WO2018127404A1 - Preparation d'un extrait racinaire de filipendula ulmaria et utilisations cosmetiques - Google Patents

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WO2018127404A1
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Benoît Simon MIGNARD
Paul François HANNEWALD
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Plant Advanced Technologies Pat
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Definitions

  • At least one filtration in particular nanofiltration and / or clarifying filtration and / or sterilizing filtration,
  • the root extract of Filipendula ulmaria obtained by the process according to the invention comprises agrimoniin, present in an amount of at least 6% by weight of catechin equivalent hydrate preferably at least 8%, preferably at least 10%, preferably at least 12%, preferably at least 15% and more preferably at least 20%, based on the total weight of the dry extract.
  • a root extract of Filipendula ulmaria is prepared from plants derived from seeds originating in Germany.
  • the supplier is "Jelitto Staudensamen GmbH”.
  • Agrimoniin quantification is done by measuring the peak area of a catechin hydrate standard ((+) - catechin hydrate> 98% CAS number: 225937-10-0, Sigma-AIdrich supplier, reference: C125) prepared at the concentration of 100 mg / L in a DMSO / water mixture according to the ratio 70/30.
  • the agrimoniin content expressed as mg of equivalents of catechin hydrate per liter of extract is calculated according to the following formula: Area of agrimoniin peak
  • the root extract of Filipendula ulmaria stimulates in a coordinated way all the genes involved in the transformation of glucose into pyruvate, or glycolysis.
  • the analysis of the groups through the skin-linked database highlights the group of genes related to glucose metabolism, with an extremely low p-value (3.8 x 10 -9 ).

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria ainsi qu'un extrait racinaire directement obtenu par un tel procédé ainsi qu'une composition cosmétique comprenant en tant qu'agent actif au moins un extrait racinaire obtenu par un procédé selon l'invention. La composition cosmétique selon l'invention peut être utilisée dans des méthodes de soins énergisants ou défatigants de la peau.

Description

PREPARATION D'UN EXTRAIT RACINAIRE DE FILIPENDULA ULMARIA
ET UTILISATIONS COSMETIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria ainsi qu'un extrait racinaire directement obtenu par un tel procédé. La présente invention concerne également une composition cosmétique comprenant en tant qu'agent actif au moins un extrait racinaire de Filipendula ulmaria selon l'invention et avantageusement un excipient cosmétiquement acceptable et son application pour activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau.
ART ANTERIEUR
Filipendula ulmaria (synonyme : Spiraea ulmaria L.), également appelé reine-des-prés, est une plante herbacée de la famille des Rosaceae, selon la classification classique. L'espèce est originaire d'Europe. Filipendula ulmaria est une plante connue pour ses nombreuses propriétés biologiques bénéfiques pour la santé. Les fleurs dont notamment les propriétés anti-inflammatoire, diurétique et sudorifique sont largement reconnues par les herboristes et les consommateurs, sont utilisées dans la fabrication de remèdes maisons (par exemple des infusions « bien -être » sont réalisées à base de fleur séchées).
Les inflorescences de Filipendula ulmaria sont riche en composé antioxydants (comme les composés phénoliques, les flavonoides, l'acide ascorbique) et présente une forte activité antioxydante (Lillian Barros, Luis Cabrita, Miguel Vilas Boas, Ana Maria Carvalho, Isabel C.F.R. Ferreira, Chemical, biochemical and electrochemical assays to evaluate phytochemicals and antioxidant activity of wild plants, Food Chemistry 2011, 127, 1600-1608). Cette plante en tant que source d'antioxydant naturel, a été intégré dans des compositions cosmétiques. La demande US2003/0190300 divulgue une composition pour prévenir les effets du vieillissement de la peau et des cheveux comprenant un extrait de feuilles, fleurs, graines, tiges, ou rameau de la plante Filipendula ulmaria. La demande EP1029531 divulgue aussi une composition cosmétique pour prévenir les effets du vieillissement de la peau comprenant un extrait de graines, de pétales, ou d'un mélange de racine, de feuille et de tige de la plante Filipendula ulmaria.
La peau est la première barrière du corps humain. Elle protège les organes des différences de température, d'humidité, et des agressions de l'environnement extérieur, comme les rayons UV ou les agents polluants. Cependant, des stimulations chimiques et physiques excessives (exposition au soleil, à la lumière ou aux UV ; stress et malnutrition) détériorent les fonctions normales de la peau et induisent son vieillissement. Ainsi il est important d'entretenir le renouvellement et la réparation de la peau en stimulant le métabolisme des cellules qui la constitue et notamment le métabolisme énergétique cellulaire. En effet, dans les cellules, l'énergie est utilisée entre autres pour fabriquer de nouvelles protéines, fournir des nutriments et expulser les déchets cellulaires, réparer les lésions de l'ADN.
L'énergie dans la cellule est produite à partir de molécules basiques (par exemple le glucose) transformées à travers trois cycles de production d'ATP- énergie entrelacés. Le premier cycle est celui de la glycolyse qui a pour but de produire de l'énergie sous forme d'ATP. Elle consiste en l'oxydation progressive d'une molécule de glucose à 6 carbones en deux molécules de pyruvate à 3 carbones. Le bilan énergétique est le suivant :
Glucose + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi -> 2 Pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H +
+2H20
En synthèse, 2 molécules de pyruvate, 2 molécules d'ATP et 2 NADH sont produits pour 1 molécule de glucose. L'oxydation du NADH produira également de l'ATP par phosphorylation oxydative.
Pour énergiser, tonifier ou encore détoxifier la peau, en particulier la peau stressée et fatiguée, il est donc important d'augmenter la production d'ATP.
Dans le but de répondre à cet objectif, la Demanderesse a développé un procédé permettant de préparer un extrait de Filipendula ulmaria uniquement à partir des racines, ces dernières ayant été stimulées avant l'étape d'extraction. L'extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par le procédé selon l'invention, présente de manière inattendue, un effet bénéfique sur le métabolisme énergétique des cellules de la peau et permet ainsi de lutter contre les signes de stress et de fatigue de la peau induisant son vieillissement. En effet, les tests réalisés par la Demanderesse ont montré l'effet de l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria sur l'expression des gènes impliqués dans la glycolyse au niveau de fibroblastes humains en culture.
Le procédé d'extraction selon l'invention a aussi pour avantage de permettre la réalisation d'extractions successives à partir des racines stimulées de la plante sans la détruire, ni altérer sa survie, tout en maximisant l'extraction des molécules d'intérêt dans le solvant.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Dans un premier aspect, la présente invention concerne donc un procédé de préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de culture de Filipendula ulmaria en conditions hors sol, et particulièrement en aéroponie,
b) une étape de stimulation des racines des plantes,
c) une étape d'extraction solide/liquide par macération racinaire des racines stimulées lors de l'étape b),
d) la récupération de l'extrait obtenu lors de l'étape c), et
e) optionnellement une étape de concentration et/ou de clarification de l'extrait récupéré à l'étape d) par filtrations successives, en particulier par nanofiltration et/ou filtration clarifiante et/ou filtration stérilisante.
Dans le cadre de l'invention, on entend par « culture de Filipendula ulmaria en conditions hors sol », tout mode de culture dans lequel les racines de la plante ne sont pas dans de la terre. Plus précisément, la culture hors sol est une culture dans laquelle les racines des plantes reposent dans un milieu reconstitué, détaché du sol. Ce milieu de culture est irrigué de façon régulière par des solutions nutritives appropriées à la plante cultivée.
