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Résumé:L'industrie cosmétique est l'une des industries à la croissance la plus rapide de la dernière décennie. Au fur et à mesure que les concepts de beauté ont été révolutionnés, de nombreux termes ont été inventés pour accompagner l'innovation de cette industrie, car les produits de beauté ne se limitent pas à ceux qui sont appliqués pour protéger et améliorer l'apparence du corps humain. Par conséquent, des termes tels quecosméceutiqueset la nutricosmétique ont émergé pour donner une idée des bienfaits pour la santé des produits qui créent de la beauté de l'intérieur vers l'extérieur. Au cours des dernières années, les produits à base de produits naturelscosméceutiquesont attiré énormément d'attention non seulement des chercheurs mais aussi du public en raison de la croyance générale qu'ils sont inoffensifs. Notamment, ces dernières années, la demande decosméceutiquesprovenant des ressources marines a augmenté de manière exponentielle en raison de leurs propriétés chimiques et biologiques uniques qui ne se retrouvent pas dans les ressources terrestres. Par conséquent, la présente revue aborde l'importance des composés dérivés de la mer, en mettant l'accent sur les nouvelles entités chimiques à potentiel cosméceutique issues des ressources naturelles marines et leurs mécanismes d'action par lesquels ces composés exercent sur les fonctions de l'organisme ainsi que leurs bienfaits pour la santé. Les environnements marins sont le plus important réservoir de biodiversité qui fournit des substances biologiquement actives dont le potentiel reste à découvrir pour des applications pharmaceutiques, nutraceutiques etcosméceutiques. Les organismes marins ne sont pas seulement une source renouvelable importante de précieux composés en vrac utilisés dans l'industrie cosmétique tels que l'agar et le carraghénane, qui sont utilisés comme agents gélifiants et épaississants pour augmenter la viscosité des formulations cosmétiques, mais aussi de petites molécules telles que l'ectoïne (pour favoriser l'hydratation de la peau ), la trichodine A (pour empêcher l'altération du produit causée par la contamination microbienne) et la mytiloxanthine (comme agent colorant). Les molécules d'origine marine peuvent également fonctionner comme ingrédients actifs, étant les principaux composés qui déterminent la fonction des cosméceutiques tels queanti-tyrosinase(acide kojique), anti-acné (sargafurane), blanchissant (chrysophanol), protection UV (scytonémine, acides aminés de type mycosporine (MAA)), antioxydants et anti-rides (astaxanthine et AGPI).

Mots clés: cosméceutiques; la nutricosmétique ; composés d'origine marine;anti-tyrosinase; anti-âge;anti-rides; protection UV

cistanche, inhibiteur de la tyrosinase

1. Introduction

Le règlement de la Commission européenne (CE) n°1223/2009 définit les cosmétiques comme « les produits destinés à être appliqués sur les parties externes du corps humain telles que l'épiderme, les cheveux, les ongles, les lèvres et les organes génitaux externes, ou les dents et les muqueuses des cavité buccale avec pour objectif exclusif ou principal de nettoyer, parfumer, protéger ou modifier leur apparence ou les maintenir en bon état » [1]. la sécurité, l'absence d'effets secondaires et leur capacité à montrer des effets positifs sur le bien-être [2]. Comme le marché des cosmétiques est très dynamique et que de nouveaux produits sont constamment lancés à un rythme extrêmement rapide, de nouveaux concepts ont également continuellement émergé et de nouveaux termes ont été inventés. Ainsi, le terme "cosméceutiques", qui dérive d'une combinaison de "cosmétiques" et de "produits pharmaceutiques", et a été popularisé par Kilgman [3], fait référence aux produits cosmétiques avec des avantages similaires à ceux des médicaments. Bien que la loi fédérale sur les aliments, les médicaments et les cosmétiques (FD&C Act) ne reconnaissons ce terme, il est largement utilisé dans l'industrie cosmétique [4]. A son tour, le concept le plus récent, représentant la dernière tendance de l'industrie de la beauté, est la "nutricosmétique", qui est née d'une combinaison de"cosméceutiques" et " nutraceutiques ", et ceux-ci sont destinés à la supplémentation orale de nutriments formulés et commercialisés spécifiquement à des fins de beauté [4]. Les nutricosmétiques sont caractérisés comme des produits de santé naturels ayant la capacité d'améliorer la fonction et l'apparence de la peau, des cheveux et des ongles lorsque On pense que ces composés exercent leurs effets d'embellissement et/ou d'hygiène corporelle au sein de l'organisme.Ainsi, la nutricosmétique devient une tendance forte, les consommateurs étant aujourd'hui très sensibilisés aux aliments et compléments alimentaires, tendant à acquérir préférentiellement des produits d'origine naturelle qui peuvent restaurer et améliorer la santé et la beauté sans causer d'effets préjudiciables [4].

Cosméceutiquescomprennent des ingrédients actifs tels que des vitamines, des minéraux, des composés phytochimiques, des enzymes, qui existent dans divers types de formulations telles que des crèmes, des lotions et des onguents [5]. Ces substances bioactives naturelles peuvent provenir de diverses sources telles que les plantes terrestres, les micro-organismes et les organismes marins. Ces substances peuvent avoir une myriade de rôles fonctionnels, y compris ceux qui ont des effets bénéfiques sur la santé humaine [5], qui peuvent favoriser la santé de la peau, des cheveux et des ongles au niveau cellulaire [6]. Bien que les ingrédients d'origine végétale soient toujours très populaires et largement utilisés comme cosméceutiques, ils présentent également certaines limites car les plantes poussent généralement trop lentement et leur composition chimique varie d'une saison à l'autre et d'une région à l'autre. Au contraire, la flore et la faune marines produisent non seulement des biomolécules chimiquement uniques que l'on ne trouve pas dans les ressources terrestres, mais peuvent également être cultivées rapidement en grandes quantités et à moindre coût par des techniques d'aquaculture modernes [7].

