FR3139992A1 - Procédé d’obtention d’une composition de métabolites d’algues à usage cosmétique, extraits et compositions issus d’un tel procédé et utilisation cosmétique de ces extraits et compositions - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé d’obtention d’une composition de métabolites d’algues à usage cosmétique, consistant à mettre en contact une préparation d’au moins une algue sauvage ou cultivée avec un solvant de type DES, ledit solvant de type DES étant choisi de façon à être constitué d’un mélange comprenant au moins un composé choisi parmi les acides aminés, les acides organiques, les alcools et les sucres. L’invention concerne également l’extrait et la composition cosmétique issus du procédé, ainsi que l’utilisation cosmétique correspondante.
Description
La présente invention appartient au domaine technique de l’extraction de matériel végétal à visée cosmétique, utilisant en particulier des solvants naturels.
Plus particulièrement, l’invention vise à utiliser les algues, typiquement les macro-algues, comme matériel biologique source, et à en extraire des produits actifs ciblés, utilisables dans l’industrie cosmétique, à partir de solvants d’extraction appartenant eux-mêmes à la chimie verte.
Depuis quelques années, un attrait pour les soins et les cosmétiques naturels se développe, augmentant la recherche de composés actifs au sein des produits naturels. Les algues, du fait de leur richesse biologique, ont déjà été utilisées comme matériel végétal source pour extraire des produits actifs à usage cosmétique.
En effet, bien qu’elles soient principalement composées d’eau, les algues comprennent des métabolites et des constituants intéressants, tels que des phlorotanins, du mannitol, des polysaccharides constitués notamment de sucres comme le glucose ou le fucose ou encore des composés hydrophobes comme par exemple des caroténoïdes et des chlorophylles, ainsi que d’autres composés actifs. Ainsi, on sait que des molécules algales pures ou sous forme d’extraits peuvent être ajoutées dans des formulations cosmétiques pour leurs propriétés variées, telle que leur activité, hydratante, raffermissante ou encore amincissante.
Parmi les procédés connus d’extraction de métabolites d’origine algale, et plus généralement d’origine végétale, figurent les procédés d’extraction par solvant.
Un solvant est une substance généralement liquide qui a la capacité de solubiliser et dissoudre des molécules sans provoquer de modification chimique de ces substances, et sans se modifier lui-même. Plus d’une centaine de tonnes de solvants organiques sont produites par an dans le monde pour l’industrie, mais la plupart d’entre eux ne correspondent pas aux principes de la chimie verte, le but de celle-ci étant d’obtenir des processus chimiques sûrs, propres et écoénergétiques. Parmi ces principes de la chimie verte, il peut être cité l’utilisation de solvants et auxiliaires moins toxiques, ou encore l’utilisation de matières premières renouvelables.
Les solvants les plus fréquemment utilisés sont des solvants organiques comme l’hexane, le benzène ou l’acétone. L’ensemble de ces solvants respectent peu ces principes de la chimie verte. Ces solvants de synthèse, de par leur sourçage pétrochimique, font l’objet de controverses parmi les scientifiques et dans le grand public. Ils ont également l’inconvénient d’être volatiles, de présenter une faible sélectivité et ont une gamme de polarité restreinte.
Bien que certains solvants soient considérés comme non toxiques, tel que l’eau, l’éthanol ou plus largement les alcools, comme le glycérol, le propylène glycol ou le butylène glycol très utilisés dans le domaine cosmétique, ceux-ci ne sont pas toujours efficaces pour extraire de façon optimale les molécules moins polaires. De même, les solvants hydrophobes, tels que le triglycéride caprylique/caprique ou encore l’huile de tournesol, très utilisés en cosmétique ne présentent pas une efficacité d’extraction optimale des métabolites des végétaux. Leur utilisation, notamment pour extraire des principes actifs à intégrer dans des compositions, telle que des compositions cosmétiques, ne permet pas la plupart du temps une extraction optimale et/ou de s’affranchir de conservateurs dans ces compositions.
C’est pourquoi les solvants néotériques sont largement développés pour remplacer les solvants traditionnels. Ces solvants alternatifs, en plus d’améliorer la sélectivité et d’élargir la gamme de polarité, sont employés pour diminuer la toxicité, la volatilité et la dangerosité des solvants, et ainsi respecter un peu plus les principes de la chimie verte.
Les solvants eutectiques profonds, (« Deep eutectic solvent », ou DES) appartiennent à ces nouveaux solvants. Ce sont des solvants durables dérivés de ressources renouvelables, qui sont faciles à préparer, sans étape de purification. Ils sont généralement composés de deux ou trois constituants capables de s’associer ensemble via des liaisons hydrogènes. Ils sont généralement décrits comme le mélange d’au moins un accepteur et un donneur de liaison hydrogène qui a une certaine stœchiométrie formera un eutectique, donnant ainsi un point de fusion plus bas au mélange qu’à chacun des constituants. Quand les constituants de ces solvants sont des composés présents naturellement dans la nature, comme les métabolites primaires des plantes, ils sont appelés NaDES (« Natural Deep eutectic solvent »).
L’invention vise précisément à utiliser ces solvants DES pour extraire des métabolites d’algues à usage cosmétique.
Les NaDES sont en effet des solvants naturels présentant avantageusement un fort pouvoir extractant : ils seraient d’ailleurs présents dans la nature pour la survie d’espèces dans des conditions extrêmes, et permettraient de stocker et transporter les molécules non solubles dans l’eau, ou lorsqu’il y a peu d’eau. Ces solvants innovants et efficaces, permettant de s’affranchir généralement de conservateurs, sont encore peu utilisés en cosmétique. Les inventeurs ont découvert que leur utilisation en tant que solvant d’extraction d’algues permet d’obtenir des extraits actifs cosmétiques, pouvant être intégrés dans diverses compositions cosmétiques.
Il est déjà connu d’utiliser des NaDES en tant que solvants d’extraction pour produire différents extraits, à partir de matériel biologique, typiquement végétal ou animal.
Ainsi, la demande de brevet FR3036618A1 publiée par Gattefossé en décembre 2016 traite de procédés d'extraction réalisés à partir de matériel végétal, et de l'utilisation de solvants dits « verts », préparés à partir de molécules biosourcées, biodégradables et non toxiques. En particulier, dans le but d’améliorer les procédés de préparation d’extraits végétaux existants pour qu’ils satisfassent les exigences cosmétiques tout en assurant une qualité adéquate des extraits produits. Cette demande propose de produire des extraits végétaux par extraction avec des NaDES. Les NaDES mentionnés dans ce document antérieur sont aptes à extraire des métabolites de plantes, à partir de leur graines, feuilles, fruits, fleurs et/ou bulbes. La seule plante citée et testée dans ce document de brevet antérieur est la fleur Calendula officinalis. Ce document de brevet antérieur propose également d’utiliser les extraits végétaux produits dans la production, par exemple, de compositions cosmétiques. Mais ces NaDES ne sont pas divulgués comme étant aptes à extraire des métabolites d’algues.
