicine, ont une teneur en alcaloïdes bien plus élevée que les diploïdes, mais il s’est avéré que le doublement des chromosomes entraînait une moindre fertilité du pollen et une faible production de graines.

Ecologie

Catharanthus roseus est souvent présent dans les endroits sableux le long des côtes, mais également à l’intérieur des terres sur les berges de fleuves, dans la végétation de savane, sur les terrains vagues secs et les bords des routes, parfois dans les forêts claires ou la broussaille, habituellement sur les sols sablonneux, mais parfois aussi pierreux. Très tolérant au sel, on le trouve la plupart du temps au niveau de la mer, mais de temps en temps jusqu’à 1500 m d’altitude. Il supporte bien la sécheresse, mais pas les fortes chaleurs. On s’est aperçu que la teneur en alcaloïdes des feuilles matures soumises à un stress hydrique intense doublait, mais que dans les tiges et les feuilles immatures elle restait la même tandis qu’elle diminuait dans les racines.

Multiplication et plantation

Catharanthus roseus est habituellement multiplié par graines. Les graines peuvent rester dormantes pendant plusieurs semaines après leur maturité. La température optimale de germination est de 20–25°C, et le taux de germination est en général supérieur à 95%. Les graines restent viables pendant 3–5 années. Si le taux de germination est faible, cela peut être dû à un stockage dans des conditions trop sèches. Les semis peuvent être mis en pot au bout de 3 semaines. Catharanthus roseus peut également se multiplier végétativement par boutures herbacées ou semi-aoûtées enracinées dans un récipient fermé dont la base repose sur une source de chaleur. Lorsqu’on a recours à un stimulateur de racines, les boutures prennent racine au bout de 4–5 semaines. Mettre les boutures dans de l’eau provoque également l’apparition de racines, mais cela prend plus longtemps que dans de la terre.

Gestion

Catharanthus roseus est habituellement cultivé comme plante ornementale. C’est une plante à croissance rapide et facile à cultiver. Lorsque les plantes deviennent trop grandes, il faut les tailler. Pour favoriser la ramification, on peut couper le sommet du plant, ce qui produit des rameaux latéraux toujours opposés. Si on n’étête pas la tige principale, elle se met généralement à ramifier à 20–30 cm de hauteur, mais alors un seul rameau latéral se développe pour se ramifier ensuite. Catharanthus roseus réagit bien à une fertilisation azotée, mais il peut aussi pousser et se maintenir sur des sols pauvres.

Catharanthus roseus est également cultivé à des fins médicinales, principalement à Madagascar pour ce qui est de l’Afrique. En Inde, le cycle est de 200 jours, et la culture est récoltée pour ses feuilles (pour l’extraction de vinblastine et de vincristine) et ses racines (pour l’extraction d’ajmalicine). Ses besoins en eau et en engrais sont peu importants. Un arrosage excessif fait jaunir les feuilles. L’espacement entre les plantes est de 30–40 cm.

Maladies et ravageurs

En Afrique, on ne connaît pas de maladies ou de ravageurs, mais en Malaisie on a signalé des infections de Catharanthus roseus dues à la “jaunisse malaise de la pervenche”. Parmi les symptômes, on trouve un jaunissement excessif du feuillage, un sommet en bouquet (“bunchy top”), des fleurs et des feuilles rabougries, suggérant une infection par un organisme du type mycoplasme. Des maladies similaires ont été signalées en Chine, à Taïwan, en Amérique du Nord et en Europe. Des organismes du type mycoplasme peuvent se transmettre à Catharanthus roseus par des plantes parasites du genre Cuscuta, et peut-être aussi par les cicadelles. Il a été fait état de plantes cultivées en pot aux Etats-Unis qui étaient sensibles à Phytophthora parasitica, responsable d’une pourriture des racines et de la tige. En culture sous serre, l’araignée rouge (Tetranychus urticae) est très commune.

