Composition cosmétique
La présente invention a pour objet une composition cosmétique de soin de la peau contenant des cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de negundo dédifférenciées et élicitées, ou un extrait de telles cellules.
Les cellules d'Oliban ou de Boswellia proviennent par exemples des variétés suivantes : Boswellia sacra, Boswellia serrata, Boswellia carteri ou Boswellia carterii, Boswellia papyrifera ou Boswellia papyrifura, Boswellia thurifera,
Boswellia frereana ou Boswellia freerana, Boswellia odorata, Boswellia neglecta, Boswellia dalzielli, Boswellia bhau-dajaima, Boswellia rivae, ou d'une combinaison de telles cellules, les cellules de la variété Boswellia serrata ou sacra ou glabra Roxb. étant préférées.
Les cellules de Negundo proviennent avantageusement de gatillier ou vitex negundo ou vitex agnus-castus.
Les cellules peuvent également provenir d'un mélange de cellules de Boswellia et de cellules Negundo, par exemple d'un mélange contenant de 0,1%» à 99,9% en poids de cellules de Boswellia (en particulier de la variété Serrata) et de 99,9% à 0,P/o en poids de cellules de negundo.
Les cellules sont avantageusement dédifférenciées et élicitées selon la méthode décrite dans la demande de brevet PCT/IB03/01020 dont le contenu est incorporé au présent mémoire descriptif par référence.
Une méthode de préparation de ces cellules sera décrite plus loin dans le présent mémoire.
De façon avantageuse, les cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées sont élicitées in vitro, en particulier dans le milieu de culture in vitro des cellules.
Selon une forme de réalisation, la composition contient une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer une activité cosmétique énergisante pour la peau.
Les cellules végétales dédifférenciées peuvent être obtenues à partir de matériel végétal issu de plante entière ou de partie de plante comme les feuilles, les tiges, les fleurs, les pétales, les racines, les fruits, leur peau, l'enveloppe les protégeant, les graines, les anthères, la sève, les épines, les bourgeons, l'écorce, les baies, et des mélanges de ceux-ci.
Les cellules végétales dédifférenciées utilisables selon l'invention peuvent être obtenues à partir de végétaux obtenus par culture in vivo ou issu de culture in vitro.
Par culture in vivo on entend toute culture de type classique c'est à dire en sol à l'air libre ou en serre ou encore hors sol ou en milieu hydroponique.
Par culture in vitro, on entend l'ensemble des techniques connues de l'homme du métier qui permet de manière artificielle l'obtention d'un végétal ou d'une partie
d'un végétal. La pression de sélection imposée par les conditions physicochimiques lors de la croissance des cellules végétales in vitro permet d'obtenir un matériel végétal standardisé, exempt de contaminations et disponible tout au long de l'année contrairement aux plantes cultivées in vivo. Préférentiellement selon l'invention on utilise des cellules végétales dédifférenciées issues de culture in vitro.
Les cellules végétales dédifférenciées utilisables selon l'invention peuvent être obtenues par toute méthode connue de l'art antérieur. A cet égard on peut citer les méthodes décrites par E.F. George et P.D. Sherrington dans Plant Propagation by tissue culture, handbook and directory of commercial laboratories (Exegetics Ltd 1984).
Les milieux de culture utilisables selon l'invention sont ceux généralement connus de l'homme du métier. On peut citer à titre d'exemples les milieux de Gamborg. Murashige et Skoog, Heller, White etc.... On trouvera dans "Plant Culture Média : formulations and uses" de E.F. George, DJM Puttock et HJ
George (Exegetics Ltd 1987, tome 1 & 2) des descriptions complètes de ces milieux.
Préférentiellement selon l'invention on prépare les cellules végétales dédifférenciées cultivées sur milieu de Murashige et Skoog.
Par élicitation dans le milieu de culture, on entend la mise en œuvre d'un stress ou d'une agression (biologique, chimique ou physique) sur les cellules dans leur milieu de culture afin de provoquer un ou plusieurs mécanismes de défense.
Par exemple, la composition contient de 0,02% à 10%> en poids, de préférence de 0,05 à 2% en poids, de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules. La composition contient selon des exemples particuliers 0,1%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 1%, 1,5%, 2%, 3%, 5% en poids de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et
élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules. Le poids des cellules d'oliban et/ou de boswellia et/ou de negundo et/ou d'extrait d'une ou de telles cellules est un poids sec, exprimé en % par rapport
Selon une forme de réalisation avantageuse, la composition présente une concentration en terpènes de moins de 0,05 % en poids, en phytostérols de moins de 0,05 % en poids et en polyphénols de moins de 1,2 % en poids.
De préférence, la composition contient un broyât (produit d'une opération de broyage) de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, ledit broyât étant avantageusement obtenu par un broyage de cellules dans leur milieu de culture ou dans une partie de celui-ci.