2. Cibles biologiques et mécanismes d'action des cosméceutiques

Actuellement, il y a une forte demande pourcosméceutiquesqui fonctionnent comme dépigmentation de la peau, filtres UV,anti-inflammatoire, anti-rides,anti-âge, hydratant pour la peau, anti-acné, ainsi queantioxydantet des agents cytoprotecteurs [8]. Par conséquent, cette section abordera brièvement les activités biologiques et les mécanismes d'action sous-jacents de certains produits cosméceutiques majeurs ainsi que les voies biochimiques et les cibles impliquées dans ces processus.

2.1. Activité antimélanogène

La demande de produits de soin de la peau est motivée par l'intention d'éclaircir et d'éclaircir le teint ainsi que d'éliminer l'hyperpigmentation locale [9]. Le blanchiment de la peau implique l'utilisation de substances naturelles ou synthétiques qui provoquent une diminution de la pigmentation en réduisant la concentration de mélanine dans la peau. Cette pratique peut être motivée par des besoins dermatologiques tels que l'hyperpigmentation cutanée causée par des conditions auto-immunes, l'exposition aux rayons UV, des facteurs génétiques et des changements hormonaux pouvant induire une surproduction de mélanine dans la peau [10]. Le processus de dépigmentation peut impliquer une ou plusieurs étapes dans la voie mélanogénique, telles que le transfert de mélanosome ou le traitement post-transfert de pigment, et la dégradation. Par conséquent, la biosynthèse de la mélanine peut être empêchée en évitant l'exposition aux UV, l'inhibition de l'enzyme tyrosinase, le métabolisme et la prolifération des mélanocytes, ou en éliminant la mélanine elle-même [11]. Le blanchiment de la peau peut être obtenu par plusieurs mécanismes, tels que l'inhibition du facteur de transcription associé à la microphtalmie, la régulation négative de l'activité du récepteur de la mélanocortine 1, l'interférence avec la maturation et le transfert des mélanosomes, la perte de mélanocytes et l'inhibition de l'enzyme tyrosinase [12]. Plusieurs agents dépigmentants modulent la pigmentation de la peau en influençant la transcription et l'activité des enzymes mélanogènes liées à la tyrosinase, la protéine liée à la tyrosinase-1(TYRP-1), la protéine liée à la tyrosinase-2 (TYRP{{13 }}), ou la peroxydase [13]. L'inhibition de la tyrosinase est devenue la plus courante et de plus en plus populaire dans les produits cosmétiques de blanchiment de la peau. Jusqu'à présent, l'utilisation des inhibiteurs synthétiques de la tyrosinase est plutôt limitée en raison de leur toxicité, de leur faible stabilité, de leur faible pénétration cutanée et de leur faible activité [14]. Traditionnellement, les composés de plantes tels que l'arbutine hydroquinoneglycoside (1) et l'acide azélaïque (2), ainsi que de champignons tels que l'acide kojique (3) (Figure 1) [10], ont été largement utilisés comme blanchisseurs de peau dans les cosmétiques. Cependant, ces dernières années, la recherche s'est concentrée sur les composés d'organismes marins, en particulier les phlorotanins tels que le 7-phloroeckol (4) des algues brunes (Figure 1), car il est généralement admis que ces composés sont plus sûrs que la peau conventionnelle. blanchisseurs. La question de la sécurité est née de l'idée que les principes actifs ne sont pas isolés, mais existent au contraire en amas chimiques complexes et stables qui évitent leurs effets négatifs sur le site d'application [15].

La pigmentation de la peau est le facteur photoprotecteur le plus important puisque la mélanine fonctionne non seulement comme un absorbant UV à large bande, mais possède également des propriétés antioxydantes et anti-radicalaires [16]. De plus, la mélanine joue également un rôle important dans le camouflage, la régulation de la chaleur et l'interaction cosmétique. La pigmentation est hautement héréditaire et régulée par des facteurs génétiques, environnementaux et endocriniens qui modulent la quantité, le type et la distribution de la mélanine dans la peau, les cheveux et les yeux. La peau étant le plus grand organe du corps toujours soumis à des conditions internes et externes, elle répond souvent à ces facteurs en modifiant le schéma constitutif de la pigmentation [17]. De manière constante, la surproduction ou le manque de pigment de mélanine n'est pas seulement un problème esthétique, car des changements mineurs dans l'état physiologique du corps humain ou l'exposition à des facteurs externes nocifs peuvent affecter les schémas de pigmentation de manière transitoire (comme pendant la grossesse) ou permanente (par exemple, taches de vieillesse) manières [17]. Pour cette raison, il existe également une forte demande de cosmétiques blanchissants pour le traitement des lentigos, des masques de grossesse ou même de l'hyperpigmentation causée par un empoisonnement médicamenteux.

La mélanine est produite par des processus enzymatiques séquentiels dans les mélanosomes, un organite résidant dans les mélanocytes, puis transférée aux kératinocytes voisins pour une photoprotection [18,19]. La tyrosinase est une enzyme oxydase multifonctionnelle, membranaire glycosylée et contenant du cuivre qui intervient dans les premiers stades de la mélanogénèse par l'hydroxylation de la tyrosine en 3,4-dihydroxyphénylalanine (DOPA) et oxyde ensuite la DOPA en dopaquinone [20]. Étant donné que la tyrosinase est l'enzyme limitant la vitesse, elle est essentielle à la synthèse de la mélanine et contrôle la pigmentation de la peau. Ainsi, l'inhibition de cette cible biologique est actuellement l'approche la plus courante pour le développement d'agents de blanchiment de la peau pour les cosmétiques [18].

Malgré un grand nombre de composés présentant l'activité inhibitrice de la tyrosinase in vitro, seuls quelques-uns étaient efficaces dans les essais cliniques [21,22]. Ainsi, comprendre les mécanismes par lesquels différents facteurs et composés induisent la mélanogénèse est fondamental pour concevoir et développer des produits à des fins particulières telles que la thérapie des maladies pigmentaires et les produits de bronzage pour réduire le risque de cancer de la peau, entre autres [17]. En outre, il a également été rapporté que la tyrosinase catalyse la formation de dopaminequinone dans la substance noire humaine, qui est une substance qui peut être impliquée dans la neurotoxicité dopaminergique et diverses maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson. De manière constante, la tyrosinase pourrait également être une cible potentielle pour le développement de médicaments pour le traitement de la maladie de Parkinson [23]. La découverte de nouveaux inhibiteurs de la tyrosinase capables de réguler la mélanogénèse est particulièrement intéressante, car la production excessive de mélanine entraîne une hyperpigmentation de la peau sous forme de taches de rousseur, appelées "taches de vieillesse" et de mélanome. Bien que plusieurs inhibiteurs de la tyrosinase appartenant à différentes classes chimiques aient été découverts à partir de ressources marines comme agents de blanchiment de la peau ou pour le traitement des troubles de la pigmentation, certains d'entre eux ont des effets négatifs sur la santé humaine [24].