Il existe différentes techniques de culture hors sol tels que les systèmes sans substrat qui nécessitent une solution nutritive enrichie en oxygène, et les systèmes avec substrat. Parmi les systèmes sans substrat, on peut citer l'aquiculture pour laquelle la solution nutritive est non circulante et est contenue dans un bac de culture, la Nutrient Film Technique (N. F.T.) pour laquelle la solution nutritive s'enrichit en oxygène dissous au cours de son déplacement par échange avec l'air, et l'aéroponie pour laquelle les racines des plantes ne sont en contact ni avec un milieu solide, ni même avec un milieu liquide : elles sont alimentées par un brouillard nutritif obtenu par brumisation (via un brumisateur) de la solution nutritive dans un milieu fermé. Parmi les systèmes avec substrat, on retrouve la subirrigation dans laquelle la solution nutritive pénètre dans le substrat au niveau de sa partie inférieure et la percolation dans laquelle la solution nutritive est distribuée par irrigation discontinue à la surface supérieure du système puis percole vers le bas du substrat. Le substrat, minéral ou organique, est neutre et inerte comme du sable, de l'argile ou de la laine de roche par exemple. Ce substrat peut être également d'origine industrielle.
On entend par « culture des plantes en aéroponie » un mode de culture hors sol pour lequel les racines des plantes ne sont en contact ni avec un milieu solide, ni même avec un milieu liquide. Selon un mode de réalisation particulier, les plantes sont alimentées par un brouillard nutritif obtenu par brumisation, via un brumisateur, de la solution nutritive dans un milieu fermé.
Typiquement, dans un procédé selon l'invention, on peut disposer des plantes sur des plateaux avec la partie aérienne de la plante au-dessus du plateau et la partie racinaire en-dessous, on dispose les plateaux sur des tables formant zone de rétention pour collecter l'excédent d'un liquide diffusé vers les plantes, et on transfère les plateaux sur les tables à différents postes.
Lors de l'étape a), les plantes cultivées en aéroponie sont alimentées par pulvérisation racinaire d'une solution nutritive de sels minéraux essentiels (Azote - N, Phosphore - P, Potassium - K), afin d'obtenir un développement racinaire maximum et une concentration maximum en molécules d'intérêt, sans altérer la survie de la plante. L'homme du métier, à l'aide de ses connaissances générales, sait comment adapter les proportions et concentrations des différents sels minéraux pour optimiser le développement racinaire et la concentration des molécules d'intérêt. Les concentrations en sels minéraux des solutions nutritives sont dans ce cas comprises dans une gamme d'électroconductivité faible s'étendant avantageusement entre 0,4 à 1,6 mS/cm, de préférence entre 0,6 à 0,8 mS/cm, afin de favoriser une plus grande diversité de molécules dans les extraits.
L'étape b) de stimulation des racines des plantes comprend :
· une étape d'élicitation dans laquelle les racines sont mises en présence d'une solution comprenant au moins un agent choisi parmi : un sel, un tensioactif, un solvant, un éliciteur d'origine fongique ou bactérienne, un dérivé de l'acide jasmonique, en particulier le méthyl jasmonate, l'acide salicylique, un générateur d'éthylène, une chitine, des chitosans et/ou leur mélange, et/ou · une étape de mise en présence des racines avec une solution carencée en azote, c'est-à-dire une solution comprenant une proportion d'azote inférieure à la proportion d'azote habituellement considérée comme optimale pour le développement de la plante et en particulier des racines, avantageusement moins de 15% d'azote, et avantageusement ne comprenant pas d'azote, lesdites étapes étant séquentielles ou simultanées.
Les racines peuvent également être stimulées par la mise en présence des plantes avec une solution nutritive carencée en azote. La mise en présence des plantes avec une solution nutritive carencée en azote provoque un « stress azoté » responsable de la stimulation. Selon un aspect particulier, une solution carencée en azote selon la présente invention est une solution comprenant moins de 15% d'azote, de préférence moins de 10% d'azote, avantageusement moins de 8%, plus avantageusement moins de 6%, moins de 5%, moins de 4%, moins de 3%, moins de 2%, moins de 1% d'azote et encore plus avantageusement 0% d'azote.
L'étape b) de stimulation des racines permet d'augmenter de manière significative la teneur en métabolites secondaires dans les racines et favoriser ainsi le flux des métabolites sortant des racines vers le solvant choisi pour l'extraction et ce, sans perte totale de la viabilité de la plante afin qu'elle puisse être remise en culture puis réutilisée. En d'autres termes, l'étape de stimulation de la plante permet de favoriser la production et la sécrétion des molécules d'intérêt. Avantageusement, l'étape b) de stimulation des racines est réalisée par pulvérisation ou macération de la plante avec une solution d'éliciteurs choisie parmi les dérivés d'acide jasmonique comme par exemple le méthyl jasmonate, l'acide salicylique et les chitosans ou par l'alimentation de la plante avec une solution nutritive N/P/K carencée en azote vaporisée ou brumisée sur les racines.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, l'étape b) est mise en œuvre par pulvérisation ou macération de la plante avec une solution choisie parmi :
• une solution de méthyl jasmonate à une concentration comprise entre 0,01 μΜ et 1 mM, avantageusement entre 0,1 et 200 μΜ,
• une solution d'acide salicylique à une concentration comprise entre 1 μΜ et 1 mM, avantageusement entre 10 et 500 μΜ,
· une solution de chitosans à une concentration de 0,002 à 1 g/L, avantageusement de 0,05 à 0,1 g/L, et
• une solution nutritive N/P/K comprenant moins de 6% d'azote, ladite solution étant de préférence vaporisée ou brumisée sur les racines. En outre, l'étape b) de stimulation des racines avec une solution d'éliciteurs est avantageusement effectuée pendant une durée comprise entre 1 jour et 21 jours, de préférence entre 1 et 7 jours.
Selon un aspect particulier, l'étape b) de stimulation des racines par l'alimentation de la plante avec une solution nutritive N/P/K carencée en azote vaporisée sur les racines est avantageusement effectuée pendant une durée comprise entre 10 jours et 8 semaines, de préférence 3 semaines.
Lors de l'étape b), les concentrations en sels minéraux des solutions nutritives sont comprises dans une gamme d'électroconductivité faible s'étendant avantageusement entre 0,4 à 1,6 mS/cm, de préférence entre 0,6 à 0,8mS/cm, afin de favoriser une plus grande diversité de molécules dans les extraits.
Selon un aspect particulier d'un procédé selon l'invention, l'étape b) est réalisée après l'étape a). Selon un autre aspect particulier d'un procédé selon l'invention, l'étape b) et l'étape a) sont effectuées de manière simultanée, la solution de stimulation est alors incorporée à la solution nutritive ou administrée par tout autre mode d'administration connu de l'homme du métier. Les plantes ainsi cultivées et stimulées sont ensuite soumises à une étape c) d'extraction solide/liquide par macération racinaire dans des conditions déterminées en termes de solvant, de pH et de durée d'extraction, afin d'obtenir un extrait riche en molécules d'intérêt. L'extraction solide/liquide » est une technique d'extraction par solvant qui consiste à extraire une ou plusieurs espèces chimiques se trouvant dans un solide et étant solubles dans ledit solvant. L'extraction conduit à la récupération dans un solvant approprié, des métabolites contenus dans les racines, au moyen d'une mise en contact dudit solvant avec les racines aussi appelée étape de trempage, pendant une durée appropriée. Ensuite ledit solvant contenant les molécules d'intérêt libérées par les racines est récupéré.