Selon une forme de réalisation particulière, les cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier un broyât desdites cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, présentent une teneur d'au moins 0,1 % en poids de phytoalexine, cette teneur étant calculée sous forme de matière sèche ou après élimination de l'eau.
Préférentiellement, les cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées sont élicitées dans un milieu de culture au moyen d'un agent d' élicitation apte à être éliminé ou à ne pas rester dans le milieu de culture, ladite composition étant alors avantageusement exempte dudit agent d' élicitation.
Selon une forme préférée, la composition contient un broyât de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, ledit broyât présentant une granulométrie moyenne en poids de moins de lOOμm, avantageusement de moins de lOμm, de préférence de moins de lμm.
La composition suivant l'invention s'est avérée intéressante dans des applications pour le nettoyage ou le traitement de la peau. Dans le cadre du présent mémoire, on entend par peau, la peau en tant que telle, ainsi que le cuir chevelu, les cheveux, les ongles et les lèvres.
La composition suivant l'invention peut se présenter sous la forme de poudre, de crèmes, de pâtes, de gels, de suspensions, de compositions fluides ou liquides, de compositions solides ou semi-solides, laits, lotions, shampooings, stick, bâtons, crayon, gel solide ou semi-solide à libération contrôlée ou non, matrice à libération contrôlée ou non, support poreux, et combinaisons de ceux-ci. La composition selon l'invention contient par exemple une dispersion (de préférence homogène ou sensiblement homogène, en particulier stable ou sensiblement stable) de cellules dédifférenciées et élicitées, avantageusement sous une forme broyée ou partiellement broyée.
Les cellules dédifférenciées et élicitées d'oliban utilisées dans les compositions suivant l'invention présentent avantageusement une ou plusieurs caractéristiques suivantes, de préférence toutes les caractéristiques suivantes : - respect de la structure tertiaire des molécules,
- absence de solvant et de résidus,
- homogénéité des substrats,
- qualité non dépendante du cycle des saisons,
- conservation des caractéristiques biologiques et physiologiques sans ajout de conservateur,
- absence totale de polluants,
- production standardisée et reproductible quant à la qualité et la concentration des métabolites,
Les suspensions de cellules dédifférenciées et élicitées d'oliban peuvent être lyophilisées directement, par exemple avec utilisation de température inférieure à -30°C. Cette technique permet l'obtention d'une poudre très fine pouvant être dispersée dans des compositions cosmétiques (crèmes, pommades, lotions...). Ces cellules sont susceptibles de libérer directement les principes actifs qu'elles contiennent, sans passage par une extraction à l'aide de solvants organiques (élimination des risques de résidus). Toutefois, il est souvent préférable de soumettre le produit de lyophilisation à un broyage pour éviter toute agglomération de particules.
L'utilisation des extraits cellulaires des cellules, uniquement après sonification et centrifugation est également possible.
Il est ainsi possible d'incorporer ou de disperser directement les cellules dédifférenciées d'oliban après élicitation, séchage et broyage dans une composition cosmétique et/ ou pharmaceutique. La composition selon l'invention contient alors des membranes de cellules, des organites cytoplasmiques et de la matière vacuolaire. Il est ainsi possible de désactiver des enzymes oxydants sans ajouts d'additifs ou de produits chimiques. Les cellules dédifférenciées et élicitées d'oliban sont avantageusement non soumises à des étapes d'extraction et/ou de filtration, de manière à obtenir des cellules dénuée d'additifs, de solvants et de résidus ou un broyât de cellules dénué d'additifs, de solvants et de résidus. Un tel broyât est apte à être directement dispersé dans une composition cosmétique.
La composition selon l'invention contient avantageusement au moins un broyât de cellules végétales dédifférenciées d'oliban et élicitées en culture in vitro pour synthétiser au moins une phytoalexine, cette élicitation pour synthétiser au moins une phytoalexine étant avantageusement opérée après une étape de
culture in vitro de cellules végétales sans élicitation, dans laquelle ledit broyât contenant au moins une phytoalexine comprend au moins 95%, avantageusement au moins 97%, de préférence au moins 99%> en poids de l'ensemble des matières sèches issues des cellules végétales broyées dédifférenciées et élicitées in vitro, ledit broyât étant dispersé dans ladite composition ou étant sous une forme apte à être dispersée dans ladite composition. En particulier, le broyât contient sensiblement toutes les matières sèches (après extraction de l'eau présente dans les cellules) des cellules végétales dédifférenciées et élicitées broyées. Un tel broyât riche en phytoalexine par rapport au contenu des cellules non élicitées contient toutefois toutes les matières naturelles présentes dans les cellules.