Un autre aspect important est que bien que la force inhibitrice des inhibiteurs de la tyrosinase soit normalement exprimée par leurs valeurs de demi-concentration inhibitrice (IC50), il n'est pas possible de comparer directement l'activité inhibitrice de différents composés à partir de leurs valeurs IC50 rapportées dans la littérature, puisque les conditions expérimentales telles que les concentrations de substrat, le temps d'incubation et les lots d'enzymes tyrosinase commerciales utilisées variaient entre les différents dosages. Pour éviter cet écart, la plupart des études menées pour évaluer de nouveaux inhibiteurs de tyrosinase utilisent un inhibiteur de tyrosinase standard tel que l'acide kojique (3) (Figure 1) comme contrôle positif [20]. L'acide kojique (3), un métabolite fongique actuellement utilisé comme agent de blanchiment de la peau dans les cosmétiques et également comme additif alimentaire pour prévenir le brunissement enzymatique, est l'inhibiteur de tyrosinase le plus étudié [25].

Comme les inhibiteurs de la tyrosinase sont non seulement des agents de dépigmentation importants en cosmétique mais aussi cliniquement utiles pour le traitement de certaines maladies dermatologiques associées à l'hyperpigmentation mélanique [26], il est important de définir correctement le terme « inhibiteur de la tyrosinase ». De manière générale, la désignation « inhibiteur de la tyrosinase » n'est pas toujours très claire, car certains auteurs utilisent la même terminologie pour désigner des inhibiteurs de la mélanogénèse dont l'action consiste principalement à interférer dans la formation de mélanine mais sans effet direct sur l'enzyme tyrosinase. Ainsi, seuls les inactivateurs spécifiques et/ou les inhibiteurs spécifiques de la tyrosinase, qui se lient directement à l'enzyme et inhibent son activité, sont considérés comme de "vrais inhibiteurs". Ces "vrais inhibiteurs" de la tyrosinase sont alors divisés en deux catégories : (1) les inhibiteurs spécifiques de la tyrosinase qui se lient de manière réversible à l'enzyme, réduisant ainsi sa capacité catalytique [20], et (2) les inactivateurs spécifiques de la tyrosinase, également appelés inhibiteurs irréversibles ou "suicidesubstrates". ", qui forment une liaison covalente avec la tyrosinase, altérant ainsi son site actif et inactivant l'enzyme de manière irréversible au cours du processus catalytique (par exemple, L-DOPA et catéchol). Plus important encore, ces composés sont généralement spécifiques de la tyrosinase et n'inactivent pas les autres protéines [27, 28]. Les inhibiteurs de la tyrosinase peuvent également être classés, en fonction de leurs structures chimiques ou de leurs mécanismes inhibiteurs, en cinq grandes classes : (1) les polyphénols, (2) les dérivés de benzaldéhyde et de benzoate, (3) les lipides à longue chaîne et les stéroïdes, (4) les autres substances naturelles ou synthétiques. inhibiteurs et (5) inactivateurs irréversibles. Les polyphénols représentent le groupe le plus diversifié et le plus important d'inhibiteurs de la tyrosinase, les flavonoïdes étant le principal représentant de ce groupe [29]. En plus des flavonoïdes, plusieurs stilbènes et dérivés de la coumarine ont une activité anti-tyrosinase [30].

2.2. Activité anti-âge

Le terme « vieillissement cutané » fait référence à la dégradation du derme, y compris l'amincissement, la sécheresse, la laxité, la fragilité, les pores dilatés, les rides et ridules, les proéminences vasculaires, l'augmentation de la transparence et la perte d'élasticité [31]. Le processus de vieillissement réduit l'épaisseur de la peau, son élasticité et le recourbement des fibres élastiques de la peau, ce qui provoque des rides [32]. Le vieillissement intrinsèque est généralement déterminé par des facteurs génétiques ; cependant, des facteurs extrinsèques tels que l'exposition au soleil, à la pollution ou à la nicotine, les mouvements musculaires répétitifs tels que le strabisme ou le froncement des sourcils, et les modes de vie tels que l'alimentation, la position de sommeil et la santé globale contribuent également au processus de vieillissement [31]. Le vieillissement est également influencé par une diminution de l'expression génique du collagène, une faible activité des fibroblastes et la régénération des fibroblastes ainsi que par le rétrécissement de la barrière lamellaire, ce qui entraîne l'incapacité de la peau à retenir l'humidité. Bien que les mécanismes qui sous-tendent le skinaging ne soient pas complètement élucidés, l'industrie cosmétique continue d'offrir une énorme variété de produits anti-âge, dont la plupart sont censés stimuler la synthèse de collagène et de glycosaminoglycanes (GAG) par les fibroblastes de l'épiderme, augmentant ainsi la fermeté et la souplesse de la peau. couche cornée de la peau [33].