Dans un procédé selon l'invention, l'étape c) d'extraction solide/liquide des racines stimulées lors de l'étape b) par macération racinaire, comprend la coupe des racines.
L'étape c) d'extraction solide/liquide des racines stimulées lors de l'étape b) par macération racinaire consiste en une étape de coupe dans laquelle la partie racinaire des plantes est partiellement coupée pour récolter les racines coupées, suivie d'une étape de trempage, pendant laquelle on met les racines coupées dans un bac de trempage contenant le solvant à un pH prédéterminé, pendant une durée prédéterminée. Puis le solvant contenu dans le bac de trempage est collecté.
Selon un perfectionnement, l'étape c) d'extraction solide/liquide des racines stimulées lors de l'étape b) par macération racinaire est précédée d'une étape supplémentaire de lavage dans laquelle le solvant diffusé vers les plantes est de l'eau claire. On limite ainsi l'apport dans le solvant d'extraction des éléments contenus dans la solution nutritive ou dans la solution de stimulation lors de l'étape de trempage dans le solvant. Selon un autre aspect préféré, la macération racinaire est réalisée sur des racines fraîchement coupées, c'est-à-dire coupées depuis moins de 24 heures, et de préférence le plus tôt possible après coupage, idéalement juste après coupage. En particulier, la macération racinaire peut être effectuée grâce à une étape de macération des racines fraîchement coupées dans un solvant approprié, à un pH approprié, et pendant une durée appropriée. Selon un autre aspect préféré, la macération racinaire est réalisée sur des racines coupées et éventuellement séchées. Selon un autre aspect plus particulier, la macération racinaire est réalisée sur des racines coupées, puis séchées et éventuellement broyées. Le séchage des racines peut être réalisé par la mise en œuvre de tout procédé de séchage adapté, connu de l'homme du métier, et notamment en plaçant les racines à une température comprise entre 30°C et 60°C pendant 4 heures à 48 heures, de préférence dans un environnement sec. Le séchage des racines peut notamment être réalisé dans une étuve ventilée. Le broyage des racines peut être réalisé par la mise en œuvre de tout procédé de broyage adapté, connu de l'homme du métier, et notamment en plaçant les racines dans un broyeur à billes ou un broyeur à couteaux. Selon un autre aspect particulier, un procédé selon l'invention comprend une étape de coupe des racines puis de séchage des racines coupées, préalablement à l'étape de macération desdites racines, la macération étant réalisée par la mise en présence des racines séchées avec un solvant. Selon un perfectionnement, l'étape c) d'un procédé selon l'invention comprend la mise en contact (trempage) des racines avec un solvant choisi parmi les glycols. Plus particulièrement, ledit glycol est choisi parmi le dipropylène glycol, le propane 1,3 diol, et notamment du propane 1,3 diol biosourcé, le propane 1,2 diol et le butylène glycol, et est utilisé pur ou sous la forme d'une solution aqueuse de glycol, celle-ci comprenant de 10% à 99,9% de glycol, plus particulièrement entre 40% et 90%, et encore plus particulièrement entre 60% et 85%. De façon encore plus particulière, dans un procédé selon l'invention, l'étape c) d'extraction solide/liquide comprend la mise en contact (trempage) des racines avec du propane 1,2 diol ou avec du propane 1,3 diol, et notamment du propane 1,3 diol biosourcé.
Le propane 1,3 diol, ou triméthylène glycol, répond à la formule (I) suivante :
Figure imgf000010_0001
Ledit propane 1,3 diol, ou triméthylène glycol peut être préparé par synthèse chimique selon des techniques connues de l'homme du métier et décrites dans la littérature, il est aussi disponible commercialement.
Ledit propane 1,3 diol peut également être produit à partir de matière première d'origine végétale. Un tel produit est par exemple commercialisé sous le nom du produit bio-Propanediol (Connect Chemicals GmbH). Selon un autre exemple, un propane 1,3 diol peut également être produit par la mise en œuvre d'un procédé de fermentation en conditions adaptées d'un organisme vivant, notamment une souche génétiquement modifiée d'Escherichia coli. Un tel produit est produit puis purifié comme décrit notamment dans la demande internationale WO 2004/101479 et commercialisé sous la marque Zéméa®. Ledit propane-l,3-diol peut également avoir une certification Bio, par exemple de type COSMOS. Le propane 1,3 diol ainsi obtenu à partir de matière première d'origine végétale et/ou faisant intervenir un processus biologique impliquant un microorganisme est désigné par le terme de « propane 1,3 diol biosourcé ». Le « propane 1,2 diol », ou propylène glycol, répond à la formule (II) suivante
Figure imgf000010_0002
Selon un aspect particulier de l'invention, le glycol est caractérisé par un pH acide, notamment lorsqu'il est utilisé lors de l'étape d'extraction solide/liquide. Selon un aspect particulier, ledit glycol utilisé lors d'une étape d'extraction solide/liquide est caractérisé par un pH compris entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5, plus préférentiellement entre 2,5 et 4,5 et encore plus préférentiellement entre 3 et 4. Selon un autre aspect particulier, un extrait végétal selon l'invention est caractérisé par un pH compris entre 2,5 et 5, de préférence entre 3,5 et 4,5 et plus avantageusement entre 3,9 et 4,1. L'utilisation d'un glycol à pH acide favorise la solubilisation des composés d'intérêt dans ledit glycol et limite la dégradation chimique ou enzymatique des métabolites secondaires lors de l'extraction. Les acides utilisés pour l'ajustement du pH du glycol ou de l'extrait sont de préférence l'acide phosphorique, l'acide citrique ou l'acide chlorhydrique.
Selon un autre aspect particulier, l'étape c) d'un procédé selon l'invention comprend la mise en contact (trempage) des racines avec le glycol pendant une durée comprise entre 12 heures et 72 heures, notamment entre 24 heures et 72 heures, plus particulièrement entre 24 heures et 48 heures.
Les durées de macération racinaire sont choisies de manière à favoriser l'extraction d'une forte quantité en composés d'intérêt tout en n'altérant pas la survie de la plante et sans mener à l'épuisement des ressources. Ainsi les plantes, après l'étape de coupes des racines, sont remises en culture en aéroponie selon les étapes a) et b) afin de recommencer leur développement racinaire et favoriser la production par les racines de métabolites secondaires.
Pour la macération racinaire de racines fraîches, le ratio de la quantité de racines fraîches sur la quantité de solvant varie entre 0,2 kg de racines / L de solvant à 1 kg de racines / L de solvant.
Selon un mode de réalisation préféré, l'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de culture de Filipendula ulmaria en aéroponie,
b) une étape de stimulation des racines des plantes, c) une étape d'extraction solide/liquide par macération racinaire dans du glycol, des racines stimulées lors de l'étape b), fraîchement coupées et éventuellement séchées,
d) la récupération de l'extrait obtenu lors de l'étape c),
e) optionnellement une étape de concentration et/ou de clarification de l'extrait récupéré à l'étape d) par filtrations successives, en particulier par nanofiltration et/ou filtration clarifiante et/ou filtration stérilisante.