Également, la demande de brevet FR3034626A1 publiée par Naturex en octobre 2016 traite de NaDES pour extraire du matériel biologique végétal, ou animal, ou encore procaryote. Ce document mentionne que les extraits végétaux produits peuvent être intégrés dans toutes sortes de compositions, telles que des compositions cosmétiques, mais également de nombreuses autres compositions de type alimentaire, nutraceutique, pharmaceutique, œnologique, ou encore des parfums. Dans un but d’amélioration des procédés d’extraction existants utilisant des NaDES, ce document propose d’extraire des composés biologiques naturels avec des NaDES bien particuliers, lesquels comprennent de la bétaïne. Ces NaDES ont été testés pour extraire des métabolites biologiques à partir de plantes, telles que les fleurs de cerisiers, de safran, la criste-marine, la rose de Jéricho, le romarin, ou encore les feuilles d’olivier. Ces NaDES à base de bétaïne ne sont en revanche pas discutés, ni même divulgués, comme étant aptes à extraire des métabolites d’algues.
Encore, la demande de brevet WO2011/155829A1 publiée par l’Université de Leiden en décembre 2011 traite d’un procédé d’extraction de matériel biologique, en vue d’une utilisation dans l’industrie cosmétique, mais également dans de nombreuses autres industries, telle que celles de l’alimentaire, de la pharmacie, ou encore de l’agrochimie. Notamment, dans le but d’améliorer les procédés existants d‘extraction à partir de sources naturelles sans utiliser de composés de synthèse, cette demande propose d’extraire du matériel biologique avec soit des NaDES, soit des liquides ioniques. Ces NaDES et liquides ioniques sont divulgués comme étant adaptés à l’extraction de métabolites à partir de nombreux types de matériel, tel que des plantes (la vanille, la plante Taxus, la plante Artemisia, la plante Papaver, etc.), des insectes, des animaux, ou encore des microorganismes. Il a notamment été testé l’extraction à partir de fleurs de rose rouge. Les NaDES présentés dans ce document ne sont en revanche pas discutés, ni même divulgués, comme étant aptes à extraire des métabolites d’algues.
Un premier objet de la présente invention consiste à mettre en œuvre de façon nouvelle des procédés d’extraction applicables aux ressources algales, et adaptés à l’obtention d’extraits à usage cosmétiques, en utilisant des solvants de type NaDES.
Un autre objectif de l’invention est de sélectionner parmi les solvants de type DES des formules de solvants d’extraction qui respectent les principes de la cosmétique et les règlements cosmétiques et qui soient plus efficaces, en particulier en termes de rendement d’extraction de principes actifs de sélectivité de ces principes actifs, de stabilité des molécules extraites, et/ou qui permettent de s’affranchir de conservateurs.
Il n’a pas été identifié de publications remarquables portant sur l’utilisation de solvants naturels, en particulier les NaDES, pour l’extraction de végétaux marins, tels que les algues. Il apparaît que les travaux connus sur ce sujet sont lacunaires, et que les tests réalisés utilisent par exemple du chlorure de choline dans la composition des DES, un composé qui n’est pas compatible avec des usages cosmétiques.
Dans le cadre de l’invention, les solvants de type DES ont été caractérisés de façon satisfaisante, selon des méthodes suffisamment fiables pour pouvoir envisager une industrialisation.
Un objectif de l’invention est également de proposer de nouvelles compositions cosmétiques à base d’algues incluant des principes actifs cosmétiques issus de procédés d’extraction utilisant ces types de solvants.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l’aide d’un procédé selon l’invention.
En particulier, l’invention concerne un procédé d’obtention d’une composition de métabolites et/ou de constituants d’algues à usage cosmétique, consistant à mettre en contact une préparation d’au moins une algue (typiquement, une macro-algue sauvage ou cultivée) avec un solvant de type DES, ledit solvant de type DES étant choisi de façon à être constitué d’un mélange comprenant deux ou trois composés choisis parmi les acides aminés, les acides organiques, les alcools et les sucres, en présence d’eau ou non.
Plus précisément, le procédé selon l’invention trouve une première modalité de mise en œuvre sous forme d’une extraction hydrophile, selon laquelle :
- soit le DES acide lactique / glycérol (1 :1) est mis en contact avec une préparation d’au moins une macro-algue brune via une extraction hydrophile, pour obtenir une composition contenant notamment des phlorotannins et /ou des osmolytes de petites tailles type mannitol ;
- soit le DES glycine / arginine / sorbitol (1 :1 :3) est mis en contact avec une préparation d’au moins une macro-algue via une extraction hydrophile, pour obtenir une composition comprenant des métabolites et/ou des constituants d’algues contenant notamment des osmolytes et / ou des sucres et dérivés de sucres incluant des polysaccharides.
Avantageusement, selon cette première modalité d’extraction hydrophile, le procédé comprend les étapes suivantes :
- broyage d’une algue séchée pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5 cm de large, préférentiellement de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement 0,1 à 1,5 cm ;
- mise en contact desdites paillettes d’algue avec ledit DES, sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 30°C et 70°C, de préférence entre 40°C et 60°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 2 et 6% en poids, de préférence entre 3 et 5% en poids par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés à l’étape précédente sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites d’algues à usage cosmétique.
Avantageusement, ladite algue peut être dessalée par trempage dans l’eau douce avant séchage.
Également, avantageusement, ladite algue séchée est séchée à température ambiante au soleil, ou au séchoir à tabac, ou au séchoir rotatif à une température comprise entre 35°C et 90°C, préférentiellement entre 45°C et 80°C, plus préférentiellement entre 55°C et 70°C.
Selon une autre caractéristique avantageuse, avant ladite étape de mise en contact, ledit DES est ajusté à une teneur en eau comprise entre 15% et 60% en poids d’eau, de préférence entre 20 % et 40 % en poids d’eau.
Selon une autre caractéristique avantageuse, après ladite étape de filtration des résidus d’algues, le pH dudit extrait est ajusté entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ou de l’acide citrique.
Il apparaît donc que ce procédé selon l’invention est simple à mettre en œuvre et à contrôler, et présente l’avantage de ne pas nécessiter de matériel particulièrement coûteux.
Toujours selon l’invention, le procédé trouve une deuxième modalité de mise en œuvre combinant extraction hydrophile et hydrolyse, de façon notamment à permettre une étape d’hydrolyse additionnelle, permettant de dégrader en particulier les polysaccharides en oligosaccharides et monosaccharides, intéressants pour une variété plus large d’effets cosmétiques.
