mardi 31 mars 2015L'ingrédient du mois

Les invertébrés marins, actifs cométiques de demain ?

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La mer est une riche source d'ingrédients cosmétiques. Mais il n'y a pas que les algues, le sable, les boues, le sel ou les eaux dans le vivier marin ! Les invertébrés, une famille d'espèces qui rassemble la plupart des organismes animaux de ce milieu, peuvent constituer une nouvelle voie d'applications cosmétiques, notamment dans les secteurs des parfums, de la protection solaire ou de l'anti-âge. Plongée dans un monde sans os, mais pas sans avenir !

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Annélides, bryozoaires, échinodermes, hémichordés, éponges et autres mollusques… les invertébrés marins, avec leur près de deux millions d'espèces déjà recensées, constitueraient la part la plus importante de la biodiversité terrestre. Et si nombre de ces tout petits animaux sont encore mal connus, leur potentiel est tel qu'ils font l'objet de recherches et suscitent l'intérêt des scientifiques les plus éminents.
Pour Jean-Michel Kornprobst, Professeur émérite à l'Université de Nantes, les applications cosmétiques des invertébrés marins, ressource abondante, accessible et peu chère, méritent d'être explorées. Ce spécialiste de l’étude des substances naturelles d’origine marine a présenté les principales pistes à suivre lors de la journée de conférences organisée à Guingamp le 12 mars 2015 dans le cadre de la 6e édition de U'Cosmetics. Dans trois domaines principaux : les parfums, l'anti-UV et l'anti-âge.

Parfums, Calone et benzodioxépinone

La benzodioxépinone est une molécule aromatique artificielle, créée et brevetée par Pfizer en 1966 sous le nom de Calone 1951®, et modifiée ultérieurement par Givaudan et Firmenich.
Pour Jean-Michel Kornprobst, c'est le " standard de la fragrance marine ", présente aujourd'hui dans de grands jus toujours commercialisés comme les Escape for her (Calvin Klein), L’Eau d’Issey pour homme ( Issey Miyake), L’Eau d’Eden (Cacharel), Polo sport for women (Ralph Lauren), Aquawoman (Rochas)…

Aucune benzodioxépinone n’a encore été isolée d’un invertébré marin, mais quelques molécules apparentées l'ont été d’éponges dépourvues de spicules minéraux, comme la Dioxepine bastadine, en particulier dans la famille des Ianthellidae (ordre des Verongida).
L'exploitation commerciale est encore de l'ordre des hypothèses, précise le chercheur, mais mérite qu'on ne l'élimine pas des pistes à creuser.

Anti-UV, Zoanthoxanthines et MAAs

Les invertébrés, comme les coraux des récifs coralliens qui vivent à très faible profondeur dans les eaux marines tropicales, sont naturellement protégés par des substances qui absorbent les UV solaires.
Ces substances, naturelles donc, et anti-UV, sont particulièrement présentes dans les cnidaires hexacoralliaires, les échinodermes, les mollusques et les ascidies.

MAAs ou Mycosporine-like amino acids

Ce sont des dérivés de la cyclohexenone et de la cyclohexinimine.
Les premiers sont liés à un acide aminé, les seconds portent un acide aminé et en général un groupe carboxylate et/ou un résidu soufré.

Ces petites molécules (M ≤ 400 Da) absorbent les UV dans la région 310-340 nm (UVA et UVB) et ne présentent pas de toxicité (Étude La Barre, Roullié & Boustié, Mycosporine-like Amino Acids (MAAs) in Biological Photosystems, in Outstanding Marine Molecules , La Barre & Kornprobst, Eds., Wiley-Blackwell, 2014, 333-359).

Des MAAs ont déjà été isolés des coraux hexacoralliaires :
• la Mycosporine-glycine de Palythoa tuberculosa,
• la Mycosporine-taurine de Anthopleura elegantissima,
• la Palythine-thréonine de Pocillopora capitata…

D'autres invertébrés ont permis également d'isoler des MAAs :
• l'Aplysiapalythine C d' Aplysia californica (un mollusque),
• l'Asterina-330 d' Asterina pectinifera (un échinoderme),
• l'Acide Z -palythénique de Halocynthia roretzi (un ascidie)…

Zoanthoxanthines

C'est une famille de pigments azotés spécifiques des coraux hexacoralliaires de l’ordre des Zoantharia ( Epizoanthus, Palythoa, Parazoanthus, Zoanthus ). Tous ces pigments azotés sont formés de deux imidazoles accolés à un cycloheptatriène (le plus fréquent) ou à un cycloheptadiène.

Plusieurs ont déjà été isolés d'invertébrés :
• le Zoanthoxanthin de Parazoanthus axinellae,
• le Pseudozoanthoxanthin de Épizoanthus arenaceus,
• l'Épizoanthoxanthin B de Épizoanthus arenaceus,
• le Zoamide D de Parazoanthus sp.

Palythoa variabilis pourrait aussi être une source de zoanthoxanthine. Jean-Michel Kornprobst en a en tout cas prélevé dans les eaux tropicales pour le compte de la recherche L'Oréal… mais précise qu'il n'a pas été tenu au courant du résultat des expérimentations.

