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Study of the contribution of Kampo traditional medicine to the management of wound healing - Archive ouverte HAL
Thèse Année : 2025

Study of the contribution of Kampo traditional medicine to the management of wound healing

Etude de la contribution de la médecine traditionnelle Kampo à la prise en charge de la cicatrisation des plaies

Résumé

The healing of chronic wounds, such as ulcers or burns, is a major public health issue due to the disabling complications they can cause. Faced with the limitations of current treatments, traditional medicines offer interesting alternatives, combining potential efficacy and affordable cost. Traditional Japanese medicine, known as Kampo, offers several topical formulations that have been used for centuries to promote skin regeneration. These include Shiunkō (紫雲膏), Chuōkō (中黄膏) and Shinsen taitsukō (神仙太乙膏) ointments, prepared from an oily and waxy base in which sesame oil enables the extraction of herbal ingredients. These preparations comprise between two and seven crude drugs, notably from the genera Angelica, Cinnamomum, Curcuma, Lithospermum, Phellodendron, Rheum, Paeonia, Rehmannia and Scrophularia. While many of these ingredients have been studied for their healing effects, few studies have focused on lipophilic extractions, which can significantly modify the metabolites found.The aim of this thesis is to adopt a rational approach to exploring the diversity of Kampo ointments, taking into account several parameters: extraction protocols (maceration, moderate heating, intense heating), the botanical diversity of the herbal crude drugs used (species and genera vary according to practice), as well as the geographical origin and preparation conditions of the raw materials. These elements strongly influence chemical composition, due to the sensibility of plants and their metabolites to biotic and abiotic factors; with a potential impact on the biological effects.To explore this variability, several hundred oily extracts were prepared according to protocols representative of Kampo practices in Japan, varying extraction temperature, botanical taxa and origins. The extracts were analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS and LC-MSMS) using an untargeted approach, then tested on an in vitro model of immortalized human keratinocytes. Two parameters of skin healing were assessed: cell migration (via wound test) and proliferation (via 5-ethynyl-2'-deoxyuridine or EdU incorporation test). The study of these complex oily matrices raised a number of experimental constraints, notably on the solubility of extracts for biological assays. Despite this, metabolomic characterization highlighted the major impact of extraction conditions: high-temperature heating (> 200 °C) drastically modifies the metabolites found, with notable degradation of tocopherols and phytosterols, among others. Significant variations were also observed according to the geographical origin of the plants, notably concerning the content of pro-healing glycosylated terpenes from Angelica acutiloba. On the other hand, neither extraction temperature nor origin showed any significant effect on cell migration or proliferation in this model. Only the complete Shiunkō and Shinsen taitsukō formulas induced a slowdown in keratinocyte migration, compared with extracts involving a single crude drug. Certain probabilistically annotated metabolites, such as esterified diterpenes specific to the Shinsen taitsukō formula, could be involved.This work highlights the chemical and biological complexity of Kampo ointments. It emphasizes the need for integrated approaches to refine the annotation of lipophilic plant metabolites and better understand their therapeutic effects, particularly with the help of advanced skin models. Future experiments should help overcome the obstacles associated with the lipophilic nature of the extracts, while offering conditions more representative of human physiology.

La cicatrisation des plaies chroniques, telles que les ulcères ou les brûlures, constitue un enjeu majeur de santé publique en raison des complications invalidantes qu’elles peuvent engendrer. Face aux limites des traitements actuels, les médecines traditionnelles offrent des alternatives intéressantes, alliant efficacité potentielle et faible coût. La médecine traditionnelle japonaise, ou Kampo, propose des formulations topiques utilisées depuis des siècles pour favoriser la régénération cutanée. Parmi elles figurent les pommades Shiunkō (紫雲膏), Chuōkō (中黄膏) et Shinsen taitsukō (神仙太乙膏), préparées à partir d’une base huileuse et cireuse, dans laquelle l’huile de sésame permet l’extraction de plantes médicinales. Ces préparations comprennent entre deux et sept drogues végétales, issues notamment des genres Angelica, Cinnamomum, Curcuma, Lithospermum, Phellodendron, Rheum, Paeonia, Rehmannia et Scrophularia. Si plusieurs de ces ingrédients ont été étudiés pour leurs effets cicatrisants, peu de recherches se sont intéressées aux extractions lipophiles, pourtant susceptibles de modifier significativement les métabolites présents.Cette thèse vise à explorer par une approche rationnelle la diversité des pommades Kampo en prenant en compte plusieurs paramètres : les protocoles d’extraction (macération, chauffage modéré, chauffage intense), la diversité botanique des drogues végétales employées (espèces et genres variables selon les pratiques), ainsi que l’origine géographique et les conditions de préparation des matières premières. Ces éléments influencent fortement la composition chimique, en raison de la sensibilité des plantes et de leurs métabolites aux facteurs biotiques et abiotiques ; avec un impact potentiel sur les effets biologiques.Pour explorer cette variabilité, plusieurs centaines d’extraits huileux ont été préparés selon des protocoles représentatifs des pratiques Kampo au Japon, en variant température d’extraction, taxons botaniques et origines. Les extraits ont été analysés par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS et LC-MSMS) en approche non ciblée, puis testés sur un modèle in vitro de kératinocytes humains immortalisés. Deux paramètres de cicatrisation cutanée ont été évalués : la migration cellulaire (via test de blessure) et la prolifération (via test d’incorporation au 5-ethynyl-2´-deoxyuridine ou EdU). L’étude de ces matrices huileuses complexes a soulevé plusieurs contraintes expérimentales, notamment sur la solubilité des extraits pour les tests biologiques. Malgré cela, la caractérisation métabolomique a permis de mettre en évidence l’impact majeur des conditions d’extraction : les chauffages à hautes températures (> 200 °C) modifient drastiquement les métabolites présents, avec entre autres une dégradation notable des tocophérols et phytostérols. Des variations significatives ont également été observées selon l’origine géographique des plantes, notamment concernant la teneur en terpènes glycosylés pro-cicatrisants chez l’Angelica acutiloba. En revanche, ni la température d’extraction ni l’origine n’ont montré d’effet significatif sur la migration ou la prolifération cellulaire dans ce modèle. Seules les formules complètes Shiunkō et Shinsen taitsukō ont induit un ralentissement de la migration des kératinocytes, comparé aux extraits impliquant un seul ingrédient. Certains métabolites, annotés de manière probabiliste, tels que des diterpènes estérifiés spécifiques à la formule Shinsen taitsukō, pourraient être impliqués.Ce travail met en lumière la complexité chimique et biologique des pommades Kampo. Il souligne la nécessité d’approches intégrées pour affiner l’annotation des métabolites lipophiles et mieux comprendre leurs effets, notamment à l’aide de modèles cutanés avancés. De nouvelles expérimentations devraient permettre de surmonter les obstacles liés à la nature lipophile des extraits, tout en offrant des conditions plus représentatives de la physiologie humaine.

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tel-05472919 , version 1 (23-01-2026)

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  • HAL Id : tel-05472919 , version 1

Citer

Manon Traversaz. Study of the contribution of Kampo traditional medicine to the management of wound healing. Human health and pathology. Université Grenoble Alpes [2020-..]; Yokohama university of pharmacy (Japon ; 2005-..), 2025. English. ⟨NNT : 2025GRALS014⟩. ⟨tel-05472919⟩
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