Selon des formes de réalisation particulière, la composition suivant l'invention contient : - une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour induire une stimulation de la vitesse de respiration cellulaire basale de kératinocytes humains non perméabilisés d'au moins 5%, avantageusement d'au moins 20%, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 75%, par exemple de
80%o, 95%, 100%), 120%), voire plus (par exemple une stimulation de 5 à 120% par rapport à la vitesse de respiration cellulaire basale obtenue en l'absence desdites cellules), et/ou une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour induire une stimulation de la vitesse de respiration mitochondriale de kératinocytes humains perméabilisés d'au moins 5%, avantageusement d'au moins 20%, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 75% en présence de pyruvate-malate (par exemple une stimulapar exemple de 80%, 95%, 100%,
120%), voire plus, en particulier une stimulation de 5 à 120%) par rapport à la
vitesse de respiration cellulaire basale obtenue en l'absence desdites cellules), et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour induire une stimulation du taux de synthèse de l' Adénisone Triphosphate (ATP) de kératinocytes humains non perméabilisés d'au moins 0,5%, avantageusement d'au moins 10%>, de préférence d'au moins 20%, en particulier d'au moins 50%), plus particulièrement d'au moins 75%, par exemple de 80%, 95%, 100%, 120%), 140%), voire plus (par exemple une stimulation ou accroissement du taux de synthèse compris entre +0,5% et 140 % par rapport au taux de synthèse obtenu en absence desdites cellules), et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour induire une stimulation du taux de synthèse de l' Adénisone Triphosphate (ATP) mitochondriale de kératinocytes humains perméabilisés d'au moins 0,5%, avantageusement d'au moins 10%, de préférence d'au moins 20%>, en particulier d'au moins 50% (par exemple une stimulation du taux de synthèse compris entre +0.5% et 70 % par rapport au taux de synthèse obtenu en l'absence desdites cellules) en présence de pyruvate-malate, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour induire une stimulation de la somme (taux de synthèse de l'Adénisone Triphosphate (ATP) cellulaire + taux de synthèse de l'Adénosine monophosphate (AMP) cellulaire + taux de synthèse de l'Adénosine Diphosphate cellulaire (ADP) )d'au moins 10%), avantageusement d'au moins 20%, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 100%) de kératinocytes humains non perméabilisés après 5 jours de contact, tout en maintenant avantageusement un ratio de la charge énergétique entre 0,74 et 0,85, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour permettre une différentiation et une prolifération de kératinocytes humains en culture, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules pour permettre une meilleure cohésion des cellules des kératinocytes de la peau humaine, et/ou - une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer un effet de force vitale pour la peau, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer un effet hydratant par NMF( Natural moisturizing Factor , facteur d'humidification ou d'hydratation naturel), et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer un effet d'homéostasie, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer une cohésion cellulaire des kératinocytes, et/ou
- une quantité efficace de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, et/ou d'un extrait de telles cellules, pour assurer un effet de renouvellement cellulaire par prolifération et différenciation des cellules cutanées.
L'invention a également pour objet un support, en particulier un patch ou un tampon, associé à au moins une quelconque composition suivant l'invention telle que décrite ci-avant.
L'invention a encore pour objet : l'utilisation de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de démaquillage, et/ou
- l'utilisation cosmétique de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de stimulation de la vitesse de respiration cellulaire basale de kératinocytes humains non perméabilisés d'au moins 5%, avantageusement d'au moins 20%, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 75%», (par exemple stimulation de 5 à 120% par rapport à la vitesse de respiration cellulaire basale obtenue en l'absence desdites cellules), et/ou
- l'utilisation cosmétique de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de stimulation de la vitesse de respiration mitochondriale de kératinocytes humains perméabilisés d'au moins 5%, avantageusement d'au moins 20%o, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 75%, (par exemple stimulation de 5 à 120%» par rapport à la vitesse de respiration cellulaire basale obtenue en l'absence desdites cellules) en présence de pyruvate-malate, et/ou
- l'utilisation cosmétique de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de stimulation du taux de synthèse de l'Adénisone Triphosphate
(ATP) de kératinocytes humains non perméabilisés d'au moins 0,5%, avantageusement d'au moins 10%>, de préférence d'au moins 20%, en particulier d'au moins 50%, plus particulièrement d'au moins 75% (par exemple comprise entre +0,5% et 140 %>), et/ou - l'utilisation cosmétique de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier
Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de stimulation du taux de synthèse de l'Adénisone Triphosphate (ATP) mitochondriale de kératinocytes humains perméabilisés d'au moins
0,5%, avantageusement d'au moins 10%, de préférence d'au moins 20%, en particulier d'au moins 50% (par exemple une stimulation du taux de synthèse compris entre +0.5% et 70 % par rapport au taux de synthèse obtenu en l'absence desdites cellules) en présence de pyruvate-malate, et/ou - l'utilisation de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de stimulation de la somme (taux de synthèse de l'Adénisone Triphosphate (ATP) cellulaire + taux de synthèse de l'Adénosine monophosphate (AMP) cellulaire
+ taux de synthèse de l'Adénosine Diphosphate cellulaire (ADP) ) d'au moins 10%), avantageusement d'au moins 20%>, de préférence d'au moins 50%, en particulier d'au moins 100% de kératinocytes humains non perméabilisés après 5 jours de contact, tout en maintenant avantageusement un ratio de la charge énergétique entre 0,74 et 0,85, et/ou
- l'utilisation de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de différentiation et/ou de prolifération de kératinocytes humains en culture, et/ou
- l'utilisation de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de cohésion des cellules des kératinocytes de la peau humaine, et/ou l'utilisation de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de fluidification d'échanges hydriques entre l'extérieur et l'intérieur de la peau, et/ou
- l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent énergisant pour la peau, et/ou l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent fortifiant pour la peau, et/ou
- l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent hydratant par NMF, et/ou
- l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent d'homéostasie, et/ou l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, entant qu'agent de cohésion cellulaire des kératinocytes, et/ou l'utilisation des cellules de cellules d'Oliban ou Boswelia, en particulier Boswellia serrata, dédifférenciées et élicitées et/ou de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, en particulier élicitées en milieu in vitro, et/ou d'un extrait de telles cellules, en particulier élicitées en milieu in vitro, en tant qu'agent de renouvellement cellulaire par prolifération et différenciation de cellules cutanées.