Dans le cadre de l'invention, par « macération racinaire dans du glycol», on entend une macération racinaire telle que définie ci-dessus pour laquelle le solvant mis en contact avec les racines est un glycol choisi parmi le dipropylène glycol, le propane 1,3 diol, le propane 1, 2 diol et le butylène glycol.
Selon un mode de réalisation encore plus préféré, l'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un extrait d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria comprenant les étapes successives suivantes
a) une étape de culture de Filipendula ulmaria en aéroponie,
b) une étape de stimulation des racines des plantes,
c) une étape d'extraction solide/liquide par macération racinaire dans propane 1,3 diol, en particulier du propane 1,3 diol biosourcé, des racines stimulées lors de l'étape b), et fraîchement coupées,
d) la récupération de l'extrait obtenu lors de l'étape c),
e) optionnellement une étape de concentration et/ou de clarification de l'extrait récupéré à l'étape d) par filtrations successives, en particulier par nanofiltration et/ou filtration clarifiante et/ou filtration stérilisante.
Un procédé selon l'invention comprend avantageusement une étape supplémentaire f) de réajustement de la teneur en solvant de l'extrait, pour obtenir une teneur avantageuse d'au moins 60%, et/ou un ajustement du pH de l'extrait, pour obtenir un pH compris entre 2,5 et 5, avantageusement compris entre 3,5 et 4,5, de préférence entre 3,9 et 4,1. Selon un autre aspect particulier, un extrait végétal selon l'invention est caractérisé par un pH compris entre 2,5 et 5, de préférence entre 3,5 et 4,5 et plus avantageusement entre 3,9 et 4,1. De préférence l'extrait est réajusté à un pH de 4 par ajout d'acide citrique et la teneur en propane 1,3 diol, en particulier du propane 1,3 diol biosourcé, est ajustée avec du propane 1,3 diol 100% en particulier du propane 1,3 diol biosourcé 100%, jusqu'à un pourcentage v/v de 70 ± 5 %. L'étape de réajustement du pH et de la teneur en solvant peut se faire avant ou après l'étape de concentration et de clarification .
Un procédé selon l'invention comprend avantageusement au moins une étape supplémentaire de traitement de l'extrait végétal, une telle étape est notamment choisie parmi :
- au moins une filtration, en particulier une nanofiltration et/ou une filtration clarifiante et/ou une filtration stérilisante,
une extraction liquide/solide,
une purification,
une concentration et
- une décoloration de l'extrait racinaire,
de telles méthodes de traitement sont bien connues de l'homme du métier. Cette étape permet d'obtenir l'extrait final de Filipendula ulmaria.
Dans un second aspect, la présente invention a également pour objet un extrait racinaire de Filipendula ulmaria susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'invention, décrit ci-dessus.
Par « extrait sec » on entend un extrait obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l'invention suivie d'une étape de dessication de l'extrait pour évaporation complète du solvant, la dessication étant mise en œuvre selon toute méthode bien connue de l'homme du métier, notamment le traitement de l'extrait en atmosphère chaude et sèche. L'extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par le procédé selon l'invention présente une quantité de matière sèche comprise entre 4 à 12 g d'extrait sec exprimé par litre d'extrait ou par kg d'extrait. Par « agrimoniin » on entend un composé avec un poids moléculaire de 1871,282 g/mol répondant à la formule générale C82H54O52 et dont la structure est publiée en Figure 1 de l'article de Grochowski et al., Annal of the New York Academy of Sciences, 1401 (2017) 166-180, « A comprehensive review of agrimoniin ».
La concentration en agrimoniin dans un extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par le procédé selon l'invention, est déterminée par la mesure de l'aire du pic correspondant à l'agrimoniin sur le chromatogramme de l'analyse de chromatographie liquide couplée avec une spectrométrie de masse (UPLC-MS) dudit extrait racinaire. L'aire du pic d'agrimoniin est rapportée à l'aire du pic sur le chromatogramme de l'analyse UPLC-MS d'une solution standard comprenant 100 mg/L de catéchine hydraté. La quantification en agrimoniin en « équivalent de catéchine hydraté » est donc égal à :
Aire du pic d'agrimoniin
100 x— - :— —~. ;— ; — — Img equival. catéchine hydrate/Ll
Aire du pic de catéchine hydrate a 100 mg/L L'extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par le procédé selon l'invention comprend de l'agrimoniin, présente en une quantité d'au moins 6% en poids d'équivalent de catéchine hydraté, de préférence au moins 8%, de préférence au moins 10%, de préférence au moins 12%, de préférence au moins 15% et plus préférentiellement au moins 20%, exprimée par rapport au poids total de l'extrait sec.
La présente invention a pour troisième objet une composition cosmétique comprenant, en tant qu'agent actif, au moins un extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par un procédé selon l'invention, et au moins un excipient cosmétiquement acceptable.
Les modes d'administration, les posologies et les formes galéniques optimales d'une composition cosmétique selon l'invention peuvent être déterminés selon les critères généralement pris en compte dans l'établissement d'un traitement cosmétique adapté à un sujet comme par exemple le type de peau.
La composition cosmétique selon l'invention est avantageusement destinée à une application topique. Elle peut notamment se présenter sous la forme d'une crème, d'un lait, d'une lotion, d'un gel, d'un sérum, d'un spray, d'une mousse, d'une solution, d'une pommade, d'une émulsion, d'un patch ou d'un masque.
Une composition cosmétique selon l'invention comprend au moins un excipient cosmétiquement acceptable choisi en fonction du type d'administration souhaitée. Une composition cosmétique selon la présente invention peut en outre comprendre au moins un adjuvant connu de l'homme du métier, choisi parmi les épaississants, les conservateurs, les parfums, les colorants, des filtres chimiques ou minéraux, les agents hydratants, les eaux thermales, etc.
L'excipient cosmétiquement acceptable peut être choisi parmi les polymères, les composés siliconés, les agents tensioactifs, les agents de rhéologie, les agents humectants, les agents de pénétration, les composants huileux, les cires, les émulsifiants, les agents filmogènes, les parfums, les électrolytes, les ajusteurs de pH, les agents antioxydants, les conservateurs, les colorants, les nacres, les pigments et leurs mélanges.
Une composition cosmétique selon l'invention peut en outre comprendre au moins un autre agent cosmétiquement actif, tels qu'un autre agent anti-âge, un agent hydratant, un agent ayant une activité calmante, apaisante ou relaxante, un agent stimulant la microcirculation cutanée, un agent sébo-régulateur pour le soin des peaux grasses, un agent nettoyant ou purifiant, un agent anti- radicalaire, un agent anti-inflammatoire, un filtre solaire chimique ou minéral, etc.
Avantageusement, une composition cosmétique comprend au moins un extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par un procédé selon l'invention en une quantité comprise entre 0,01 et 10%, en particulier entre 0,05 et 5%, plus particulièrement entre 0,1 et 2%, en poids par rapport au poids total de la composition.
