Culture in vitro de racines adventives de Withania somnifera L. : une stratégie pour une production accrue de métabolites secondaires ayant un potentiel antioxydant et anti-inflammatoire thérapeutique

Nouvelles façons de cultiver une racine médicinale

Les remèdes à base de plantes anciens sont généralement récoltés dans les champs, mais que se passerait-il si nous pouvions cultiver leurs parties médicinales dans des bocaux en verre plutôt que dans le sol ? Cette étude explore exactement cela pour Withania somnifera, mieux connue sous le nom d’Ashwagandha ou « ginseng indien », pilier de la médecine traditionnelle. Les chercheurs montrent comment des racines cultivées en laboratoire peuvent produire des réserves riches en composés naturels aux propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et anticancéreuses — tout en réduisant la pression sur les terres agricoles et les populations de plantes sauvages.

Pourquoi cette plante est importante

Les racines d’Ashwagandha sont prisées pour aider l’organisme à faire face au stress, calmer l’inflammation et soutenir le système immunitaire. Ces bienfaits sont liés à un cocktail de composés végétaux, notamment des phénoliques, des flavonoïdes et des withanolides. Toutefois, la demande croissante et la réduction des terres cultivées menacent l’approvisionnement durable en racines de haute qualité. La surexploitation peut endommager des écosystèmes fragiles, et la culture en plein champ expose les plantes aux variations climatiques, aux ravageurs et aux différences de sol qui modifient leur profil chimique. Trouver un moyen de produire le matériel racinaire utile en intérieur, dans un environnement contrôlé et sans sol, pourrait offrir une source plus propre et plus fiable de ces composés bioactifs.

Cultiver des racines sans sol

L’équipe s’est concentrée sur les « racines adventives » – des racines qui germent à partir des feuilles plutôt que du système racinaire principal de la plante. En laboratoire, ils ont stérilisé les graines d’Ashwagandha, fait pousser de petits plantules, puis placé des fragments de feuille sur un gel nutritif contenant une hormone végétale appelée IBA à différentes doses. À 1,0 mg/L d’IBA, les fragments de feuille ont produit des racines rapidement et de manière fiable, atteignant 100 % de succès. Ces racines nouvellement formées ont ensuite été « sous-cultivées » à plusieurs reprises, c’est-à-dire transférées sur un milieu frais, permettant à la masse racinaire de se développer de plus de cinq fois au cours de plusieurs cycles. Comme le procédé n’implique pas de modification génétique, il constitue une option intéressante pour les industries et les consommateurs qui préfèrent des systèmes de production non transgéniques, « naturels ».

Que contiennent ces racines cultivées en laboratoire

Une fois une quantité suffisante de racines obtenue, les chercheurs ont mesuré leur composition nutritionnelle et chimique de base. Comparées aux racines issues de plantes cultivées en plein champ, les racines en culture contenaient des niveaux plus élevés de vitamine C, de glucides et de nutriments minéraux clés tels que l’azote, le potassium, le calcium, le fer et le zinc. En utilisant une chromatographie liquide haute performance, ils ont dressé le profil des composés phénoliques. Deux se sont particulièrement distingués : la catéchine et l’acide gallique, tous deux connus pour leurs fortes actions antioxydantes et anti-inflammatoires, étaient présents à des concentrations notablement élevées. Globalement, les racines cultivées présentaient une teneur totale en phénoliques et en flavonoïdes plus élevée, ainsi qu’une meilleure performance aux tests antioxydants standard, que les racines naturelles.

Évaluer les extraits

Pour déterminer si ces avantages chimiques se traduisaient par des effets biologiques utiles, l’équipe a testé les extraits de racines contre des cellules humaines de cancer du foie cultivées en boîte ainsi que dans plusieurs modèles expérimentaux d’inflammation. Les extraits ont réduit la survie des cellules hépatocellulaires HepG2, avec une inhibition à mi‑dose dans une gamme de concentrations de quelques microgrammes par millilitre, indiquant une activité cytotoxique in vitro significative. Ils ont également protégé les protéines contre les dommages induits par la chaleur et bloqué des enzymes impliquées dans les voies inflammatoires, notamment des protéinases et la lipoxygénase, à des niveaux comparables ou proches de ceux des anti-inflammatoires bien connus. Les analyses statistiques ont montré que des niveaux plus élevés de phénoliques et de flavonoïdes dans les extraits étaient étroitement liés à une plus grande activité antioxydante.

Ce que cela signifie pour les médicaments de demain

Pour les non-spécialistes, le principal enseignement est qu’il est désormais possible de cultiver des racines d’Ashwagandha dans des cultures propres et contrôlées en laboratoire tout en obtenant, voire en améliorant, les composés thérapeutiques recherchés de la plante. Ces racines adventives sont plus riches en antioxydants et en minéraux que les racines ordinaires et montrent une activité anti-inflammatoire et anticancéreuse prometteuse dans des tests cellulaires. Bien que le travail en soit encore à un stade précoce in vitro et que des études supplémentaires — en particulier chez l’animal et chez l’homme — soient nécessaires, cette approche ouvre la voie à un avenir où des médicaments à base de plantes importants pourraient être produits de manière durable dans des bioréacteurs, avec une qualité constante et moins de pression sur les terres agricoles et les ressources floristiques sauvages.

Citation: Mohammed, D.M., Abdelazeez, W.M.A., Suliman, A.A. et al. In vitro adventitious root culture of Withania somnifera L.: a strategy for enhanced secondary metabolite production with therapeutic antioxidant and anti-inflammatory potential. Sci Rep 16, 12192 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44714-y

Mots-clés: Ashwagandha, culture de racines adventives, activité antioxydante, anti-inflammatoire, carcinome hépatocellulaire