Des particularités et détails de formes de réalisation ressortiront de la description détaillée suivante.
Préparation de cellules d'Oliban ou Boswellia serrata dédifférenciées et élicitées
On réalise avantageusement un broyât de cellules en effectuant les étapes suivantes :
Etape 1 : Préparation de cellules dédifférenciées et cultivés dans un milieu de culture in vitro
Etape 2 : Elicitation des cellules dédifférenciées dans le milieu de culture
Etape 3 : Extraction des cellules dédifférenciées et élicitées en milieu de culture in vitro, par exemple par filtration du milieu de culture suivi d'une ou de plusieurs étapes de lavage, en particulier opérées pour ne pas détruire la structure des membranes des cellules. Les cellules sont avantageusement lavées pour éliminer sensiblement toute trace de milieu de culture, ce lavage étant opéré de manière à ne pas détruire la structure de la membrane des cellules.
Etape 4 : Séchage ou lyophilisation des cellules dédifférenciées et élicitées en milieu de culture in vitro, cette opération de séchage étant avantageusement opérée pour ne pas détruire la structure des membranes des cellules.
Cette étape est avantageusement opérée à une température inférieure à 60° C, par exemple entre -60° C et 50°C.
Etape 5 : broyage (l'étape 5 est avantageusement opérée, toutefois dans certains cas, cette étape peut s'avérer non nécessaire). Le broyât contient ainsi sensiblement tous les composants secs formant la cellule, à savoir sensiblement tous les composants de la membrane, du cytoplasme et des vacuoles.
Etape 6 : mélange et / ou incorporation à un ou des excipients et/ ou à d'autres principes actifs ( notamment d'autres cellules/ broyats végétaux ) pour la préparation de la composition à usage topique
Exemple de réalisation d'un broyât de cellules dédifférenciées et élicitées in vitro d'Oliban ou Boswellia serrata.
La première étape pour le développement de cultures cellulaires végétales consiste à sélectionner la plante produisant les substances recherchées. On admet aujourd'hui qu'au sein d'une même espèce, il existe une variabilité des
capacités de production d'un métabolite donné, en partie d'origine génétique. Lorsque cela est possible, il faudra donc exploiter cette variabilité en sélectionnant le meilleur génotype, c'est-à-dire le plus productif pour le métabolite recherché. A partir de fragments aseptisés d'un organe d'Oliban ou Boswellia serrata (feuille, tige, racine, fleur, bourgeons, ...), placés in vitro sur un milieu solide (gélose), on parvient à induire des proliférations primaires. Ainsi, après quelques semaines de mise en culture, il se forme, au niveau des explants, des amas cellulaires indifférenciés, appelés cals. La croissance de ces cals sera maintenue par repiquages successifs sur un milieu nutritif neuf. Les conditions de culture vont alors induire l'apparition spontanée d'une variabilité morphologique et métabolique entre cals issus d'une même plante ou d'un même explant. Cependant, le maintien de conditions environnementales constantes tend à diminuer cette variabilité. Ainsi, après une à deux années de repiquages réguliers, on obtient une collection de souches stables présentant des caractéristiques de croissance et de production de métabolites très différentes.