La peau humaine est la barrière anatomique pour les agents pathogènes et les dommages physiques, agissant comme une cloison entre les environnements internes et externes [34,35]. La peau protège notre corps des agressions extérieures, en particulier du soleil, ce qui implique une série de mécanismes qui minimisent les dommages en cas d'exposition aux rayons UV. Ces mécanismes peuvent être contrôlés par certains composés organiques et inorganiques, par exemple la mélanine (5) (Figure 2) [34,35]. Différents organismes produisent différents produits chimiques pour se protéger des effets délétères des rayons UV. Par exemple, alors que les animaux (y compris les humains) utilisent la mélanine (5) pour se protéger des rayons UV, les plantes supérieures produisent des métabolites secondaires tels que les flavonoïdes, et les micro-organismes qui vivent dans les environnements marins avec un volume élevé de lumière solaire produisent des composés tels que la scytonémine (6) (Figure 2), des acides aminés de type mycosporine (MAA) et plusieurs autres substances absorbant les UV de structure chimique inconnue dans le même but [36,37]. Les caroténoïdes, une autre classe de filtres UV produits par de nombreuses espèces de microalgues, sont également des composés actifs majeurs parmi les principaux ingrédients aux propriétés anti-âge [38], parmi lesquels le -carotène (7) (Figure 2) est l'un des composés les plus efficaces pour prévenir l'oxygène réactif la formation d'espèces (ROS), évitant ainsi les dommages cellulaires et le processus de vieillissement [39].

2.2.1. Activité antiphotovieillissement

L'exposition chronique aux rayons UV peut provoquer une dermatohéliose ou un photovieillissement [40]. Exposition aux irradiations UV, UVA (400 nm <>< 320="" nm)="" and="" uvb="" (320="" nm="" <="" λ="" <="" 290="" nm),="" can="" lead="" to="" alterations="" in="" the="" composition="" of="" the="" dermal="" extracellular="" matrix="" (ecm),="" resulting="" in="" wrinkles,="" laxity,="" coarseness,="" mottled="" pigmentation,="" and="" histological="" changes="" including="" epidermal="" thickness="" and="" connective="" tissue="" alteration="" or="" even="" skin="" cancer="" (melanoma),="" which="" are="" typically="" mediated="" by="" ros="" [41–43].="" continuous="" exposure="" to="" uv="" radiation="" leads="" to="" numerous="" complications="" that="" are="" correlated="" with="" various="" pathological="" consequences="" of="" skin="" damage.="" for="" example,="" sunburn="" occurs="" when="" exposure="" to="" uv="" radiation="" exceeds="" the="" protective="" capacity="" of="" an="" individual's="" melanin="" [43–46].="" although="" short-term="" solar="" exposure="" can="" be="" beneficial="" on="" mood="" and="" vitamin="" d="" synthesis,="" it="" can="" also="" cause="" an="" immediate="" skin="" burn,="" detrimental="" skin="" thickening,="" actinic="" erythema,="" and="" excessive="" tanning.="" on="" the="" other="" hand,="" the="" long-term="" effects="" are="" all="" negative,="" including="" photo-induced="" skin="" aging="" and="" photo-carcinogenesis="" caused="" by="" uv="" radiation-induced="" immunosuppression.="" the="" severity="" of="" these="" long-term="" effects="" requires="" the="" use="" of="" appropriate="" protection="" during="" uv="" radiation="" exposure="" [47].="" although="" uvb="" affects="" mainly="" the="" epidermis="" and="" uva="" intervenes="" directly="" in="" the="" dermal="" compartment,="" both="" are="" the="" major="" factors="" responsible="" for="" the="" photoaging="" of="" human="" skin,="" damaging="" dermal="" fibroblasts,="" through="" the="" induction="" of="" cytokines,="" matrix="" metalloproteinases="" (mmps),="" and="" mitochondrial="" dna="" mutations="" [48,49].="" radiation-induced="" oxidation="" may="" cause="" photoaging="" by="" the="" reduction="" of="" antioxidant="" enzymes="" and="" the="" antioxidant="" defense="" mechanism,="" which="" may="" result="" in="" significant="" oxidative="" damage,="" immunomodulation,="" the="" activation="" of="" melanogenesis,="" and="" ultimately="" carcinogenesis="" [50].="" to="" avoid="" the="" deleterious="" effects="" caused="" by="" uv="" exposure,="" sunscreen="" products="" that="" commonly="" contain="" organic="" and/or="" inorganic="" filters="" are="" used="" [51–53].="" however,="" a="" number="" of="" naturally="" occurring="" photoprotective="" compounds="" such="" as="" scytonemin="" (6,="" from="" cyanobacteria),="" mycosporines="" (from="" fungi="" and="" cyanobacteria),="" maas="" (from="" cyanobacteria,="" microalgae,="" macroalgae,="" yeasts,="" fungi,="" sponges,="" corals,="" and="" animals),="" flavonoids="" (from="" higher="" plants),="" melanins="" (in="" humans="" and="" other="" animals="" and="" even="" some="" bacteria),="" and="" several="" other="" uv-absorbing="" substances="" of="" unknown="" chemical="" structures="" from="" different="" organisms="" have="" been="" explored="" to="" develop="" novel="" uv="" filters="" for="" sunscreen="" products="" to="" prevent="" photodamage="">

Divers organismes photosynthétiques ont été étudiés comme sources de composés photoprotecteurs. Ceux-ci incluent les mycosporines, les MAA et plusieurs autres filtres UV [42, 56, 57]. Les MAA appartiennent à une famille de métabolites secondaires produits par une variété d'organismes, en particulier ceux qui habitent les écosystèmes avec une grande quantité de lumière solaire tels que les environnements marins et d'eau douce, pour la protection contre le rayonnement solaire [58]. Ces poids moléculaires faibles (habituellement<400 da)="" and="" colorless="" compounds="" are="" water-soluble="" and="" share="" the="" same="" chemical="" scaffold,="" but="" they="" differ="" in="" substituents="" and/or="" the="" presence="" and="" type="" of="" amino="" acids.="" their="" structures="" consist="" of="" cyclohexenone="" or="" cyclohexenimine="" chromophores="" linked="" to="" a="" nitrogen="" substituent="" of="" an="" amino="" acid="" or="" its="" iminoalcohol="" by="" conjugation="" [58,59].="" maas="" absorb="" uv="" radiation="" ranging="" from="" 310="" to="" 362="" nm="" and="" dissipate="" this="" energy="" in="" the="" form="" of="" heat="" radiation="" to="" the="" surrounding="" environment="" [60].="" the="" protection="" efficiency="" of="" maas="" against="" uv="" radiation="" depends="" also="" on="" their="" location="" in="" the="" cell,="" i.e.,="" maas="" located="" in="" the="" cytoplasm="" provide="" limited="" protection="" against="" uv="" radiation="" while="" extracellular="" maas="" are="" more="" effective="" protectors="" [61,62].="" on="" the="" other="" hand,="" scytonemin="" (6)="" (figure="" 2),="" a="" stable="" yellow-brown="" and="" lipid-soluble="" pigment,="" is="" located="" in="" the="" extracellular="" polysaccharide="" sheath="" of="" some="" cyanobacteria.="" scytonemin="" (6)="" has="" a="" maximum="" absorption="" at="" 386="" nm="" but="" also="" absorbs="" significantly="" at="" 252,="" 278,="" and="" 300="" nm.="" recent="" studies="" suggested="" that="" scytonemin="" (6)="" not="" only="" has="" the="" potential="" as="" a="" uv="" filter="" in="" cosmetics="" but="" also="" as="" an="" anticancer="" drug="">