Dans cette deuxième modalité du procédé de l’invention, le DES acide lactique / glycérol (1 :1) est mis en contact avec une préparation d’au moins une macro-algue via une extraction et une hydrolyse, pour obtenir une composition comprenant des polysaccharides et / ou oligosaccharides et / ou monosaccharides, et comprend avantageusement les étapes suivantes :
- broyage d’une algue séchée pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5 cm de large, préférentiellement de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement 0,1 à 1,5 cm ;
- extraction à partir desdites paillettes d’algue en présence d’eau déminéralisée, sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 10°C et 30°C, de préférence entre 15°C et 25°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 3 et 5% en poids, par rapport au poids total du mélange algue/eau ;
- séparation d’une fraction insoluble d’algue et d’un premier extrait formé, par filtration sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- récupération de ladite fraction insoluble d’algue et mise en contact avec ledit DES ajusté à une teneur en eau comprise entre 15 et 60% en poids, de préférence entre 20 % et 40% en poids, en tenant compte de l’eau contenue dans ladite fraction insoluble, sous agitation pendant une durée comprise entre 1h et 4h, de préférence entre 1h30 et 3h30, à une température comprise entre 50°C et 100°C, de préférence entre 65°C et 85°C, où la quantité d’algue est comprise entre 8 et 12% en poids, préférentiellement entre 9 et 11 % en poids, par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- ajustement du pH du mélange entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ;
- refroidissement dudit mélange pendant une durée comprise entre 30 et 90min ;
- le mélange est ajusté pour obtenir un mélange total de 50% de glycérol en prenant en compte le glycérol apporté par le DES s’il en contient ;
- ajout d’eau déminéralisée pour obtenir une quantité finale d’algue séchée brute entre 3 et 5%, par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés lors des étapes précédentes sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites et/ou de constituants d’algues à usage cosmétique.
Enfin, selon une troisième modalité de mise en œuvre de l’invention, c’est le DES acide lactique / dodécanol qui est mis en contact avec une préparation d’au moins une macro-algue via une extraction hydrophobe, pour obtenir une composition contenant notamment des caroténoïdes et/ou des chlorophylles.
Dans cette troisième modalité, le procédé comprend avantageusement les étapes suivantes :
- broyage d’une algue (séchée ou non séchée / humide) pour obtenir une pâte ou des morceaux de 0,05 à 2,5 cm de large, préférentiellement de 0,1 à 2 cm, encore plus préférentiellement 0,2 à 1,5 cm ;
- mise en contact de ladite pâte ou desdits morceaux d’algue avec ledit DES, sous agitation pendant une durée comprise entre 30 et 120 min, de préférence entre 50 et 70 min, à une température inférieure à 60°C, de préférence entre 15°C et 35°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 6 et 10% en poids, de préférence entre 7 et 9% en poids par rapport au poids total du mélange algue sèche/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés à l’étape précédente sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- séparation d’une phase aqueuse et d’une phase comprenant ledit DES ;
- séchage de ladite phase comprenant ledit DES sur du sulfate de magnésium anhydre ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites et/ou constituants d’algues à usage cosmétique.
En conséquence, l’invention couvre également toute une série d’extraits issus de ces procédés, à savoir :
- selon la première modalité (extraction hydrophile simple
):
- les extraits issus du procédé hydrophile, pour lesquels le procédé est appliqué à l’extraction à partir de l’algue Cystoseira baccata en présence du DES acide lactique / glycérol (stœchiométrie 1 :1) afin de comprendre des phlorotannins et du mannitol après extraction ;
- les extraits obtenus selon le même procédé appliqué à l’extraction à partir de l’algue Pylaiella littoralis en présence du DES acide lactique / glycérol (1 :1) afin de comprendre des phlorotannins ;
- les extraits obtenus selon le même procédé appliqué à l’extraction à partir de l’algue Cystoseira baccata en présence du DES glycine / arginine / sorbitol (1 :1 :3) afin de comprendre des sucres et/ou dérivés de sucres incluant des polysaccharides, tel que du mannitol ou des laminaranes ;
- les extraits obtenus selon le même procédé appliqué à l’extraction à partir de l’algue Polysiphonia elongata en présence du DES glycine / arginine / sorbitol (1 :1 :3) comprenant des mycosporines, et/ou des digénéasides, et/ou du glucose.
- selon la deuxième modalité (combinaison d’extraction hydrophile et d’hydrolyse)
:
- les extraits issus de ce procédé appliqué à l’extraction à partir de l’algue Cystoseira baccata, ou de l’algue Codium tomentosum, ou de l’algue Furcellaria lumbricalis, ou de l’algue Polysiphonia elongata, ou de l’algue Calliblepharis jubata, en présence du DES acide lactique / glycérol (1 :1) comprenant des polysaccharides hydrolysés, tels que des laminaranes, et/ou des fucanes, et/ou des arabinogalactanes, et/ou des mannanes, et/ou des furcellaranes, et/ou des galactanes, et/ou des carraghénanes.
- selon la troisième modalité (extraction hydrophobe)
:
- les extraits issus du procédé d’extraction hydrophobe de l’invention appliqué à l’extraction à partir de l’algue Cystoseira baccata, ou de l’algue Codium tomentosum, ou de l’algue Furcellaria lumbricalis, en présence du DES acide lactique / dodécanol (1 :1) comprenant des composés hydrophobes, tels que des caroténoïdes et/ou des chlorophylles.
Ces différents extraits selon l’invention sont intégrables en tant qu’ingrédients cosmétiques dans des compositions cosmétiques, du fait qu’ils contiennent des principes actifs naturels intéressants encore très peu répandus. En effet, alors que l’extraction de métabolites d’algues à visée cosmétique ne s’est pas encore pleinement développée, l’utilisation de DES en tant que solvants d’extraction, associée à l’utilisation d’algues, permet également de respecter la réglementation cosmétique, en limitant l’usage de réactifs et composés toxiques. De telles compositions naturelles présentent ainsi moins de risque d’effets secondaires pour leurs utilisateurs, et correspondent à ce que recherchent les consommateurs.
L’invention englobe également les compositions cosmétiques incluant au moins un des extraits ci-dessus, ainsi que l’utilisation de chacun de ces extraits en tant qu’ingrédient cosmétique.
Selon l’invention, les compositions cosmétiques concernées sont notamment destinées à être appliquées sur la peau saine, typiquement pour hydrater la peau, et/ou pour prévenir et/ou lutter contre le vieillissement cutané, et/ou pour améliorer le microbiote cutané et/ou améliorer la fonction barrière de la peau et/ou pour préparer la peau à lutter contre les stress oxydants extérieurs, et/ou apporter un effet amincissant et/ou un effet brûleur de graisse et/ou un effet apaisant.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui va suivre en lien avec des modes de réalisation préférentiels de l’invention.
4.1.
Introduction générale sur les algues et la cosmétique
Les macroalgues marines sont regroupées en trois types : les algues brunes ou Phaeophyceae contenant des pigments bruns caroténoïdes comme la fucoxanthine ; les algues rouges appartenant au phylum des Rhodophyta contenant des pigments rouges et bleus nommés phycobilines ; et les algues vertes appartenant au phylum des Chlorophyta.