Récolte

On récolte Catharanthus roseus en arrachant la plante entière, après quoi on sépare les racines, et les deux parties végétales sont ensuite traitées séparément. Si on ne récolte que les feuilles, on laisse les plantes sur place au champ pour une seconde récolte de repousses. La récolte des feuilles se fait à la main ou à la machine. La teneur en alcaloïdes de la plante atteint son maximum à la floraison.

Traitement après récolte

Les parties aériennes et les racines de Catharanthus roseus sont nettoyées, puis on les fait sécher à basse température, avant de les emballer pour expédition. Les plantes en pots destinées à servir d’ornementales sont généralement vendues sous emballage scellé. Elles sont commercialisables dans cet état pendant 18 jours, et pendant cette période elles n’ont pas besoin d’être arrosées.

Ressources génétiques

Bien qu’originaire d’une région limitée du sud-est de Madagascar, Catharanthus roseus est aujourd’hui cultivé partout et s’est naturalisé dans toutes les régions tropicales ; il n’est donc certainement pas menacé. Cependant, il est souhaitable d’assurer la protection des populations naturelles malgaches pour garantir la conservation de la diversité génétique, qui pourrait présenter un intérêt par la suite dans la perspective de son amélioration génétique.

Sélection

Catharanthus roseus a été croisé avec succès avec Catharanthus trichophyllus (Baker) Pichon, et lorsque ce dernier était le parent femelle, la F1 avait une production de graines élevée et une bonne viabilité. Les profils alcaloïdes des deux espèces sont différents, et la production d’alcaloïdes semble être supérieure chez les hybrides à celle obtenue chez les espèces parentes.

Lorsqu’on effectue les croisements, il semble que les caractéristiques suivantes sont des caractères dominants : couleur violette de la corolle, œil de la fleur sombre et port élevé et ouvert. La sélection vise à obtenir des plantes dont les corolles sont caduques, parce que sinon, la corolle âgée adhère au jeune fruit et au nouveau bouton, les empêchant de se développer correctement. Il existe deux grands groupes de cultivars, ceux qui ont un œil distinct et ceux dont l’œil est vert à blanc. C’est la couleur de la corolle qui détermine les groupements ultérieurs, et à ce jour une cinquantaine de cultivars ont été mis au point. Bien que dans la nature il soit rare de trouver des hybrides, on arrive à produire en culture de nombreux hybrides fertiles entre les différentes espèces de Catharanthus, qui possèdent le même nombre de chromosomes.

Perspectives

La possibilité d’avoir accès à des alcaloïdes dimères actifs par synthèse biomimétique a récemment attiré beaucoup d’attention. Il est aujourd’hui concevable d’obtenir de la vinblastine à partir de matériaux de départ comme la catharanthine et la vindoline, qui ne sont ni rares ni trop chers et qui peuvent être produits en quantités suffisantes dans des cultures in vitro de Catharanthus roseus. Des travaux menés sur des analogues de ces alcaloïdes bien connus laissent entrevoir des perspectives encourageantes de nouveaux débouchés pour les alcaloïdes de Catharanthus. La production horticole de Catharanthus roseus en vue d’une production d’alcaloïdes, peu étudiée, mérite qu’on s’y intéresse de plus près. Catharanthus roseus offre sans doute de bonnes perspectives comme ornementale dans les régions tempérées.

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Sources de l'illustration

  • Sutarno, H. & Rudjiman, 1999. Catharanthus roseus (L.) G. Don. In: de Padua, L.S., Bunyapraphatsara, N. & Lemmens, R.H.M.J. (Editors). Plant Resources of South-East Asia No 12(1). Medicinal and poisonous plants 1. Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands. pp. 185–190.

Auteur(s)

  • G.H. Schmelzer, PROTA Network Office Europe, Wageningen University, P.O. Box 341, 6700 AH Wageningen, Netherlands

Citation correcte de cet article

Schmelzer, G.H., 2007. Catharanthus roseus (L.) G.Don. In: Schmelzer, G.H. & Gurib-Fakim, A. (Editors). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Netherlands. Consulté le 10 juillet 2021.


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