2.2.2. Activité anti-rides

Plusieurs recherches ont révélé que les MMP, une famille de zincendopeptidases sécrétées ou transmembranaires, sont responsables de l'inhibition de la synthèse de collagène dans les peaux photovieillies [64]. Les MMP sont produites par une variété de cellules, y compris les fibroblastes, les kératinocytes, les mastocytes, les macrophages et les neutrophiles, et on pense qu'elles jouent un rôle majeur dans la formation des rides [65,66]. Les MMP peuvent être subdivisées en trois grands groupes fonctionnels, à savoir les collagénases interstitielles (qui dégradent les collagènes de types I, II et III) [67], les stromélysines (qui dégradent la laminine, la fibronectine et les protéoglycanes) [68] et les gélatinases (qui dégradent les collagènes de type IV et V) [69]. L'expression des MMP est généralement induite par divers stimuli extracellulaires tels que les facteurs de croissance, les cytokines et les rayons UV [70, 71]. L'expression du gène MMP peut également être influencée par les ROS via la voie de transduction du signal [72]. De plus, la surexpression des MMP est associée à des phénomènes de remodelage, de réparation et de destruction des tissus. L'induction de la collagénase ou MMP-1, conduisant à la dégradation du collagène de type I, peut favoriser la formation de rides, et puisque le collagène de type I est un constituant majeur du tissu conjonctif, il ne peut pas être compensé par une induction concomitante de la synthèse de collagène [74] . Ce déséquilibre est généralement augmenté par l'influence de l'irradiation UVA, entraînant une diminution de l'expression du collagène 1A1 et du collagène 1A2, ce qui induit la régulation à la hausse de la cytokine interleukine (IL) -6 [75]. D'autre part, le facteur de transcription, la protéine activatrice -1 (AP1), qui est activée lors de la stimulation UVA, induit la synthèse de MMP-1 et la répression du collagène 1A1 et du collagène 1A2 [76]. En conséquence, les MMP sont des marqueurs utiles du vieillissement cutané, et les agents qui stimulent la synthèse du collagène et/ou réduisent la régulation positive photo-induite des MMP sont potentiellement utiles pour les produits de soin de la peau [33]. Fait intéressant, plusieurs études ont révélé que des composés dérivés de nutriments tels que les chitooligosaccharides, les flavonoïdes, les polyphénols et les acides gras sont capables d'inhiber l'activation et l'expression des MMP [71, 77, 78]. Ces composés pourraient donc avoir un fort potentiel pour le développement de produits nutricosmétiques.

Toutes les formulations cosmétiques anti-rides/anti-âge contiennent normalement des composants hydratants pour maintenir l'hydratation de la peau, essentielle aux fonctions cutanées. L'application externe de lipides limitant la perte en eau ou de composés capables de former des liaisons avec les molécules d'eau sont utilisées pour mimer les mécanismes naturels d'hydratation de la peau [10]. Traditionnellement, l'acide linoléique et l'acide -linolénique sont couramment utilisés pour l'émulsion huile/eau pour retenir l'eau dans la peau afin de restaurer la perte d'eau transépidermique (PIE) à son niveau normal [79]. Cependant, récemment, certains biosurfactants dérivés de micro-organismes marins tels que le mannosylerythritol (8), les rhamnolipides (9) et les sophorolipides (10a et 10b) (Figure 2) sont étudiés pour leur application dans l'industrie cosmétique en raison de leurs propriétés émulsifiantes, solubilisantes, mouillantes, des propriétés moussantes et dispersantes, qui non seulement améliorent la solubilisation des ingrédients hydrophobes dans les produits mais aussi facilitent leur délivrance à travers la barrière cutanée [80]. De plus, ces biosurfactants d'origine marine ont un avantage sur leurs homologues synthétiques, car ils ont une faible irritation de la peau, ce qui est idéal pour les formulations anti-rides [81].

2.3. Activité antioxydante

Les antioxydants jouent un rôle important dans la protection cellulaire contre le vieillissement en empêchant les ROS induits par les UV tels que l'anion superoxyde (O2−), le radical hydroxyle HO.) et H2O2 d'attaquer les lipides membranaires, les protéines et l'ADN [82,83]. Étant donné que l'oxydation des lipides membranaires est l'un des facteurs les plus importants qui diminuent l'apparence jeune de la peau [84], la prévention de la formation de ROS est fondamentale. Les antioxydants offrent une protection contre l'environnement pro-oxydant auquel la peau humaine est exposée, en particulier les rayons UV, la fumée et les polluants atmosphériques [82, 83]. Par conséquent, la consommation de compléments alimentaires riches en antioxydants est une stratégie importante utilisée dans la soi-disant "thérapie antioxydante" pour maintenir la santé ainsi que pour prévenir de nombreuses maladies. Les antioxydants sont constitués de molécules enzymatiques et non enzymatiques. Les antioxydants enzymatiques comprennent la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT), la glutathion peroxydase (GSH), la glutathion réductase (GR) et la glutathion transférase (GST), qui sont présentes dans le plasma et les érythrocytes humains [85,86]. Les antioxydants non enzymatiques se composent de nombreuses classes de petites molécules telles que -carotène (7) (Figure 2), R-tocophérol (TOH) (11), acide ascorbique (12) et ubiquinol (13) (Figure 3), entre autres [87].