La présente invention a pour quatrième objet un extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par un procédé selon l'invention, ou une composition cosmétique selon l'invention pour activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau, pour énergiser, pour tonifier ou encore pour détoxifier la peau. En entend par cellule de la peau, les kératinocytes, les fibroblastes et les mélanocytes, de préférence il s'agit des fibroblastes. La voie métabolique apportant de l'énergie aux cellules de la peau est de préférence la glycolyse.
Dans un autre aspect particulier, l'invention concerne un extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par un procédé selon l'invention, ou une composition cosmétique selon l'invention pour énergiser, pour tonifier ou encore pour détoxifier la peau stressée ou fatiguée.
La composition cosmétique selon l'invention peut être utilisée dans des méthodes de soins énergisants de la peau (pour augmenter la synthèse d'ATP et réguler ainsi le processus énergétique au niveau de la peau) ou défatiguants de la peau.
Ainsi, la présente invention a également pour objet une méthode de soin cosmétique de la peau visant à activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau, à énergiser, à tonifier ou encore à détoxifier la peau, ladite méthode étant caractérisée en ce qu'elle comprend l'application, sur au moins une partie de la peau du corps ou du visage, d'une composition cosmétique selon l'invention.
Les exemples qui suivent visent à illustrer la présente invention, sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLES
Exemple 1 : Préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria à l'aide du procédé selon l'invention et caractérisation de l'extrait ainsi obtenu
Un extrait racinaire de Filipendula ulmaria est préparé à partir de plantes issues de graines originaires de l'Allemagne. Le fournisseur est la société « Jelitto Staudensamen GmbH ».
Un extrait racinaire de Filipendula ulmaria est obtenu selon le procédé suivant : a) Culture de Filipendula ulmaria en aéroponie avec une solution nutritive définie de composition N/P/K correspondant à 15/10/30 et à une électroconductivité comprise entre 0,4 et 1,6 mS/cm) pendant une durée comprise entre 1 semaine et 6 semaines,
b) Stimulation de la plante pendant une durée comprise entre 2 et 6 semaines par un stress azoté par l'utilisation d'une solution nutritive de composition N/P/K comprenant : moins de 6% d'azote, 15% de phosphore et 40% de potassium, et d'une électroconductivité de 0,6 à 0,8 mS/cm,
b') Rinçage avec de l'eau claire puis égouttage des racines stimulées lors de l'étape b),
c) Extraction solide/liquide par macération des racines de Filipendula ulmaria fraîchement coupées dans une solution de propane 1,3 diol biosourcé (par exemple commercialisé sous la marque Zéméa® ou sous le nom du produit bio-Propanediol (Connect Chemicals GmbH)) / eau selon un ratio v/v compris entre 85/15 et 70/30, pendant une durée de 48 à 72 heures, à température ambiante et à un pH de 4 (pour le solvant commercialisé sous la marque Zéméa®) ou à un pH compris entre 4 et 5 (pour le solvant commercialisé sous le nom du produit bio-Propanediol (Connect Chemicals GmbH)).
d) La récupération de l'extrait obtenu lors de l'étape c),
e) L'extrait récupéré à l'étape d) est clarifié par filtration clarifiante, et
Réajustement de la teneur en propane 1,3 diol biosourcé de l'extrait à 70 ± 5% par ajout de propane 1,3 diol biosourcé 100%, ainsi que du pH (approximativement 4) de l'extrait par ajout d'acide citrique. L'extrait racinaire de Filipendula ulmaria ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes :
• Extrait sec : 10 ± 2 g d'extrait sec exprimé soit par litre d'extrait ou soit par kg d'extrait.
· Teneur en solvant: propane 1,3 diol biosourcé ajusté à 70 ± 5%
• pH : 4 ± 1
La quantification de la teneur en agrimoniin dans les extraits racinaires préparés selon l'exemple 1 a été réalisée selon une approche de chromatographie liquide couplée avec une spectrométrie de masse.
L'appareil utilisé pour l'étape d'analyse est une UPLC Shimadzu Nexera X2 (les pompes LC-30AD, passeur d'échantillon SIL-30AC, four CTO-20A, détecteurs à barrette de diodes SPD-M20A ; Kyoto, Japon) fonctionnant en phase inverse avec une colonne XTerra® RP18 (Waters, Guyancourt, France) de dimensions 250 mm x 4,6 mm, 5 pm. La phase mobile est constituée d'un solvant A (Eau ultrapure Mili-Q, Merck Millipore +0.1% d'acide formique, Carlo Erba, Val-de- Reuil, France) et d'un solvant B (Acetonitrile, Sigma-AIdrich Chemie GmbH, Steinheim, Allemagne) dont le gradient a été programmé de la façon suivante : phase B (%) 5-37,5% (0-32,5 min) ; 37,5-90% (32,5-33 min) ; 90% (33-39 min), 90-5% (39-39,5 min), 5% (39,5-45 min). Le débit d'analyse est de 1,6 mL/min avec une température de four de 40°C. En sortie de colonne, un détecteur à barrettes de diodes enregistre les spectres UV entre 200 et 600 nm. L'appareil est couplé à un spectromètre de masse (Shimadzu LCMS-2020) fonctionnant avec une ionisation par électrospray (4,5 kV) en mode négatif dans une gamme de m/z entre 100 et 1000. Le logiciel LabSolutions (version 5.60 SP2) est utilisé pour exploiter le système.
La quantification en agrimoniin se fait grâce à la mesure de l'aire du pic d'un standard de catéchine hydraté ((+)-catéchine hydrate >98% ; numéro CAS : 225937-10-0, fournisseur Sigma-AIdrich, référence : C125) préparé à la concentration de 100 mg/L dans un mélange DMSO/eau selon le ratio 70/30. La teneur en agrimoniin exprimée en mg d'équivalents de catéchine hydraté par litre d'extrait est calculée selon la formule suivante : Aire du pic d agrimoniin
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Aire du pic de catechine hydrate a 100 mg/L
Les extraits racinaires de Filipendula ulmaria ainsi obtenus selon l'exemple 1 présentent une teneur en agrimoniin (exprimée en mg d'équivalents de catéchine hydraté par litre d'extrait) comprise entre 1500 mg/L à 2800 mg/L (soit pour un extrait sec de 10 g/L, un pourcentage de 15 à 28 % de l'extrait sec).
Exemple 2 : Effet d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria préparé dans du propane 1,3 diol biosourcé sur le transcriptome de fibroblastes humains - Etude en puces à ADN
Afin d'analyser la possibilité qu'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria selon l'invention possède une action bénéfique cutanée, une étude transcriptomique sur puce à ADN a été réalisée à partir de fibroblastes humains traités durant 24 heures par un extrait racinaire de Filipendula ulmaria préparé selon l'invention. Les variations d'expression des gènes ont été contextualisées et interprétées biologiquement au travers de la base de données « StratiCELL Skin Knowledge database ».
Matériels et méthodes
Extrait
Un extrait racinaire de Filipendula ulmaria, a été préparé, selon l'exemple 1, par macération racinaire dans du propane 1,3 diol biosourcé, de racines fraîchement coupées de plantes de Filipendula ulmaria cultivées en aéroponie. Le teneur en solvant (propane 1,3 diol biosourcé) en pourcentage v/v est de 70 ± 5%. Le pH de l'extrait est 4,0 ± 0,1. Le teneur en extrait sec est de 10 ± 2 g d'extrait sec par litre d'extrait.