Les algues sont principalement composées d’eau et peuvent en contenir jusqu’à 95 % du poids de l’algue fraîche. Elles comprennent aussi de nombreux autres éléments, tels que des sels minéraux et oligo-éléments, des vitamines, des acides aminés et protéines, des pigments, ou encore des phlorotannins. C’est l’ensemble de ces métabolites qui vont faire leur spécificité, leur apportant notamment des propriétés biologiques qui peuvent être utilisées dans différentes applications, tel que l’agroalimentaire, le domaine pharmaceutique et médical, ou encore la cosmétique.
Au regard en particulier du développement du domaine des soins et des cosmétiques naturels, les molécules algales pures ou sous forme d’extraits peuvent être ajoutées dans des formulations pour leurs activités tonifiante, hydratante, revitalisante, anti-âge mais aussi anticellulite et amincissante.
Six espèces d’algues ont été étudiées dans le cadre de l’invention. Il s’agit des algues brunes Pylaiella littoralis et Cystoseira baccata, des algues rouges Polysiphonia elongata, Calliblepharis jubata et Furcellaria lumbricalis, ainsi que de l’algue verte Codium tomentosum.
Ce sont toutes des macroalgues eucaryotes, sélectionnées pour leur composition chimique notamment en composés phénoliques, caroténoïdes, mycosporines ou polysaccharides et/ou leurs propriétés antioxydantes, anti-UV, anti-âge et hydratantes.
Un DES comprend un accepteur et un donneur de liaison hydrogène, qui, à la bonne stœchiométrie, s’associent pour créer un réseau de liaisons hydrogènes. Sont en jeu des forces intermoléculaires non covalentes et non ioniques. Un DES est généralement liquide à température ambiante (en dessous de 100°C).
De nombreuses molécules peuvent entrer dans la composition d’un solvant eutectique profond comme les acides organiques, les acides aminés, les sucres, les alcools ou encore les ammoniums quaternaires.
Les avantages que présente l’utilisation de DES en tant que solvants sont entre autres liés à une diminution de la toxicité des produits utilisés comparés aux solvants organiques, car ils sont moins toxiques. Ils sont également non volatils et non inflammables. Ils sont souvent biodégradables et biocompatibles. Ils présentent également un fort pouvoir solvatant et extractant, ce qui en fait de très bons solvants d’extraction.
Les solvants eutectiques, en plus d’être souvent plus efficaces que l’eau, peuvent permettre une stabilisation de métabolites et/ou constituants d’algues extraits et/ou limiter l’utilisation de conservateur.
L’efficacité des DES pour extraire des métabolites cibles est dépendante de leur polarité, en modifiant leur composition, la polarité peut être modulée permettant d’obtenir une gamme de polarité très variée grâce à un nombre considérable de possibilités de composition.
4.4.
Détail des expériences de mise en œuvre et test des principes de l’invention
Comme déjà mentionné, les algues produisent de nombreuses molécules actives intéressantes en cosmétique. L’objectif de cette invention a été d’extraire, voire d’hydrolyser, une partie de ces molécules à l’aide de solvants innovants : les DES.
Trois (3) types de solvants eutectiques profonds ont été préparés dans cette invention : des DES binaires hydrophiles, comprenant 2 composés (en présence d’eau) ; des DES ternaires hydrophiles, comprenant 3 composés (en présence d’eau); et des DES hydrophobes, comprenant 2 ou 3 constituants dont au moins 1 est hydrophobe, sans ajout d’eau.
Concernant la nature et la qualité de l’eau à ajouter dans les différentes variantes résumées ci-dessus, il sera préféré un ajout d’eau déminéralisée, afin de mieux contrôler la pureté, la reproductibilité et l’absence de bactérie. Toutefois, l’homme du métier pourra adapter en fonction d’éventuels objectifs secondaires
Il est possible de moduler les DES en fonction de leurs applications en ajustant leur sélectivité, leur polarité ou encore leur viscosité, en changeant notamment un ou plusieurs constituants du DES ou en changeant la quantité d’eau contenue dans celui-ci. Par exemple, l’ajout d’un 3ème composé (autre que l’eau) à un DES binaire hydrophile a permis de jouer sur la polarité des solvants.
La viscosité est un des facteurs limitants pour l’utilisation des solvants eutectiques au niveau industriel. Notamment, l’augmentation de la température et l’ajout d’eau dans les DES hydrophiles influencent leur viscosité. En conséquence, l’ajout d’eau lors de la préparation des DES facilite l’obtention de ceux-ci en diminuant le temps de préparation ainsi que le risque de dégradation des constituants de départ. Pour conserver les propriétés d’extraction spécifiques des DES de l’invention, il est observé une limite de dilution située entre 30 et 40 % d’eau massique.
Six (6) DES particuliers, entre autres, ont été expérimentalement testés dans le cadre de l’invention :
- le DES acide lactique / glycérol, à la stœchiométrie 1 :1, a été testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophile, ainsi que dans un procédé combinant extraction et hydrolyse ;
- le DES acide lactique / dodécanol, à la stœchiométrie 1 :1, a été testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophobe ;
- le DES acide lactique / décanol, à la stœchiométrie 1 :1, a été testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophobe ;
- le DES glycine / arginine / sorbitol, à la stœchiométrie 1 :1 :3, a été testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophile ;
- le DES proline / glucose / glycérol à la stœchiométrie 1 :1 :1 testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophile ;
- le DES proline / fructose / glycérol à la stœchiométrie 1 :1 :1 testé en tant que solvant d’extraction dans un procédé d’extraction hydrophile.
Les DES mis en œuvre ont été essentiellement caractérisés par spectrométrie à source froide, selon la technique décrite notamment dans la publication « Cold-Spray Ionization Mass Spectrometry of the Choline Chloride-Urea Deep », Percevault et al, 2021 et/ou par étude de leur rhéologie et/ou par spectroscopie diélectrique.