A ce stade, il est alors possible de sélectionner, à l'aide de tests bien définis, la ou les souches produisant les composés d'intérêt en quantité importante. Le passage de ces cals en milieu liquide permet ensuite de s'orienter vers des volumes de production plus importants, tout d'abord en fioles de 250 ml, et plus tard en bio-réacteur (20 Litres et plus). Les suspensions cellulaires ainsi obtenues, formées d'agrégats et de cellules isolées, peuvent encore présenter une hétérogénéité (variabilité somaclonale). Une sélection supplémentaire est alors effectuée pour obtenir des lignées cellulaires hautement productrices. En complément de ce clonage, la production du métabolite d'intérêt peut également être optimisée par la modification des conditions de culture conduisant à élaboration de milieux, dits milieux de production. Ce milieu est identique au milieu d'entretien des cellules à l'exception de la concentration en saccharose qui est multipliée par deux. Lors de leur culture dans un milieu de production, les lignées cellulaires hautement productrices d'Oliban ou Boswellia serrata sont élicitées dix jours après l'inoculation, par la lumière UN 254 nm à l'aide d'une lampe Wilber-Lourmat T-30C (600 μW/m2), mise à une distance de lm
en éclairage direct au-dessus des cellules pendant 10 minutes, ce qui induit une accumulation considérable des polyphénols, en particulier des stilbènes, dans les cellules. Ce moyen d'élicitation ne forme évidemment aucune impureté dans la culture cellulaire. En fin de culture, c'est-à-dire trois jours après l'élicitation, les cellules végétales sont filtrées pour éliminer le milieu de culture restant et sont rincées à l'eau froide (4°C). On obtient ainsi une biomasse fraîche d'environ 350 grammes par litre de culture Les cellules extraites sont ensuite séchées et broyées. Un séchage plus ou moins important est réalisé afin d'obtenir le broyât de cellules d'Oliban ou Boswellia serrata dédifférenciées et élicitées in vitro, sous forme d'une suspension visqueuse ou d'un gel ou d'une poudre sensiblement sèche. En contrôlant la vitesse de séchage et la teneur en eau des cellules, avantageusement entre 3 etl0%>, il est possible de ne pas détruire la membrane des cellules avant l'étape de broyage, ceci permet que les phytoalexines contenues dans les cellules, en particulier dans les vacuoles des cellules et/ou dans la membrane, soient libérées au moment de l'étape de broyage.. Dans le cas de cellules sensiblement sèche, on obtient après lyophilisation à l'aide d'un appareil Nirtis (Uni-Trap 10-100) environ 20 grammes de biomasse sèche par litre de culture. La poudre obtenue après broyage à l'aide d'un broyeur type Mortier, est légère, ultrafine (taille des particules inférieure à 10 μm) et de couleur beige - clair.
Les cellules élicitées et séchées sont broyées pour former des particules présentant une granulométrie moyenne (en poids) comprise entre 1 et lOμm. Il est possible le cas échéant de soumettre le broyant à une séparation granulométrique (tamis, etc.) pour ne conserver que des particules d'une plage de granulométrie déterminée, par exemple de la plage 5 - lOμm, 1-5 μm, moins de 3μm, etc.
Les cellules dédifférenciées ont été préparées à partir de matières diverses et ont été élicitées au moyen d'agents divers. Ces données sont reprises dans le tableau suivant :
On notera de plus qu'il est intéressant d'effectuer l'opération de broyage des cellules dédifferentiées et élicitées en présence d'un ou de plusieurs agents ou excipients de la composition cosmétique de manière à assurer la libération de phytoalexines dans au moins certains agents de la composition cosmétique.
L'efficacité d'un broyât de cellules Oliban ou Boswellia serrata (préparées à partir de cellules provenant de l'écorce, cellules cultivées en milieu in vitro et élicitées dans le milieu de culture par rayon UN, les cellules après élicitation étant filtrées et lavées avant d'être broyées, le broyât de granulométrie moyenne inférieure à lμm étant conservé)
L'évaluation de l'effet du broyât de cellules OLIBAN sur le métabolisme énergétique a été réalisée en 3 étapes à savoir :
1ère étape : effet du produit à différentes doses, sur la vitesse de la respiration cellulaire (consommation d'oxygène) dans deux conditions expérimentales différentes.
2ème étape : effet du produit à différentes doses, sur la vitesse de synthèse d'ATP dans deux conditions différentes.
3ème étape : effet du produit à différentes dilutions, sur la vitesse de synthèse des nucléotides adényliques (ATP, ADP et AMP), et calcul de la charge énergétique des cellules en culture après 5 jours de contact avec le produit.
L'étude a été effectuée sur des kératinocytes humains en culture. Chaque essai a été réalisé en triplicate.
L'étude sera décrite ci-après :
1ère étape
Recherche de l'effet du produit sur la vitesse de respiration (consommation d'oxygène en natome d'oxygène par million de cellules et par minute)
Cette étape a été réalisée selon deux conditions différentes :
- Effet sur la vitesse de respiration basale cellulaire au niveau des cellules non perméabilisées et en présence du glucose pour évaluer la respiration cellulaire.
- Effet sur la vitesse de la respiration des cellules perméabilisées en présence du substrat respiratoire, pyruvate-malate, pour évaluer la respiration mitochondriale.