Actuellement, de nombreux antioxydants synthétiques tels que le butylhydroxyanisole (BHA) (14), le butylhydroxytoluène (BHT) (15), la tert-butylhydroquinone (TBHQ) (16) et le gallate de propyle (17) (Figure 3) sont utilisés comme additifs pour supprimer oxydation dans les aliments, les cosmétiques et les médicaments. Cependant, l'utilisation de ces antioxydants synthétiques pour les aliments ou les médicaments a été restreinte, car ils peuvent entraîner des problèmes potentiels pour la santé humaine en raison de leur toxicité et de leur manque de sécurité [88,89]. Au contraire, puisque les antioxydants naturels sont considérés comme des alternatives sûres, de nombreux efforts de recherche ont été menés pour découvrir des antioxydants naturels efficaces pour l'industrie cosmétique [90–93]. Les antioxydants naturels tels que les phlorotannins, les polysaccharides sulfatés, le fucostérol (18) et la fucoxanthine (19) (Figure 3), tous dérivés de macroalgues, sont considérés comme de bonnes alternatives pour l'industrie cosmétique [8,94].

Les pigments naturels tels que les chlorophylles, les caroténoïdes et les dérivés de tocophérols tels que la vitamine E et les isoprénoïdes sont également des antioxydants naturels intéressants qui peuvent être obtenus à partir des ressources marines [90–93]. Les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des caroténoïdes, qui contribuent à leur photoprotection de la peau en inhibant la toxicité des ERO induite par les UVA, en font des ingrédients majeurs de nombreuses lotions solaires [53]. D'autre part, les MAA peuvent non seulement protéger la peau contre les rayons UV, mais également présenter une activité antioxydante élevée en piégeant l'anion superoxyde, et donc empêcher la peroxydation des lipides [95-97]. Les propriétés des MAA en tant que filtres UV et capteurs de ROS suggèrent qu'ils pourraient être des ingrédients très utiles pour les produits de protection solaire [98]. Une autre classe intéressante d'antioxydants naturels est celle des oligosaccharides et des peptides d'origine marine. des propriétés épaississantes et hydratantes, des propriétés antioxydantes, anti-mélanogéniques et anti-âge, bénéfiques pour la peau, représentant donc une valeur ajoutéecosméceutiques [99,100].

2.4. Activité anti-acné

L'acné vulgaire, communément appelée acné ou boutons, qui est une condition typique de l'adolescence mais qui peut également survenir chez les adultes, est le trouble cutané le plus courant caractérisé par l'inflammation des glandes souches [101]. L'acné est causée par des événements multifactoriels comprenant des mécanismes hormonaux, microbiologiques et immunologiques tels que la stimulation par les androgènes de l'activité des glandes sébacées, l'hyperkératinisation folliculaire et l'inflammation. La bactérie Propionibacterium acnes est un agent causal du stade inflammatoire et initie ainsi la lésion inflammatoire [102–104]. Par conséquent, P. acnes et Staphylococcus epidermidis sont les principales cibles de la prévention et du traitement médical de l'acné [101,103]. Ces bactéries anaérobies stimulent la production de cytokines pro-inflammatoires et induisent la libération de ROS dont la production excessive entraîne un phénomène destructeur conduisant à la cicatrisation [105]. Ils libèrent également des lipases pour digérer un surplus d'huile de peau et de sébum, ce qui stimule une inflammation locale intense qui fait éclater les follicules pileux. Ainsi, l'inhibition de la croissance de P. acnes a été reconnue comme une méthode stratégique pour le traitement de l'acné dans l'industrie cosmétique. Dans la recherche de nouveaux composés antibactériens contre P. acnes à partir de bioressources marines pour développer de nouveaux produits cosmétiques naturels pour prévenir l'acné, le sargafurane (20) (Figure 4), isolé de l'extrait d'une algue brune marine Sargassum macrocarpum, s'est avéré présenter une puissante activité antiacnéique contre P. acnes avec une valeur de concentration minimale inhibitrice (CMI) de 15 µg/mL [106]. Dans un effort pour trouver Mari (ou des composés dérivés pour traiter l'acné vulgaire, Choi et al. ont évalué l'activité antibactérienne de diverses espèces de macroalgues, couramment trouvées autour de la côte de la Corée du Sud ; cependant, seuls Ecklonia kurome, E. cava et Ishige sinicola a montré une forte activité inhibitrice de croissance contre P. acnes ainsi qu'une activité anti-inflammatoire [107] Ainsi, les composés produits par ces trois espèces d'algues pourraient être des agents prometteurs pour le développement de produits cosmétiques contre l'acné vulgaire.