Ces DES ont été utilisés pour extraire divers métabolites et/ou constituants, éventuellement hydrolysés, sur la base de différentes algues. Ces combinaisons DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants sont résumées dans le tableau ci-après :
| # | DES | Protocole | Algues | Métabolites et/ou constituants |
| 1 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction hydrophile | Algues brunes (Cystoseira baccata) | Phlorotannins Mannitol |
| 2 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction hydrophile | Algues brunes (Pylaiella littoralis) | Phlorotannins |
| 3 | Glycine / arginine / sorbitol (1 : 1 : 3) | Extraction hydrophile | Cystoseira baccata | Sucres et dérivés de sucres incluant des polysaccharides (Mannitol) |
| 4 | Glycine / arginine / sorbitol (1 : 1 : 3) | Extraction hydrophile | Polysiphonia elongata | Mycosporines Digénéasides Glucose |
| 5 | Acide lactique / dodécanol (1 : 1) | Extraction hydrophobe | Cystoseira baccata | Composés hydrophobes (Caroténoïdes, Chlorophylles) |
| 6 | Acide lactique / dodécanol (1 : 1) | Extraction hydrophobe | Codium tomentosum | Composés hydrophobes (Caroténoïdes, Chlorophylles) |
| 7 | Acide lactique / dodécanol (1 : 1) | Extraction hydrophobe | Furcellaria lumbricalis | Composés hydrophobes (Caroténoïdes, Chlorophylles) |
| 8 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction et hydrolyse | Cystoseira baccata | Polysaccharides hydrolysés (laminaranes, fucanes sulfatés ou non…) |
| 9 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction et hydrolyse | Codium tomentosum | Polysaccharides hydrolysés (arabinogalactanes sulfatés ou non, mannanes sulfatés ou non…) |
| 10 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction et hydrolyse | Furcellaria lumbricalis | Polysaccharides hydrolysés (furcellaranes…) |
| 11 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction et hydrolyse | Polysiphonia elongata | Polysaccharides hydrolysés (galactanes sulfatés ou non…) |
| 12 | Acide lactique / glycérol (1 : 1) | Extraction et hydrolyse | Calliblepharis jubata | Polysaccharides hydrolysés (carraghénanes…) |
On constate ainsi que ces différentes combinaisons selon l’invention permettent l’obtention de diverses compositions variées de métabolites et/ou constituants d’algues à usage cosmétique, au moyen de la mise en contact d’une préparation d’au moins une algue (typiquement une macro-algue) avec un solvant de type DES, ledit solvant de type DES étant choisi de façon à être constitué d’un mélange comprenant deux ou trois composés choisis parmi les acides aminés, les acides organiques, les alcools et les sucres, en présence d’eau ou non.
Incidemment, l’efficacité de ce procédé d’obtention de composition variées de métabolites d’algues pourrait être corrélé, en toute hypothèse, avec le fait que ces composés qui sont présents dans la nature pourraient tout à fait former des DES à l’intérieur de végétaux. Leur formation permettrait de solubiliser, stocker et transporter les métabolites non ou peu solubles dans l’eau. Cela expliquerait la survie d’organisme lors des phénomènes de germination, de cryoprotection ou de sécheresse.
4.5.
Détails des trois modalités de réalisation du procédé selon l’invention
La très large de gamme de pH possible pour les DES a permis d’envisager à la fois l’extraction de différents métabolites d’algues, ainsi que l’hydrolyse de polysaccharides algaux.
4.5.1.
Procédé d’extraction avec un DES hydrophile
- L’algue a éventuellement été dessalée par trempage dans l’eau douce avant séchage ;
- L’algue a été séchée, à température ambiante au soleil ou au séchoir à tabac, ou au séchoir rotatif à une température comprise entre 35°C et 90°C, préférentiellement entre 45°C et 80°C, plus préférentiellement entre 55°C et 70°C ;
- Elle a été ensuite broyée au mixeur pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5cm de large, de préférence de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement de 0,1 à 1,5 cm ;
- Le DES, préalablement préparé, qui peut être ajusté à une teneur en eau entre 15% et 60% d’eau, de préférence entre 20 % et 40 %, a été mis en contact avec les paillettes d’algue sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 30°C et 70°C, de préférence entre 40°C et 60°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 2% et 6% en poids, de préférence entre 3 et 5% en poids par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- Les résidus d’algues ont ensuite été filtrés sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- Le pH de l’extrait peut éventuellement être ajusté entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ou de l’acide citrique ;
- L’extrait final a été filtré sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- L’extrait final sous forme liquide a été récupéré.
Les DES utilisés pour mettre en œuvre ce procédé d’extraction hydrophile sont les DES acide lactique / glycérol (stœchiométrie 1 :1), proline / glucose / sorbitol (stœchiométrie 1 :1 :1), proline / glucose / glycérol (stœchiométrie 1 :1 :1), proline / fructose / glycérol (stœchiométrie 1 :1 :1) et glycine / arginine / sorbitol (stœchiométrie 1 :1 :3).
Les DES préférentiels sont les DES acide lactique / glycérol et glycine / arginine / sorbitol.
4.5.2.
Procédé d’extraction avec un DES hydrophobe
- L’algue a éventuellement été dessalée par trempage dans l’eau douce ;
- L’algue humide/non séchée ou séchée, à température ambiante au soleil ou au séchoir à tabac, ou au séchoir rotatif à une température comprise entre 35°C et 90°C, préférentiellement entre 45°C et 80°C, plus préférentiellement entre 55°C et 70°C a été broyée au mixeur pour obtenir une pâte ou des morceaux de 0,05 à 2,5 cm de large, préférentiellement de 0,1 à 2 cm, encore plus préférentiellement 0,2 à 1,5 cm ;
- Le DES, préalablement préparé, est mis en contact avec la pâte ou les morceaux d’algue sous agitation pendant une durée comprise entre 30 et 120 min, de préférence entre 50 et 70 min, à une température inférieure à 60°C, de préférence entre 15°C et 35°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 6% et 10% en poids, de préférence entre 7% et 9% en poids par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- Les résidus d’algues ont été filtrés sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- Une phase aqueuse et une phase comprenant le DES ont été séparées ;
- La phase comprenant le DES a été séchée sur du sulfate de magnésium anhydre ;
- L’extrait final a été filtré sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- L’extrait final sous forme liquide a été récupéré.
Les DES utilisés pour mettre en œuvre ce procédé d’extraction hydrophobe sont les DES acide lactique / dodécanol (stœchiométrie 1 :1) et acide lactique / décanol (stœchiométrie 1 :1).
Le DES préférentiel est le DES acide lactique / dodécanol.
4.5.3.
Procédé d’extraction et d’hydrolyse de polysaccharides avec un DES hydrophile
- L’algue a éventuellement été dessalée par trempage dans l’eau douce avant séchage ;
- L’algue a été séchée, à température ambiante au soleil ou au séchoir à tabac, ou au séchoir rotatif à une température comprise entre 35°C et 90°C, préférentiellement entre 45°C et 80°C, plus préférentiellement entre 55°C et 70°C ;
- Elle a été ensuite broyée au mixeur pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5cm de large, de préférence de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement de 0,1 à 1,5 cm ;
- Une extraction a ensuite été réalisée à partir des paillettes d’algue en présence d’eau déminéralisée, sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 10°C et 30°C, de préférence entre 15°C et 25°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 3% et 5% en poids, par rapport au poids total du mélange algue/eau ;
- Une fraction insoluble d’algue et d’un premier extrait formé ont été séparés, par filtration sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- La fraction insoluble d’algue a été récupérée et mise en contact avec le DES préalablement préparé, qui a été ajusté à une teneur en eau comprise entre 15% et 60% en poids, de préférence entre 20 % et 40 % en poids, en tenant compte de l’eau contenue dans la fraction insoluble, sous agitation pendant une durée comprise entre 1h et 4h, de préférence entre 1h30 et 3h30, à une température comprise entre 50°C et 100°C, de préférence entre 65°C et 85°C, où la quantité d’algue sèche brute est comprise entre 8% et 12% en poids, préférentiellement entre 9% et 11 % en poids, par rapport au poids total du mélange algue sèche/DES ;
- Le pH du mélange a été ajusté entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ;
- Le mélange a été laissé refroidir pendant une durée comprise entre 30 et 90min ;
- le mélange a été ajusté pour obtenir un mélange total de 50% en glycérol en prenant en compte le glycérol apporté par le DES s’il en contient.