Culture Cellulaire
L'étude a été réalisée sur des fibroblastes de derme humains NHDFs (Normal Human Dermal Fibroblasts, origine : prépuce) à environ 40% de leur potentiel prolifératif in vitro. Ces cellules ont été cultivées en monocouche en milieu DMEM (Invitrogen, 31885-049) additionné d'antibiotiques (pénicilline/streptomycine, Invitrogen, 15140-122). Ces cellules ont été maintenues dans une atmosphère humide à 37°C contenant 5% de C02. Détermination de la gamme de concentrations d'étude de l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria par une étude préliminaire de cvtotoxicité
Afin de déterminer la concentration d'analyse optimale pour l'extrait, une expérience préliminaire a été réalisée sur fibroblastes NHDFs. L'effet du solvant utilisé pour la préparation de l'extrait a été étudié en parallèle.
Les fibroblastes NHDFs ont été ensemencés en plaques 24 puits 24 heures avant l'application de l'extrait et du solvant (solution de propane 1,3 diol biosourcé / eau selon le ratio v/v de 70/30, pH = 4) à tester.
Cette étude a consisté à évaluer la viabilité des cellules au MTS (3-(4,5- dimethythiazol-2-yl)-5-(3-carboxy-methoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H- tetrazolium) (Promega,G3581), 24 heures après l'ajout de l'extrait et du solvant et ce, à 5 concentrations et 3 répétions (n = 3) pour les fibroblastes NHDFs.
Le SDS (sodium dodécyl sulfate) est toxique pour les cellules et a été utilisé en tant que contrôle positif de cytotoxicité afin de valider l'expérience.
Au terme de cette expérience, une concentration non cytotoxique a été définie afin de procéder à l'analyse transcriptomique.
Les cinq concentrations suivantes, en pourcentage v/v, ont été testées : 3%,
1%, 0,3%, 0,1%, 0,03%.
Traitement des cellules
L'extrait et solvant ont été appliqués à une concentration choisie, dans le milieu de culture des fibroblastes NHDFs. Des quadruples de culture ont été réalisés pour chaque condition (n=4). Après 24 heures de culture des fibroblastes NHDFs, les populations d'ARNs totaux ont été extraites. Les ARNs ont été quantifiés par spectrophotométrie (n=4) et leur intégrité a été analysée par électrophorèse capillaire (pour des triples de chaque condition ; n = 3).
Extraction de l'ARN total
L'extraction des ARNs totaux a été réalisée à l'aide du kit RNeasy (Qiagen) . Les cellules ont été rincées avec du PBS et lysées dans du tampon ad hoc. L'extraction et la purification des ARNs ont été réalisées selon les instructions du fournisseur. Les ARNs totaux ont ensuite été conservés à -80°C en vue de l'analyse transcriptomique. Qualification des ARNs par spectrophotométrie et électrophorèse capillaire
La concentration des ARNs totaux a été déterminée par mesure spectrophotométrique. La qualité et l'intégrité des ARNs ont ensuite été vérifiées par électrophorèse capillaire (plate-forme Agilent Bioanalyzer 2100 - Agilent RNA 6000Nano Kit, 5067-1511) .
- Quantification des ARN par mesure spectrophotométrique : un aliquot de chaque ARN a été dilué dans de l'eau RNAse-free et sa concentration a été déterminée à l'aide d'un spectrophotomètre Ultrospec 1100 Pro (Amersham).
Intégrité des ARN par électrophorèse capillaire sur Bioanalyseur Agilent : l'intégrité de l'ARN total a été évaluée par la visualisation des pics correspondant aux ARNs ribosomiaux. Pour les ARN totaux d'eucaryotes supérieurs, la taille des bandes ribosomales doit être de 1,9 kb pour l'ARN 18S et de 4,7 kb pour l'ARN 28S. L'intensité de la bande correspondant au 28S-ARN doit être supérieure à l'intensité de la bande correspondant au 18S-ARN . Des petites bandes diffuses représentant des ARNs de poids moléculaire plus faible (ARNt et l'ARN ribosomique 5S) peuvent être présentes. Lorsque l'ARN est dégradé, on observe un étalement des bandes de l'ARN ribosomal ainsi qu'un bruit de fond des ARNs de poids moléculaire plus élevé.
Phase d'hybridation sur puces GeneChip Human Gene 2.0 ST (Affvmetrix)
Les ARNs ont ensuite été dilués à 50 ng/μΙ et 50 μΙ de chaque échantillon (n = 3). La quatrième réplique sert de back-up.
Les échantillons d'ARN (50ng) ont été amplifiés par l'utilisation de la technologie Ribo-SPIA, selon 3 étapes (Ovation Pico WTA System V2, NuGEN, 3302-12) et purifiés avec le kit Agencourt RNA Clean up XP Beads (Agencourt - Beckam Coulter Genomics, A29168). Pour chaque échantillon, 4,5 pg ont été fragmentés et marqués à la biotine, grâce au NuGEN Encore Biotin Module (NuGEN, 4200- 12). L'hybridation a été effectuée sur des puces à ADN du modèle GeneChip Human Gene 2.0 ST (Affymetrix, 902112). Les étapes d'hybridation sur puce, de lavage et de fixation, ont été réalisées suivant le protocole défini par Affymetrix. La solution d'hybridation a été préparée par utilisation des kits Affymetrix Genechip Expression 3' Amplification Reagent Hybridization Controls (Affymetrix, 900454) et Hybridization Module for GeneChip Hybridization, Wash and Stain Kit (Affymetrix,900720), et mélangée avec l'ADN complémentaire (ADNc) amplifié dans les étapes précédentes. L'hybridation a été réalisée durant 18 heures dans le four GeneChip Hybridization Oven 640 (Affymetrix,800139). Le lavage et la révélation ont été réalisés à l'aide de la station fluidique GeneChip Fluidics Station 450 (Affymetrix, 00-0079) et les mesures d'intensité ont été scannées avec le GeneChip Scanner 3000 (Affymetrix).
Prétraitement des données d'hybridation
Le traitement des données brutes a été réalisé avec les logiciels R (v3.2.3 ; Ihaka R and Gentleman T, A Language for Data Analysis and Graphics, Journal of Computational and Graphical Statistics 1996, 5 (3), 299-314.) et le package 'oligo' (vl .34.2 ; Benilton S Carvalho And Rafaël A Irizarry, A framework for oligonucleotide microarray preprocessing, Bioinformatics 2010, 26: 19, 2363-7) du projet BioConductor (v3.2 ; Gentleman R, Carey VJ, Bâtes DM, Bolstad B, Dettling M, Dudoit S, Ellis B, Gautier L, Ge Y, Bioconductor: Open software development for computational biology and bioinformatics Génome Biology 2004, 5, R80). La dernière version des librairies fournies par Affymetrix, construites sur la version 19 du génome humain (UCSC Human génome 19), et la méthode RMA, décrite par Irizarri et al. (Irizarry RA, Ooi SL, Wu Z, Boeke JD, Use of mixture models in a microarray-based screening procédure for detecting differentially represented yeast mutants. Stat Appl Genêt Mol Biol. 2003a, 2, Epub. 2003 Mar 18 et Irizarry RA, Hobbs B, Collin F, Beazer-Barclay YD, Antonellis KJ, Scherf U, Speed TP. Exploration, normalization, and summaries of high density oligonucleotide array probe level data. Biostatistics, 2003, 4 (2), 249-64) ont été utilisées afin de guider et effectuer le prétraitement et l'annotation des séquences.