2.5. Cicatrisation des plaies et activités anti-inflammatoires

La cicatrisation des plaies est un processus complexe et étroitement régulé de récupération des formes et des fonctions anatomiques des tissus lésés, qui se compose de trois phases qui se chevauchent [108,109]. La phase inflammatoire initiale, caractérisée par l'activation plaquettaire et la libération de facteurs de croissance et de cytokines, est suivie par la phase proliférative, où les facteurs de croissance sont sécrétés et la prolifération cellulaire est améliorée, et enfin, la dernière phase consiste en le remodelage, dans lequel la production de collagène et l'organisation a lieu, ce qui conduit à la cicatrice mature [110]. La cicatrisation aiguë ou normale des plaies passe par des processus ordonnés qui se chevauchent, permettant la réparation de la fonction et de l'intégrité de la peau de manière coordonnée chez les individus en bonne santé, dans une période de 7 à 10 jours [111]. La progression en douceur de tous ces événements conduira à un achèvement normal de la cicatrisation de la plaie et restaurera les fonctions perturbées de la peau [112,113]. Cependant, tout changement qui interrompt le processus de cicatrisation peut aggraver les lésions tissulaires et retarder le processus de réparation, contribuant à la plaie guérison. Divers facteurs, tels que les infections, les maladies sous-jacentes (par exemple, le diabète ou les maladies cardiovasculaires), les médicaments (par exemple, les stéroïdes) et la vieillesse peuvent altérer le processus de cicatrisation [109,111]. D'autre part, l'inflammation est un événement vital de la réponse immunitaire de l'organisme qui implique l'interaction d'une cascade complexe de diverses cellules, y compris les leucocytes, les cellules sanguines, les fibroblastes et les cellules épithéliales [108]. Il existe deux types de signaux dans le processus inflammatoire : ceux qui déclenchent et entretiennent l'inflammation, et les autres qui arrêtent le processus, et l'asymétrie de ces signaux peut provoquer des lésions cellulaires et tissulaires. Ainsi, la dérégulation de l'ensemble du processus peut conduire à une inflammation chronique et même à la mort dans certains cas [114]. Les maladies inflammatoires de la peau sont des problèmes dermatologiques très courants qui existent sous diverses formes, c'est-à-dire des éruptions cutanées occasionnelles accompagnées de démangeaisons et de rougeurs à des affections plus chroniques telles que la dermatite atopique, la rosacée, la dermatite séborrhéique et le psoriasis [115]. L'inflammation cutanée a été associée à de nombreuses maladies, dont le cancer et le lupus érythémateux discoïde (DLE) ainsi qu'au vieillissement cutané visible anticipé. Cependant, le vieillissement cutané visible peut être réduit et prévenu par l'utilisation quotidienne d'antioxydants ou d'anti-inflammatoires.cosméceutiques, couplé à une alimentation riche en supplémentation anti-inflammatoire et antioxydante [116]. Des facteurs microbiologiques et immunologiques et des agents toxiques peuvent initier la réponse inflammatoire en activant une variété de médiateurs humoraux et cellulaires tels que les prostaglandines (PG), les leucotriènes (LT), le NO, le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-) et les cytokines de l'interleukine (IL) familles [117]. Les cellules dermiques et épidermiques produisent constitutivement diverses cytokines et eicosanoïdes qui jouent un rôle crucial dans le maintien de l'homéostasie et la régulation de l'inflammation cutanée, et dont les niveaux sont régulés par des événements physiologiques et physiopathologiques [118,119]. L'acide arachidonique (AA), un précurseur des eicosanoïdes pro-inflammatoires, est libéré des phospholipides membranaires au cours de l'activation inflammatoire, puis métabolisé en PG et LT [118, 119]. Diverses stratégies ont été étudiées pour contrôler la production excessive de médiateurs lipidiques à différents niveaux de voies biochimiques, telles que l'inhibition de la phospholipase A2 (PLA2), le déclenchement de l'enzyme pour la libération d'AA, le blocage des voies de la cyclooxygénase (COX) et de la lipoxygénase (LOX), et le développement d'antagonistes des récepteurs contre le facteur d'activation plaquettaire (PAF) et les LT [118,119]. La plupart des traitements conventionnels des plaies dermiques tels que les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), les médicaments immunomodulateurs et les corticostéroïdes topiques visent à réduire l'inflammation [120]. Cependant, ce traitement peut avoir un impact négatif sur la cicatrisation des plaies, y compris des effets indésirables tels que l'atrophie, l'ostéoporose, l'obésité et le glaucome [121]. Bien qu'il soit essentiel de rechercher de nouveaux agents anti-inflammatoires avec moins d'effets indésirables, l'effort est assez difficile en raison de la complexité du processus inflammatoire et de son rôle dans la défense de l'hôte. Cependant, les progrès récents pour démêler les mécanismes impliqués dans l'inflammation ont permis d'identifier de nouvelles cibles [122].

Compte tenu des ressources marines, aucune ne peut être comparée aux concombres de mer en termes de propriétés cicatrisantes [123–125]. Les concombres de mer, en particulier Stichopus Hermann, communément appelés "gamat emas", sont depuis longtemps reconnus dans la médecine traditionnelle pour le traitement d'une myriade de maladies, y compris la cicatrisation des plaies [126]. Des études in vivo, utilisant divers types de modèles animaux, ont démontré que les plaies traitées avec des extraits de concombre de mer guérissaient mieux et plus rapidement que celles sans traitement. L'application topique d'extraits de diverses espèces de concombres de mer sur les plaies induites chez les animaux s'est avérée accélérer le taux de contraction de la plaie, qui est un processus fondamental dans une phase de cicatrisation [127]. De plus, le traitement d'une brûlure avec un pansement hydrogel basé en Allemagne du Sud a entraîné des taux de contraction significatifs de la plaie au jour 21 et 28 après brûlure. Au contraire, aucune différence significative n'a été détectée aux jours 7 et 14 [128]. Cet effet pourrait être dû au pansement « gamat hydrogel (S. hermanii) » réticulé qui confère sa capacité à retenir les principes actifs et retarde leur délivrance sur la peau lésée, agissant ainsi à un stade ultérieur de la phase de cicatrisation. L'avantage de ce pansement hydrogel est que les composés biologiquement actifs sont immobilisés pendant une plus longue période dans les matrices d'hydrogel, créant ainsi un système de libération prolongée et contrôlée qui pourrait améliorer considérablement l'activité de l'extrait de concombre de mer incorporé pendant la réparation des tissus et interagir efficacement avec les plaies et faciliter une processus de guérison à un stade ultérieur [128]. Une autre espèce d'holothurie, S. choronotus, s'est également avérée agir lors de la phase initiale de cicatrisation [125]. Fait intéressant, son extrait aqueux a montré une activité antioxydante d'environ 80 % supérieure à celle de son homologue organique [129]. Étant donné que la présence excessive de radicaux libres est associée à une mauvaise cicatrisation des plaies, le piégeage des radicaux libres par les antioxydants présents dans les extraits aqueux de concombre contribuerait à la cicatrisation des plaies. De plus, l'analyse de la composition des acides gras a révélé que l'extrait aqueux contenait une teneur plus élevée en acide docosahexaénoïque (DHA) (21) (Figure 4) que l'extrait organique [130]. On a émis l'hypothèse que le DHA (21) pourrait stimuler la production de cytokines pro-inflammatoires au niveau des plaies, aidant ainsi à contrôler l'infection et à préparer le tissu pour une réparation ultérieure en améliorant la phagocytose, en stimulant la migration des kératinocytes aux bords de la plaie, en augmentant la chimiotaxie et la prolifération des fibroblastes, déclenchant la dégradation des protéines ECM, ainsi que la régulation de la libération d'autres cytokines et facteurs de croissance [131]. Par ailleurs, l'acide eicosapentaénoïque (EPA) (22) et le DHA (21) (Figure 4), les principaux acides gras des concombres de mer, interviennent également dans le processus d'inflammation en stimulant la production de résolvines (qui inhibent principalement la production d'IL-1 ) et les protectines (qui inhibent la production de TNF- et d'IL-1) par les voies COX-2 et 5-LOX [132]. L'étude d'autres espèces de concombres de mer a également corroboré que leurs extraits aqueux sont plus efficaces dans la cicatrisation des plaies que leurs extraits organiques. De plus, l'effet anti-inflammatoire des concombres de mer en milieu clinique a également été étudié en incorporant des extraits de concombre de mer dans la base de gel Carbopol® et en application topique sur des patients diabétiques souffrant d'ulcères du pied pendant 12 semaines. Les résultats ont montré que les taux de TNF- entre le début et les semaines 8, 10 et 12 étaient significativement différents [133]. Il a été suggéré que la teneur en saponine des extraits d'holothuries pourrait jouer un rôle dans la prévention de la production induite par les lipopolysaccharides de TNF- par le facteur nucléaire-κB (NF-κB), qui est un facteur de transcription qui régule la transcription de nombreux gènes impliqués dans la processus inflammatoire [134,135].