- De l’eau déminéralisée a été ajoutée pour obtenir une quantité finale d’algue séchée brute entre 3% et 5%, par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- Les résidus d’algues ont été filtrés sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- L’extrait final a été filtré sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- L’extrait final sous forme liquide a été récupéré.
Le DES utilisé pour mettre en œuvre ce procédé d’extraction et d’hydrolyse de polysaccharides est le DES acide lactique / glycérol (stœchiométrie 1 :1).
Il est possible pour l’homme de métier d’obtenir à partir des algues des oligosaccharides de différents poids moléculaires et degrés de polymérisation, et donc associés à des propriétés biologiques et chimiques différentes, en jouant sur le DES et la température mis en œuvre dans l’hydrolyse, sans sortir du cadre de l’invention.
Pour valider l’efficacité des procédés et des extraits de l’invention, des tests ont été menés, dont les résultats figurent dans le tableau récapitulatif ci-dessous.
La colonne 2 de ce tableau indique la combinaison DES/procédés/algues/métabolites concernée telle qu’elle est référencée dans le tableau des combinaisons figurant plus haut dans la présente description.
| No. Test | # | Protocole d’extraction | Composition du solvant d’extraction | Espèce d’algue | Résultats tests d’efficacitéin vitro |
| A | 9 | Extraction hydrophile et hydrolyse | Acide lactique / glycérol / eau | Codium tomentosum | Augmentation de l’acide hyaluronique (synthétisé majoritairement par les fibroblastes pour améliorer la matrice extra-cellulaire (MEC)) - Diminution de MMP-1 (responsable de la dégradation du collagène dermique) - Diminution d’IL-8 (cytokine inflammatoire) - Augmentation de la croissance de S. epidermidis (bactérie commensale de la peau) en milieu appauvri en glucose |
| B | 10 | Furcellaria lumbricalis | - Augmentation de l’acide hyaluronique (synthétisé majoritairement par les fibroblastes pour améliorer la matrice extra-cellulaire (MEC)) - Augmentation de la croissance de S. epidermidis (bactérie commensale de la peau) en milieu appauvri en glucose - Augmentation de la flore commensale (S. epidermidis) vs pathogène (S. aureus et C. acnes) | ||
| C | 8 | Cystoseira baccata | - Augmentation de l’acide hyaluronique (synthétisé majoritairement par les fibroblastes pour améliorer la matrice extra-cellulaire (MEC)) - Augmentation de la croissance de S. epidermidis (bactérie commensale de la peau) en milieu appauvri en glucose | ||
| D | 1 | Extraction hydrophile | Acide lactique / glycérol / eau | Cystoseira baccata | - Augmentation de l’acide hyaluronique (synthétisé majoritairement par les fibroblastes pour améliorer la matrice extra-cellulaire (MEC)) - Diminution de MMP-1 (responsable de la dégradation du collagène dermique) - Diminution de l’accumulation lipidique (provoquée par une diminution de la différenciation des préadipocytes en adipocytes) - Augmentation de l’expression de la protéine UCP1 (induction du phénotype beige (pro-thermogénique)) |
| E | 3 | Extraction hydrophile | Arginine / Glycine / Sorbitol / eau | Cystoseira baccata | - Diminution d’IL-8 (cytokine inflammatoire) - Diminution de l’accumulation lipidique (provoquée par une diminution de la différenciation des préadipocytes en adipocytes) - Augmentation de l’expression de la protéine UCP1 (induction du phénotype beige (pro-thermogénique)) |
4.6.1.
Test A
:
Extrait de
Codium
tomentosum
(#9 du Tableau antérieur des « combinaisons » DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants)
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait augmente la production d’acide hyaluronique par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm² et non irradiées. Ces résultats sont positifs et amènent à penser que l’extrait améliore la matrice extra-cellulaire au niveau dermique pour un effet anti-âge et hydratant, sous réserve de tests in vivo.
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait diminue la production de MMP-1 par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm². Ces résultats amènent à penser que l’extrait diminue la dégradation du collagène pour un effet anti-âge.
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait diminue la production d’IL-8 par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm². Ces résultats amènent à penser que l’extrait régule les phénomènes inflammatoires pour un effet apaisant ou anti-rougeur.
Un test in vitro de croissance bactérienne de la souche S. epidermidis en milieu appauvrit en glucose a pu montrer que l’extrait améliore la croissance de la bactérie commensale (bonne bactérie de la peau) S. epidermidis en milieu appauvri (sans glucose). Ces résultats amènent à penser qu’il améliore le microbiote cutané avec un effet pré-biotique c’est à dire une augmentation de la flore saprophyte bénéfique pour une meilleure protection cutanée et un effet barrière.
4.6.2.
Test B
:
Extrait de
Furcellaria
lumbricalis
(#10 du Tableau antérieur des « combinaisons » DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants)
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait augmente la production d’acide hyaluronique par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm² et non irradiées. Ces résultats amènent à penser que l’extrait améliore la matrice extra-cellulaire au niveau dermique pour un effet anti-âge et hydratant, sous réserve de test in vivo.
Un test in vitro de croissance bactérienne de la souche S. epidermidis en milieu appauvrit en glucose a pu montrer que l’extrait améliore la croissance de la bactérie commensale (bonne bactérie de la peau) S. epidermidis en milieu appauvri (sans glucose). Ces résultats amènent à penser qu’il améliore le microbiote cutané avec un effet pré-biotique c’est à dire une augmentation de la flore saprophyte bénéfique pour une meilleure protection cutanée et un effet barrière.
Un test in vitro a été réalisé sur épiderme humain reconstruit (Reconstructed Human Epidermis - RHE) pour évaluer l’adhésion et la prolifération de 3 souches bactériennes Staphylococcus aureus (S. aureus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) et Cutibacterium acnes (C. acnes). L’extrait augmente la flore commensale (bonne bactérie de la peau : S. epidermidis) au détriment de la flore pathogène (C. acnes + S. aureus). L’excès de ces pathogènes peut provoquer des dérèglements (acné ou sécheresse) mais ils sont néanmoins toujours présents. Ces résultats amènent à penser qu’il régule le microbiote cutané en évitant une prolifération des bactéries pathogènes.
4.6.3.
Test C
:
Extrait de
Cystoseira
baccata
(#8 du Tableau antérieur des « combinaisons » DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants)
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait augmente la production d’acide hyaluronique par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm² et non irradiées. Ces résultats amènent à penser que l’extrait améliore la matrice extra-cellulaire au niveau dermique pour un effet anti-âge et hydratant.