Analyse des données, annotation et analyse thématique
L'analyse statistique individuelle des gènes/transcrits a été réalisée avec les méthodes "Moderated t" et "Moderated F" implémentées dans le package R Limma 3.26.8 (Smyth GK. Linear models and empirical Bayes methods for assessing differential expression in microarray experiments, Statistical Applications In Genetics and Molecular Biology 2004, 3 (3)).
L'annotation des gènes et la définition de groupes de gènes pour l'analyse de sur-représentation ont été réalisés au départ de la base de données interne « StratiCELL Skin Knowledge Database » (Salmon M & Berger F. De l'expression des gènes aux allégations. Expression Cosmétique 2014, 90, 91-94).
L'analyse de sur-représentation a été réalisée avec la méthode du test hypergéométrique dans but de caractériser les facteurs thèmes/groupes d'intérêt dermo-cosmétique au départ de la proportion de leurs cibles détectées et différentiellement exprimées. L'analyse a été menée au départ de la liste des gènes détectés avec une p-value de 0,05 et une différence du niveau d'expression (Taux de variation ou fold-change ou FC) supérieur à 1,5 (bilatéral). Résultats
Détermination de la concentration d'analyse de l'extrait par une étude préliminaire de cytotoxicité
Une étude de la cytotoxicité a été réalisée sur des fibroblastes NHDFs sur la base de 5 concentrations. L'extrait et le solvant utilisé pour sa préparation, ont été appliqués dans le milieu de culture (n = 3) et les fibroblastes NHDFs sont mis en culture pendant 24 heures. Le contrôle non traité (sans présence de l'extrait ou du solvant) a été arbitrairement fixé à 100% de viabilité et le seuil de cytotoxicité a été fixé par convention à 80% de viabilité. La condition SDS constitue le contrôle positif qui valide l'expérience.
Sur la base des résultats de l'étude préliminaire de cytotoxicité (données non montrées), la concentration optimale (en pourcentage v/v) sélectionnée pour l'extrait et le solvant est de 3%. Quantification des ARNs par spectrophotométrie
Le rapport de l'absorbance à 260nm et 280nm est utilisé pour évaluer la pureté de l'ARN. Un rapport proche de 2 permet de considérer l'échantillon comme étant pur et dépourvu de contamination par des protéines. Le rapport 260/230 est utilisé en tant que mesure secondaire de la pureté de l'échantillon. La valeur 260/230 est généralement plus élevée que le ratio 260/280 et est attendue aux environs de 2,2. Les ratios obtenus pour l'ensemble des échantillons de la présente étude sont donc satisfaisants (données non montrées) et ont été qualifiés ensuite par électrophorèse capillaire.
Qualification des ARNs par électrophorèse capillaire
Les différentes populations d'ARN démontrent bien la présence de pics étroits, correspondant aux ARN ribosomiaux 18S et 28S. L'absence de pics intermédiaires et étalés, caractéristiques de produits de dégradation des ARNs témoigne de l'intégrité des différentes populations (données non montrées). La qualité et l'intégrité des ARNs extraits étant démontrées, ceux-ci ont dès lors été utilisés pour la poursuite du protocole et engagés dans les réactions d'amplification, de purification, de marquage à la biotine puis d'hybridation sur puces à ADN.
Analyse des modifications d'expression de gènes induites par l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria
L'extrait a été ajouté dans le milieu de culture des fibroblastes NHDFs (n=4) à une concentration v/v de 3%. Un contrôle traité seulement par le solvant véhicule de l'extrait (solution de propane 1,3 diol biosourcé / eau selon le ratio v/v de 70/30, pH = 4, concentration v/v de 3%, n=4) a également été analysé. Après 24 heures de culture des fibroblastes NHDFs, les différences d'expression géniques ont été analysées par hybridation sur puces à ADN.
L'extrait racinaire de Filipendula ulmaria stimule de façon coordonnée l'ensemble des gènes impliqués dans la transformation du glucose en pyruvate, ou glycolyse. L'analyse des groupes au travers de la base de données liée à la peau met en évidence le groupe de gènes liés au métabolisme du glucose, avec une p-value extrêmement faible (3,8 x 10"9).
Les résultats sont présentés de manière récapitulative sous la forme d'un tableau (Tableau 1) ci-dessous : Taux de
p-value variation Symbole Nom
(FC)
7,4 x 10"6 3,26 GLUT-1 glucose transporteur 1
3,2 x 10"5 2,98 HK2 hexokinase 2
1 x 10"3 1,45 HK1 hexokinase 1
8,2 x 10"3 1,62 G PI glucose-6-phosphate isomérase
3 x 10"2 1,55 PFKL phosphofructokinase
2 x 10"2 1,44 ALDOA aldolase
9 X 10"5 2,61 ALDOC aldolase
8,6 x 10"4 2,76 TPI1 triose-phosphate isomérase
glycéraldéhyde-3-phosphate
4 x 10"4 1,37
GAPDH déshydrogénase
5,5 x 10"5 2,71 PGK1 phosphoglycérate kinase
2 x 10"5 2,77 PGAM 1 phosphoglycérate mutase 1
3 x 10"4 1,4 PGAM2 phosphoglycérate mutase 2
9 x 10"5 1,5 PGAM4 phosphoglycérate mutase 4
3 x 10"4 2,4 EN01 énolase 1
6,5 X 10-5 2,96 EN02 énolase 2
7 x 10"3 1,14 PKM pyruvate kinase
Tableau 1 : Transporteur de glucose et gènes de la glycolyse variant de manière significative 24 heures après l'application de l'extrait racinaire (à 3%) sur des fibroblastes de derme humains NHDFs. La valeur p (p-value), la variation de l'expression (FC) par rapport au véhicule propane 1,3 diol biosourcé 70% (à 3%) (FC > 1 : augmentation), le symbole des gènes et le nom des gènes sont présentés.
Toutes les enzymes impliquées dans la glycolyse sont surexprimées suite à la présence de l'extrait. En outre, le gène codant pour le transporteur majeur du glucose GLUT-1 est également fortement surexprimé (x 3,26) . Le transporteur GLUT-1 facilite l'entrée du glucose au travers de la membrane plasmique. Il joue donc un rôle essentiel dans l'initiation de la réaction de glycolyse au travers de la disponibilité du substrat. La glycolyse se déroule en 10 étapes séquentielles, chacune d'elles étant catalysée par une enzyme spécifique. Trois d'entre elles ont une action irréversible et limitent donc l'avancement de la glycolyse.
Les différentes étapes sont détaillées ci-dessous, avec l'impact de l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria sur le niveau d'expression de chaque enzyme impliquée.
• Activation du glucose
A son entrée dans la cellule, le glucose est phosphorylé sur sa fonction alcool primaire en glucose-6-phosphate par une hexokinase HKl (x 1,27) et HK2 (x 2,98), consommant un ATP. Cette étape est irréversible, donc limitante.
• Isomérisation du glucose-6-phosphate
Le glucose-6-phosphate est isomérisé en fructose-6-phosphate, par la glucose- 6-phosphate isomérase (GPI, x 1,62). Cette réaction réversible permet la génération d'un groupement phosphorylable sur le carbone 1.