Dans ce domaine de la protection solaire, si les algues peuvent aujourd'hui fournir des anti-UV objectivés et qui ont trouvé des applications cosmétiques (voir l'article Les algues : un monde (d'actifs) à exploiter (2e partie) – bientôt en ligne), l'exploitation des invertébrés reste encore du domaine du possible plus que du réel… mais un possible qui est peut-être le réel de demain.

Anti-âge, collagènes et inhibiteurs enzymatiques

Petit rappel.
Les collagènes sont des protéines structurales (fibreuses), très abondantes dans les tissus conjonctifs (matrice extracellulaire) du règne animal. Ils sont inextensibles et résistants à la traction. Il existe une trentaine de collagènes mais celui de type 1 est le plus important pour les applications cosmétiques. Il est présent notamment dans les tendons et la peau, où il assure la fermeté du derme, mais son renouvellement diminue avec l'âge. Les collagènes sont présents chez les vertébrés (comme l'homme) et chez les invertébrés.
L’élastine est une autre protéine structurale, extensible et élastique, très abondante dans les tissus souples. Sa synthèse diminue avec l’âge et elle est progressivement remplacée par du collagène inextensible, d’où son intérêt en cosmétique. Elle est présente chez les vertébrés mais n'existe pas chez les invertébrés. Du moins, précise Jean-Michel Kornprobst, " on considère qu'elle en est absente tant qu'on n'en a pas trouvé ". Et de citer l'exemple des pieuvres : " leurs tentacules sont tellement extensibles et élastiques… si ce n'est pas de l'élastine, ça ne doit pas en être loin ! "

Collagènes marins

Il existe sur le marché de nombreuses spécialités à base de collagènes marins qui sont tous obtenus par hydrolyse contrôlée de peaux de poissons ou de cartilages de poissons cartilagineux (raies et requins).
La plupart des collagènes marins sont enrichis en vitamine C et en certains cations lourds comme le zinc et le manganèse qui interviennent comme cofacteurs des enzymes qui les produisent.

Si l’immense majorité des collagènes marins accessibles sur le marché proviennent de poissons, il existe néanmoins d’autres sources provenant d’invertébrés, et principalement des méduses.
On peut trouver du collagène de méduse sur le marché asiatique. L'Europe, pour l'instant, semble plus réticente à exploiter ce filon, alors qu'il s'agit, pour le Pr Kornprobst, d'une ressource très prometteuse. À titre d'exemple, l’espèce méditerranéenne Rhizostoma pulmo contient de 2 à 10 mg de collagène de type 1 par gramme de tissus sec.

Mais le chercheur reconnaît aussi que l'extraction du collagène de méduse peut être un processus assez peu rentable : c'est que ces animaux peuvent contenir de 95 à 98 % d'eau (" plus d'eau que dans l'eau de mer ! ", souligne-t-il). On pourrait donc extraire au maximum un kilo de collagène d'une tonne de méduses…

Inhibiteurs enzymatiques

Au fur et à mesure du temps, le collagène et l’élastine sont dégradés par des enzymes spécifiques, les collagénases et l’élastase, qui appartiennent à la grande famille des MMPs (matrix metalloproteinases ou matrixines). Tout inhibiteur de ces enzymes sera donc particulièrement utile pour les préparations de type anti-âge.

L’étude des relations structure-activité a montré qu’un inhibiteur de MMP devait satisfaire à trois conditions :
• posséder un groupe fonctionnel capable de chélater le zinc du site actif (hydroxamate, carboxylate, thiolate, phosphinyl),
• posséder au moins un groupe fonctionnel donneur de liaison hydrogène pour interagir avec l’enzyme,
• posséder une ou plusieurs chaînes latérales permettant une interaction avec le site actif de l’enzyme par liaison de Van der Waals.

Les inhibiteurs de MMPs sont surtout recherchés pour leurs applications médicales et il existe de très nombreux exemples synthétiques. " Rechercher un inhibiteur de MPPs dans les invertébrés revient à chercher une toute petite aiguille dans une énorme botte de foin ", explique le Pr Kornprobst, " la synthèse est plus facile ! ".

Il existe en revanche un exemple concret d’inhibiteur de l’élastase : un diterpène glycosylé (saponine) a été isolé d’une gorgone des Caraïbes, Pseudopterogorgia elisabethae , et est présent dans des crèmes antirides de la marque Estée Lauder, Resilience™ et Resilience Lift Extreme™.

On sait aussi que des extraits d'annélides terrestres possèdent des activités anti-élastase, anti-tyrosinase et anti-MMP-1. Des études sur les annélides marins pourraient donc être particulièrement intéressantes dans ce cadre.

L'exploitation cosmétique des invertébrés marins s'avère en tout cas pleine de promesses.
Reste aux services marketing à faire passer auprès des consommatrices l'envie d'utiliser, sur leur peau, des extraits de ces invertébrés aux noms assez étranges et à l'apparence qui peut l'être tout autant. De beaux challenges à venir pour la cosmétique !

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