Un test in vitro de croissance bactérienne de la souche S. epidermidis en milieu appauvrit en glucose a pu montrer que l’extrait améliore la croissance de la bactérie commensale (bonne bactérie de la peau) S. epidermidis en milieu appauvri (sans glucose). Ces résultats amènent à penser qu’il améliore le microbiote cutané avec un effet pré-biotique c’est à dire une augmentation de la flore saprophyte bénéfique pour une meilleure protection cutanée et un effet barrière.
4.6.4.
Test D
:
Extrait de
Cystoseira
baccata
(#1 du Tableau antérieur des « combinaisons » DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants)
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait augmente la production d’acide hyaluronique par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm² et non irradiées. Ces résultats amènent à penser que l’extrait améliore la matrice extra-cellulaire au niveau dermique pour un effet anti-âge et hydratant.
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait diminue la production de MMP-1 par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm². Ces résultats amènent à penser que l’extrait diminue la dégradation du collagène pour un effet anti-âge.
Un test in vitro a été réalisé sur préadipocytes humains pour évaluer l’effet d’extraits sur l’adipogénèse. L’extrait diminue l’accumulation lipidique et donc la différentiation des préadipocytes en adipocytes (anti-adipogénique). Ces résultats amènent à penser que l’extrait a des propriétés anti-stockage des lipides pour un effet minceur.
Un test in vitro a été réalisé sur préadipocytes humains pour évaluer l’effet de l’extraits sur l’induction du phénotype beige. L’extrait augmente l’expression de la protéine UCP1 ce qui traduit une augmentation de l’induction du phénotype beige des préadipocytes (effet pro-thermogénique). Ces résultats amènent à penser que l’extrait a des propriétés de brûleur de graisse.
4.6.
5.
Test E
:
Extrait de
Cystoseira
baccata
(#3 du Tableau antérieur des « combinaisons » DES/procédés/algues/métabolites et/ou constituants)
Des tests in vitro ont été réalisés sur fibroblastes humains en monocouche cellulaire. L’extrait diminue la production d’IL-8 par rapport aux cellules témoins irradiées aux UVA à 5J/cm². Ces résultats amènent à penser que l’extrait régule les phénomènes inflammatoires pour un effet apaisant ou anti-rougeur.
Un test in vitro a été réalisé sur préadipocytes humains pour évaluer l’effet d’extraits sur l’adipogénèse. L’extrait diminue l’accumulation lipidique et donc la différentiation des préadipocytes en adipocytes (anti-adipogénique). Ces résultats amènent à penser que l’extrait a des propriétés anti-stockage des lipides pour un effet minceur.
Un test in vitro a été réalisé sur préadipocytes humains pour évaluer l’effet de l’extraits sur l’induction du phénotype beige. L’extrait augmente l’expression de la protéine UCP1 ce qui traduit une augmentation de l’induction du phénotype beige des préadipocytes (effet pro-thermogénique). Ces résultats amènent à penser que l’extrait a des propriétés de brûleur de graisse.
Les protocoles des tests d’efficacité ont été les suivants :
Test effectué sur une culture monocouche de fibroblastes humains (cellules BJ).
- J0: Implantation des cellules humaines de lignée BJ (fibroblastes)
- J1 : Traitement des cellules avec les extraits + témoin sans extrait
- J2 : Irradiation des cellules aux UVA à 5J/cm² pour simuler un stress + témoin sans extrait sans irradiation
- J4 : récupération des surnageants pour dosage ELISA de l’acide hyaluronique (ng/mL)
Test effectué sur une culture monocouche de fibroblaste humains (cellules BJ).
- J0: Implantation des cellules humaines de lignée BJ (fibroblastes)
- J1 : Traitement des cellules avec les extraits + témoin sans extrait
- J2 : Irradiation des cellules aux UVA à 5J/cm² pour simuler un stress + témoin sans extrait sans irradiation
- J4 : récupération des surnageants pour dosage multiplexe de MMP-1 (pg/mL) et d’IL-8 (CXCL8) (pg/mL)
La souche bactérienneS. epidermidisATCC® 14990™ a été cultivée en milieu appauvrit en glucose (Bouillon Tryptone) et la croissance de cette souche a été déterminée par lecture de la densité optique à 600 nm en cinétique continue sur une durée de 24 heures afin de déterminer la courbe de croissance.
Test effectué sur épidermes humains reconstruits (RHE) utilisés à J10.
Préparation d’un mix bactérien contenant approximativement 5x106 UFC/RHE pour les souchesS. aureus(ATCC® 6538™, Gram+) etC. acnes(ATCC® 6919™, Gram+) et 1x107 UFC/RHE pour la soucheS. epidermidis(ATCC® 14990™, Gram+) soit 50% deS. epidermidis, 25% deS. aureuset 25% deC. acnes. Une application topique (50 μl/RHE) des extraits ou d’eau (pour les témoins) sur les RHE a été réalisée avant une pré-incubation de 24h. Le milieu a ensuite été remplacé et le mix bactérien ajouté sur les RHE (pour les conditions infectées). Après 4h d’incubation, les RHE ont été rincés et les traitements renouvelés. Les RHE ont été de nouveau incubés pendant 20h avant d’être congelés à -80°C. Pour l’analyse, les RHE ont été mécaniquement broyés à l’aide du broyeur de tissu et les ADNg de chaque échantillon ont été extraits. La quantification a été réalisée par qPCR. Les conditions expérimentales ont été réalisées en n=5 par condition et l’analyse des gènes en n=2 par échantillon.
Les préadipocytes utilisés sont des préadipocytes humains cultivés en 2D en condition proadipogénique. Les extraits à tester sont directement ajoutés au milieu de culture. Les préadipocytes sont cultivés en présence ou non des extraits pendant 12 jours avec un changement des milieux tous les 2-3 jours pendant la période de culture. Toutes les conditions de traitement ont été réalisées en triplicat de culture. Les milieux ont ensuite été collectés et les préadipocytes ont été fixés avec du paraformaldéhyde à 4% avant d’être incubés avec un anticorps primaire anti-UCP1 pendant une nuit. Après des lavages, les cellules ont été incubées avec l'anticorps secondaire puis avec du DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) et du BODIPY à température ambiante pour révéler respectivement les noyaux et les gouttelettes lipidiques intracellulaires. Les quantifications des noyaux, de l'accumulation de lipides et de l'expression d'UCP1 ont été réalisées par une méthode automatisée de détection des noyaux et des gouttelettes lipidiques ainsi qu'une méthode d'imagerie et de traitement pour la quantification de la surface et de l'intensité de fluorescence.
Claims (16)
- Procédé d’obtention d’une composition de métabolites d’algues à usage cosmétique et/ou de constituants d’algues à usage cosmétique, consistant à mettre en contact une préparation d’au moins une algue sauvage ou cultivée avec un solvant de type DES, ledit solvant de type DES étant choisi de façon à être constitué d’un mélange comprenant au moins un composé choisi parmi les acides aminés, les acides organiques, les alcools et les sucres.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite préparation d’au moins une algue sauvage ou cultivée est mise en contact avec ledit solvant de type DES via un procédé d’extraction hydrophile.
- Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit solvant de type DES est le DES acide lactique / glycérol et ladite algue sauvage ou cultivée est choisie parmi Cystoseira baccata et Pylaiella littoralis ; ou dans lequel ledit solvant de type DES est le DES glycine / arginine / sorbitol et ladite algue sauvage ou cultivée est choisie parmi Cystoseira baccata et Polysiphonia elongata.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, comprenant les étapes suivantes :
- broyage de ladite algue séchée pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5 cm de large, préférentiellement de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement 0,1 à 1,5 cm ;
- mise en contact desdites paillettes d’algue avec ledit DES, sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 30°C et 70°C, de préférence entre 40°C et 60°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 2% et 6% en poids, de préférence entre 3% et 5% en poids par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés à l’étape précédente sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- ajustement optionnel du pH de l’extrait entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ou de l’acide citrique ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites d’algues à usage cosmétique.
- Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite extraction hydrophile mise en œuvre est une hydrolyse, et dans lequel ledit solvant de type DES est le DES acide lactique / glycérol et ladite algue sauvage ou cultivée est choisie parmi Cystoseira baccata, Codium tomentosum, Furcellaria lumbricalis, Polysiphonia elongata et Calliblepharis jubata.
- Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- broyage de ladite algue séchée pour obtenir des paillettes de 0,01 à 5 cm de large, préférentiellement de 0,05 à 2,5 cm, plus préférentiellement 0,1 à 1,5 cm ;
- extraction à partir desdites paillettes d’algue en présence d’eau déminéralisée, sous agitation pendant une durée comprise entre 10 et 60 min, de préférence entre 20 et 40 min, à une température comprise entre 10°C et 30°C, de préférence entre 15°C et 25°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 3% et 5% en poids, par rapport au poids total du mélange algue/eau ;
- séparation d’une fraction insoluble d’algue et d’un premier extrait formé, par filtration sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- récupération de ladite fraction insoluble d’algue et mise en contact avec ledit DES ajusté à une teneur en eau comprise entre 15% et 60% en poids, de préférence entre 20 % et 40 % en poids, en tenant compte de l’eau contenue dans ladite fraction insoluble, sous agitation pendant une durée comprise entre 1h et 4h, de préférence entre 1h30 et 3h30, à une température comprise entre 50°C et 100°C, de préférence entre 65°C et 85°C, où la quantité d’algue sèche est comprise entre 8% et 12% en poids, préférentiellement entre 9% et 11 % en poids, par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- ajustement du pH du mélange entre 4 et 7, préférentiellement entre 5 et 6, avec une solution d’hydroxyde de sodium à 30% ;
- refroidissement dudit mélange pendant une durée comprise entre 30 et 90min ;
- ajustement du mélange pour obtenir un mélange total de 50% de glycérol en prenant en compte le glycérol apporté par le DES s’il en contient ;
- ajout d’eau déminéralisée pour obtenir une quantité finale d’algue séchée brute entre 3% et 5%, par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés à l’étape précédente sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites et/ou constituants d’algues à usage cosmétique.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite préparation d’au moins une algue sauvage ou cultivée est mise en contact avec ledit solvant de type DES via un procédé d’extraction hydrophobe, et dans lequel ledit solvant de type DES est le DES acide lactique / dodécanol et ladite algue sauvage ou cultivée est choisie parmi Cystoseira baccata, Codium tomentosum et Furcellaria lumbricalis.
- Procédé de préparation selon la revendication 7 comprenant les étapes suivantes :
- broyage de ladite algue (séchée ou non séchée / humide) pour obtenir une pâte ou des morceaux de 0,05 à 2,5 cm de large, préférentiellement de 0,1 à 2 cm, encore plus préférentiellement 0,2 à 1,5 cm ;
- mise en contact de ladite pâte ou desdits morceaux d’algue avec ledit DES, sous agitation pendant une durée comprise entre 30 et 120 min, de préférence entre 50 et 70 min, à une température inférieure à 60°C, de préférence entre 15°C et 35°C, où la quantité d’algue séchée est comprise entre 6% et 10% en poids, de préférence entre 7% et 9% en poids par rapport au poids total du mélange algue/DES ;
- filtration des résidus d’algues formés à l’étape précédente sur toile ou tamis dont le diamètre des mailles est compris entre 0,1 et 1 mm ;
- séparation d’une phase aqueuse et d’une phase comprenant ledit DES ;
- séchage de ladite phase comprenant ledit DES sur du sulfate de magnésium anhydre ;
- filtration de l’extrait final obtenu sur Büchner avec papier filtre présentant une capacité de filtration de 0,7 et/ou 1,2 µm ;
- récupération de l’extrait final sous forme liquide, ledit extrait constituant ladite composition de métabolites d’algues à usage cosmétique.
- Extrait obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 8.
- 0 Extrait selon la revendication 9, et obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant des phlorotanins et/ou du mannitol dans le cas de l’extraction hydrophile en présence du DES acide lactique / glycérol (1 :1) ; et comprenant des sucres et/ou dérivés de sucres incluant des polysaccharides, tel que du mannitol ou des laminaranes, et/ou des mycosporines, et/ou des digénéasides, et/ou du glucose dans le cas de l’extraction hydrophile en présence du DES glycine / arginine / sorbitol (1 :1 :3).
- 1 1 .Extrait selon la revendication 9, et obtenu par la mise en œuvre du procédé selon la revendication 5 ou 6, comprenant des polysaccharides hydrolysés, tels que des laminaranes, et/ou des fucanes sulfatés ou non, et/ou des arabinogalactanes sulfatés ou non, et/ou des mannanes sulfatés ou non, et/ou des furcellaranes, et/ou des galactanes sulfatés ou non, et/ou des carraghénanes.
- 1 2 .Extrait selon la revendication 9, et obtenu par la mise en œuvre du procédé selon la revendication 7 ou 8, comprenant des composés hydrophobes, tels que des caroténoïdes et/ou des chlorophylles.
- 1 3 .Composition cosmétique comprenant un extrait selon l’une quelconque des revendications 9 à 12.
- 1 4 .Utilisation d’un extrait selon l’une quelconque des revendications 9 à 12 en tant qu’ingrédient cosmétique.
- 1 5 .Utilisation d’une composition selon la revendication 13 en tant que composition cosmétique destinée à être appliquée sur la peau saine.
- 1 6 .Utilisation cosmétique selon l’une quelconque des revendications 14 et 15 pour hydrater la peau, et/ou pour prévenir et/ou lutter contre le vieillissement cutané, et/ou pour améliorer le microbiote cutané, et/ou pour préparer la peau à lutter contre les stress oxydants extérieurs et/ou améliorer la fonction barrière de la peau et/ou un effet amincissant et/ou un effet brûleur de graisse.
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