Cette étude a été réalisée sur des kératinocytes humains en culture dissociés à la trypsine. 5 à 10 millions de kératinocytes en culture ont été mis en suspension dans 1 ml de milieu Hanks-Hepes à 30°C contenant du glucose (20 mM). La respiration a été suivie en temps réel et exprimée en nanoatomes d'oxygène consommés par minute et par 10" cellules. L'addition de différentes quantités du produit dans la cuve de l'oxygraphe a permis de mettre en évidence une éventuelle stimulation ou inhibition de la respiration.
La quantité d'oxygène dissous dans un milieu d'incubation a été déterminée à l'aide d'une électrode de Clark. L'oxygène qui diffuse à travers un film de téflon est réduit au niveau de la cathode de platine polarisée à -0.8 Volt. Dans ces conditions le courant passant entre cette cathode et l'anode d'argent est proportionnel à la concentration en oxygène dans la solution. Le pont ionique est assuré par une solution de KC1 demie saturée. L'acquisition et le traitement des mesures sont faits sur un micro-ordinateur.
2ème étape
Recherche de l'effet du produit sur la vitesse de synthèse d'ATP en nmoles par million de cellules et par minute.
Cette étape a été réalisée selon deux conditions différentes :
- Effet sur la vitesse de synthèse d'ATP au niveau des cellules non perméabilisées et en présence du glucose pour évaluer la vitesse de synthèse cellulaire.
- Effet sur la vitesse de synthèse d'ATP au niveau des cellules perméabilisées en présence du substrat respiratoire, pyruvate-malate, pour évaluer la vitesse de synthèse mitochondriale.
Cette étude a été réalisée sur des kératinocytes humains en culture dissociés à la trypsine. 5 à 10 millions de kératinocytes en culture sont mis en suspension dans
1 ml de milieu Hanks-Hepes à 30°C contenant du glucose (20 mM). L'addition de différentes quantités du produit dans la cuve a permis de mettre en évidence une éventuelle activation ou inhibition de la vitesse de synthèse d'ATP.
La quantité d'ATP présente dans le milieu a été déterminée grâce à la réaction enzymatique suivante :
Luciférase
ATP + LUCIFERINE > OXYLUCIFERINE + AMP + Ppi +CO2+ hv
Mg2+
Elle s'effectue dans un appareil de type Luminoscan en utilisant l'ATP monitoring reagent (ATP Bioluminescence Assay Kit HS II) de Boehringer Mannheim.
L'intensité de la lumière émise lors de cette réaction a été mesurée par un luminomètre (Luminoscan) qui la transcrit en RLU (unité relative de luminosité). Les RLU mesurées ont été converties en mole d'ATP en se référant à une gamme étalon d'ATP (figure 1).
3ème étape
Recherche de l 'effet du produit sur le métabolisme énergétique des cellules en culture. Dosage des nucleotides adény ligues cellulaires (ATP. ADP et AMP) en nmoles/mg de protéines, et calcul de la charge énergétique (CE) des cellules traitées 5 jours par le produit.
Les kératinocytes humains ont été mis en culture durant 5 jours en absence et en présence du produit (10^ cellules par mesure).
Une fois trypsinisées, les cellules ont été récoltées et les concentrations des nucleotides adényliques ont été déterminées par HPLC.
RESULTATS des étapes décrites ci-avant
Résultat de la première étape
Effet du produit à différentes doses sur la vitesse de respiration (consommation d'oxygène) des kératinocytes humains en culture.
Cette étape a été réalisée selon deux conditions expérimentales différentes.
Les résultats sont exprimés en natomes d'oxygène par million de cellules et par minute (natomes/mn 106 cel.).
Effet sur la vitesse de la respiration basale cellulaire
Cet essai a été effectué sur des cellules entières non perméabilisées en présence du glucose.
Les essais ont été réalisés à partir d'une solution mère du produit à 0,3%. Les résultats sont regroupés dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 : Vitesse de la respiration basale cellulaire
Effet sur la vitesse de la respiration mitochondriale
Cet essai a été réalisé sur les cellules perméabilisées en présence du substrat respiratoire, pyruvate-malate.
Les résultats sont regroupés dans le tableaux ci-dessous.
Tableau 2 : Vitesse de respiration mitochondriale en présence du pyruvate- malate.
Conclusion de la première étape
Les résultats montrent que le broyât de cellules d OLIBAN (dédifferentiées et élicitées), à différentes doses, augmente la vitesse de la respiration (consommation d'oxygène) aussi bien au niveau des cellules entières non perméabilisées (en présence de glucose), traduisant une augmentation de la respiration basale cellulaire, qu'au niveau des cellules perméabilisées (en présence du pyruvate-malate), traduisant une augmentation de la respiration mitochondriale.