· Phosphorylation du fructose-6-phosphate
La phosphofructokinase (PFKL, x 1,55), en consommant un ATP, ajoute un phosphate sur le carbone 1 du fructose-6-phosphate. Cette réaction irréversible limitante aboutit au fructose- 1,6-bisphosphate.
Ces 3 premières étapes ont donc « activé » une molécule d'hexose par phosphorylation sur deux fonctions alcools primaires, en consommant 2 ATP.
• Clivage du fructose-l,6-bisphosphate
L'aldolase (ALDOA, x 1,44 et ALDOC, x 2,61) clive donc le fructose-1,6- bisphosphate en deux sucres à 3 carbones (ou trioses phosphates) activés : le glycéraldéhyde-3-phosphate et la dihydroxyacétone phosphate. Ces deux trioses sont inter-convertibles par l'action de la triose-phosphate isomérase (TPI1, x 2,76).
• Formation du 1,3-bisphosphoglycérate avec libération de NADH
Le glycéraldéhyde subit une étape essentielle (mais non régulatrice ou limitante) de la glycolyse. La glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH, x 1,37) permet la formation du premier composé riche en énergie, le 1,3- bisphosphoglycérate, et la formation d'équivalents réduits sous forme de NADH.
• Phosphorylation d'un ADP en ATP Le 1,3-bisphosphoglycérate transfère son groupement phosphate à un ADP, générant ainsi une molécule d'ATP. Cette réaction est catalysée par la phosphoglycérate kinase (PGK1, x 2,71), produisant le 3-phosphoglycérate.
• Mutation du 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate
Commence ensuite la synthèse d'un nouveau composé riche en énergie, le phosphoénolpyruvate. Le groupement phosphate du 3-phosphoglycérate est d'abord transféré sur le carbone 2 pour former le 2-phosphoglycérate, réaction catalysée par la phosphoglycérate mutase (PGAM 1, x 2,77, PGAM2 x 1,4 et PGAM4, x 1,5).
· Déshydratation du 2-phosphoglycérate
Cette réaction est catalysée par l'énolase (ENOl, x 2,4 et EN02, x 2,96), créant une nouvelle liaison riche en énergie et générant le phosphoénolpyruvate.
• Phosphorylation d'un ADP en ATP et synthèse du pyruvate
La pyruvate kinase (PKM, x 1,14) transfère de façon irréversible un groupement phosphate du phosphoénolpyruvate à un ADP formant le pyruvate, produit ultime de la glycolyse. Le pyruvate va ensuite entrer dans la mitochondrie pour suivre le cycle de Krebs, après sa transformation en acétyl-CoA.
Conclusion :
Il est remarquable de constater que l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria stimule de façon coordonnée toutes les enzymes de la glycolyse, et en particulier les enzymes catalysant les réactions irréversibles, donc limitantes, telles que l'hexokinase, la phosphofructokinase et dans une moindre mesure la pyruvate kinase. Ajoutons de surcroît que l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria stimule fortement l'expression du gène codant pour le transporteur du glucose GLUT-1, facilitant son entrée dans la cellule. La glycolyse permettant la production de 2 molécules de pyruvate, 2 molécules d'ATP et 2 NADH pour 1 molécule de glucose, ces données constituent donc un faisceau d'évidences en faveur d'un effet prononcé sur le métabolisme énergétique des cellules, avec une production accrue d'ATP et de NADH, et ainsi en faveur d'une allégation « énergisante » de l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria.
Par conséquent, de par ses propriétés l'extrait racinaire de Filipendula ulmaria selon l'invention apparaît comme un actif cosmétique utile pour augmenter la glycolyse des cellules de la peau, en particulier des fibroblastes et ainsi pour réguler la synthèse d'ATP.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un extrait racinaire de Filipendula ulmaria comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de culture de Filipendula ulmaria en conditions hors sol, et particulièrement en aéroponie,
b) une étape de stimulation des racines des plantes,
c) une étape d'extraction solide/liquide par macération racinaire des racines stimulées lors de l'étape b), et
d) la récupération de l'extrait obtenu lors de l'étape c) .
2. Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape b) de stimulation des racines comprend :
• une étape d'élicitation dans laquelle les racines sont mises en présence d'une solution comprenant au moins un agent choisi parmi : un sel, un tensioactif, un solvant, un éliciteur d'origine fongique ou bactérienne, un dérivé de l'acide jasmonique, en particulier le méthyl jasmonate, l'acide salicylique, un générateur d'éthylène, une chitine, des chitosans et/ou leur mélange, et/ou
· une étape de mise en présence des racines avec une solution carencée en azote, c'est-à-dire une solution comprenant une proportion d'azote inférieure à la proportion d'azote habituellement considérée comme optimale pour le développement de la plante et en particulier des racines, avantageusement moins de 15% d'azote, et avantageusement ne comprenant pas d'azote,
lesdites étapes étant séquentielles ou simultanées.
3. Procédé de préparation selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'étape c) d'extraction solide/liquide par macération racinaire des racines stimulées lors de l'étape b) est précédée d'une étape supplémentaire de lavage dans laquelle le solvant diffusé vers les plantes est de l'eau claire.
4. Procédé de préparation selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'étape c) d'extraction solide/liquide par macération racinaire des racines stimulées lors de l'étape b) comprend la mise en contact des racines avec un glycol choisi parmi le dipropylène glycol, le propane 1,3 diol et notamment du propane 1,3 diol biosourcé, le propane 1,2 diol et le butylène glycol, et est utilisé pur ou sous la forme d'une solution aqueuse de glycol, celle-ci comprenant de 10% à 99,9% de glycol, plus particulièrement entre 40% et 90%, et encore plus particulièrement entre 60% et 85%.
5. Procédé de préparation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le glycol utilisé à l'étape c) d'extraction solide/liquide des racines stimulées lors de l'étape b) est caractérisé par un pH compris entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5, plus préférentiellement entre 2,5 et 4,5 et encore plus préférentiellement entre 3 et 4.
6. Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que l'étape c) d'extraction solide/liquide des racines stimulées lors de l'étape b) comprend la mise en contact des racines avec le glycol pendant une durée comprise entre 12 heures et 72 heures, notamment entre 24 heures et 72 heures, plus particulièrement entre 24 heures et 48 heures.
7. Procédé de préparation selon l'une des quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape de concentration et/ou de clarification de l'extrait récupéré à l'étape d) par filtrations successives, en particulier par nanofiltration et/ou filtration clarifiante et/ou filtration stérilisante.
8. Extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par le procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 7.
9. Composition cosmétique comprenant en tant qu'agent actif au moins un extrait obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et au moins un excipient cosmétiquement acceptable.
10. Extrait racinaire de Filipendula ulmaria obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau, pour énergiser, pour tonifier ou encore pour détoxifier la peau.
11. Composition cosmétique selon la revendication 9 pour activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau, pour énergiser, pour tonifier ou encore pour détoxifier la peau.
12. Méthode de soin cosmétique de la peau visant à activer les voies métaboliques apportant de l'énergie aux cellules de la peau, à énergiser, à tonifier ou encore à détoxifier la peau, ladite méthode étant caractérisée, en ce qu'elle comprend l'application sur au moins une partie de la peau du corps ou du visage, d'une composition cosmétique selon la revendication 9.
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