Deuxième étape
Effet du produit à différentes doses, sur la vitesse de synthèse d'ATP des kératinocytes humains en culture.
Cette étape a été réalisée selon 2 conditions expérimentales différentes. Les résultats sont exprimés en nmoles d'ATP par million de cellules et par minute(natomes/mn/106 cel.).
Effet sur la vitesse de synthèse d'ATP : taux de synthèse cellulaire basale
Cet essai a été réalisé sur des cellules entières non perméabilisées en présence de glucose. Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous.
Tableau 3 : Vitesse de synthèse d'ATP
Effet sur la vitesse de synthèse d'ATP mitochondriale
Tableau 4 : Vitesse de synthèse d'ATP mitochondriale en présence du pyruvate-malate.
Conclusion de la deuxième étape :
Les résultats montrent que le broyât de cellules d' OLIBAN (dédifférenciées et élicitées), à différentes doses, augmente la vitesse de synthèse d'ATP aussi bien au niveau des cellules entières non perméabilisées (en présence du glucose), traduisant une augmentation de la synthèse d'ATP cellulaire, qu'au niveau des cellules perméabilisées (en présence du pyruvate-malate ) traduisant une augmentation de la synthèse mitochondriale.
Troisième étape
Effet du produit à différentes doses sur le métabolisme énergétique des cellules en culture : dosage des nucleotides adényliques cellulaires (ATP. ADP et AMP) en nmoles par mg de protéines, et calcul de la charge énergétique (CE) des cellules en contact avec le produit pendant 5 jours.
Cet essai a été réalisé sur des cellules entières non perméabilisées. Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous.
Tableau 5
Les concentrations en ATP, ADP et AMP sont exprimées en nmoles/mg protéines
(n = 3).
Somme = [ATP] + [ADP] + [AMP]
Charge énergétique = [ATP] + 1/2 [ADP] /([ATP] + [ADP] + [AMP])
Conclusion de la troisième étape :
Les résultats montrent que le broyât de cellules d' OLIBAN (dédifférenciées et élicitées), à différentes doses, augmente d'une façon dose-dépendante :
- la concentration de l'ATP synthétisé,
- la concentration totale des nucleotides adényliques cellulaires.
Par ailleurs, la charge énergétique (CE) a demeuré constante, traduisant un équilibre énergétique stable entre les nucleotides adényliques :
ATP -ADP + Pi
ATP >AMP + PPi
(Pi : phosphate inorganique)
Ces résultats sont en parfaite corrélation avec ceux obtenus au cours des 2 premières étapes, et confirment bien que le produit entraîne une stimulation du métabolisme énergétique cellulaire.
CONCLUSION des étapes 1 à 3 des tests
Dans les conditions expérimentales, le broyât de cellules d' OLIBAN (dédifférenciées et élicitées) mis en contact avec des kératinocytes en culture, induit une augmentation significative de :
- la vitesse de respiration cellulaire basale et mitochondriale,
- la vitesse de synthèse d'ATP cellulaire et mitochondriale,
- la synthèse d'ATP et d'ADP cellulaire après 5 jours de contact avec le produit,
En conclusion, le broyai de cellules d'OLIB AN (dédifférenciées et éliciiées) est un activateur du métabolisme énergétique cellulaire et mitochondriale, tout en maintenant une charge énergétique constante.
On a également remarqué que le broyât de cellules d'oliban permettait une stimulation de la cohésion cellulaire et du renouvellement cellulaire.
Exemples de formulations
Exemple 1 : Patch énergisant contenant des cellules d'oliban
Mettre phase A à 90°C sous agitation modérée, Neutraliser à pH= 6.5 Ajouter phase B et homogénéiser à 90 °C
Ajouter phase C lentement à 90 °C, et laisser prendre en viscosité Ajouter successivement phase E, F et G à 35 °C sous agitation modérée. Couler le patch sur le support et laisser refroidir.
Exemple 2 : Gel aqueux énergisant contenant des cellules d'Oliban
1/ Homogénéiser la phase A à température ambiante
2/ Disperser la phase B dans la phase A et laisser prendre en viscosité
3/ Préchauffer la phase C à 40 °C et incorporer dans la phase A+B sous agitation lente
4/ Ajouter phase D et neutraliser à pH : 6.2
5/ Ajouter la phase E sous agitation modérée
Exemple 3: Gel crème énergisante contenant des cellules d'Oliban
1/ Mélanger la phase A à froid
2/ Ajouter la phase B à la phase A sous agitation modérée, laisser prendre en viscosité
3/ Ajouter la phase C et disperser
4/ Ajouter D et disperser
5/ Ajouter la phase E et neutraliser à pH :6.1
61 Ajouter la phase F
Exemple 4 : FOND DE TEINT FLUIDE
1) Peser Al dans une cuve sous vide, bien mélanger sous agitation lente et régulière
2) Incorporer A2 dans Al en pluie, lentement, dans le vortex
3) Passer la phase A3 à la Tricylindre ou au broyeur à bille. S'assurer de la bonne homogénéité des pigments. Puis incorporer lentement dans Al + A2
4) Peser Bl et incorporer doucement dans Al + A2 + A3 sous agitation lente et régulière
5) Incorporer B2 lentement et bien homogénéiser
6) Ajouter B3, mélanger lentement, s'assurer de la bonne homogénéité du produit.
Exemple 5 : POUDRE LIBRE
1) Peser la phase A, bien mélanger
2) Passer au mixer les oxydes fer (B) dans une partie de talc, puis introduire dans la phase A
3) Parfumer et tamiser la poudre
Exemple 6 : CRAYON YEUX
1) Fondre les ingrédients de la phase A à 85°c
2) Broyer les pigments (B) dans une partie de la phase grasse fondue au broyeur Tricylindres, après broyage ajouter dans la totalité de la phase A
3) Incorporer C par petites quantités bien mélanger
4) Introduire D, s'assurer de la bonne dispersion, puis incorporer E
Exemple 7 : BASE TNCOLORE POUR ROUGE A EVRES
1) Mettre en chauffe à 85°c la phase A et mélanger jusqu'à parfaite fusion sous agitation pendant 10 minutes
2) Lorsque la dissolution est complète, disperser lentement en pluie dans le vortex la poudre B. Laisser sous agitation rapide durant 10 minutes puis en final à l'aide d'une spatule, s'assurer de la bonne dispersion
3) Ajouter C en maintenant l'agitation pendant 30 minutes
4) Vidanger en filtrant sur une toile polypropylène
Exemple 8 : R UGE A LEVRES COLORE
1) Chauffer à 85°c la base R à L
2) Mettre sous agitation et ajouter B
3) Incorporer C préalablement broyés à la Tricylindre ou au broyeur à bille. Mélanger durant 15 minutes sous agitation
4) Compléter avec la phase D, puis incorporer E, filtrer à la sortie de cuve sur toile Nylon
On a préparé des broyats de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées de la manière décrite pour la préparation de broyats de cellules de Boswellia serrata dédifférenciées et élicitées.
Pour la préparation de broyats contenant un mélange de cellules de Boswellia (de préférence serrata) dédifférenciées et élicitées et de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées, il est possible - soit de mélanger un broyât de cellules de Boswellia (serrata) dédifférenciées et élicitées avec un broyât de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées (lesdites cellules de Negundo dédifférenciées étant élicitées de manière identique ou non par rapport à Fétape(s) d'élicitation des cellules dédifférenciées de Boswellia (serrata), de préférence une étape d'élicitation
différente à celle utilisée pour les cellules dédifférenciées de Boswellia (serrata)) ; - soit de préparer un mélange de cellules de Boswellia (serrata) et de cellules Negundo, de les soumettre à au moins une étape de dédifférenciation et ensuite à au moins une étape d'élicitation ; soit de préparer un mélange de cellules de Boswellia (serrata) dédifférenciées et de cellules Negundo dédifférenciées, de les soumettre ensuite à au moins une étape d'élicitation On peut également utiliser un mélange de cellules de Boswellia provenant de variétés différentes, par exemple mélange serrata et carterii, mélange serrata, carterii et papyrifura, mélange Boswellia serrata + Boswellia papyrifura + Boswellia carterii + Boswellia freerana.
Les broyats de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées peuvent être utilisées dans les exemples de formulation 1 à 8 en lieu et place des broyats de cellules de Boswellia (serrata) dédifférenciées et élicitées.
De même, les mélanges de broyât de cellules de Boswellia (serrata) dédifférenciées et élicitées et de broyât de cellules de Negundo dédifférenciées et élicitées peuvent être utilisées dans les exemples de formulation 1 à 8 en lieu et place des broyats de cellules de Boswellia (serrata) dédifférenciées et élicitées. Dans de tels mélanges, le rapport en poids broyât provenant de cellules de
Boswellia / broyât provenant de cellules de Negundo est par exemple de 100, 50, 10, 5, 2, 1, 0,5 ; 0,1 ; 0,02 ; 0,01.
On a également remarqué que de manière similaire au broyât de cellules de Boswellia serrata dédifférenciées et élicitées, les broyats de Negundo dédifférenciées et élicitées et les mélanges de broyats de Negundo et de Boswellia serrata dédifférenciées et élicitées permettent une stimulation de la vitesse de respiration basale cellulaire, de la vitesse de respiration mitochondriale, une stimulation de la cohésion cellulaire et du renouvellement cellulaire, une stimulation de la synthèse d'ATP (adénisone triphosphate), d'ADP (adénosine diphosphate) et AMP (adénisone monophosphate) ; tout en permettant d'assurer un ratio de charge énergétique compris entre 0,75 et 0,85.