Un autre composé d'origine marine ayant une capacité de cicatrisation est le fucoïdane (23) (Figure 4). Le fucoïdane (23) est un polysaccharide sulfaté et enrichi en fucose que l'on trouve principalement dans l'ECM des algues brunes. Le fucoïdane (23) est composé de l-fucose, de groupes sulfates et d'une ou plusieurs petites proportions d'autres sucres [136]. Structurellement, le fucoïdane (23) est constitué de deux types d'homofucose : ceux contenant du (1→3)-l-fucopyranose répété, et les autres consistant en (1→3)- et (1→4)-l-fucopyranose alternés et répétés [ 137]. Cette classe de polysaccharides a été largement étudiée pour son potentiel biotechnologique en raison de sa myriade d'effets pharmacologiques et de ses ressources comestibles non toxiques [138]. Plus précisément, les fucoïdanes de bas poids moléculaire (LMF), qui ont une meilleure biodisponibilité dans les tissus que les fucoïdanes de haut poids moléculaire (HMF), se sont avérés présenter des effets bénéfiques tels que l'anti-inflammation et l'angiogenèse, suggérant leur potentiel clinique pour la cicatrisation des plaies cutanées [108 ]. Dans ce contexte, Park et al. ont étudié les propriétés cicatrisantes du LMF, qui a été extrait de l'algue marine brune Undaria pinnatifida, dans un modèle de rat excision dermique pleine épaisseur en comparaison avec un produit commercial Madecassol Care™, qui contient 1 % de Centella Asiatica. Ils ont découvert que l'application topique de LMF montrait de bien meilleurs effets sur la contraction de la plaie, de manière dose-dépendante, et un temps de demi-fermeture plus rapide (CT50) par rapport à Madecassol Care™, indiquant que le LMF améliorait la cicatrisation des plaies grâce à son activité anti-inflammatoire. ou la promotion de la phase de granulation. Ces résultats sont étayés par le fait que les fucoïdanes médient les effets anti-inflammatoires via la réduction de l'adhésion des neutrophiles et du recrutement des leucocytes, ou l'inhibition de la libération de cytokines pro-inflammatoires, comme précédemment rapporté [139]. De plus, le LMF a également accéléré l'angiogenèse et le dépôt de collagène dans le tissu granulaire accru, améliorant ainsi la réépithélialisation. Ce phénomène pourrait s'expliquer par le fait que le dépôt de collagène et la formation de liaisons croisées étroites entre les molécules de collagène et avec d'autres protéines, ainsi que la prolifération des différentes cellules dans le tissu granulaire, pourraient favoriser la contraction de la plaie [140]. D'autre part, les MMP, en particulier MMP2 et MMP9, sont connues pour être des médiateurs de la matrice de collagène lors du remodelage et de la réépithélialisation de la plaie [141]. Dans ce contexte, il a été constaté que le traitement au LMF provoquait une augmentation de la MMP9 au jour 7 post-traitement de manière dose-dépendante, suggérant que le LMF provoquait une altération de l'expression temporelle de la MMP9 pour accélérer le remodelage tissulaire en réponse à l'augmentation de la sécrétion de divers cytokines ou leur protection contre la dégradation protéolytique. De plus, le traitement au LMF a entraîné une réduction de la peroxydation lipidique (malondialdéhyde), tandis que les enzymes antioxydantes telles que les niveaux de SOD, CAT et GSH ont augmenté. Des études antérieures ont rapporté que la teneur en sulfate du fucoïdane (23) (Figure 4) [142] jouait un rôle important dans son activité antioxydante, ainsi le nombre élevé de groupes sulfate dans le LMF pourrait contribuer à sa forte activité antioxydante. D'autre part, il existe des preuves solides que le facteur de croissance transformant-bêta (TGF-) et le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) sont impliqués dans l'amélioration de la réparation des plaies en augmentant la repopulation des fibroblastes et l'angiogenèse [143], et puisque le traitement LMF a également montré une augmentation substantielle des cellules immunoréactives aux récepteurs TGF et VEGF -2 (VEGFR2), ce phénomène pourrait également contribuer à sa capacité de cicatrisation.

EXTRAIT DE CISTANCHE

3. Cosméceutiques d'origine marine

La prise de conscience croissante des consommateurs pour les cosmétiques naturels a déclenché une vague d'exploration de la richesse de la nature pour les composés biologiquement actifs pour les applications cosmétiques [9]. Les cosmétiques qui incorporent des extraits ou des composés marins sont de plus en plus lancés par l'industrie cosmétique alors qu'un nombre croissant de consommateurs demandent des produits issus de sources naturelles [6]. Une tendance mondiale pour des produits considérés comme sains, respectueux de l'environnement et respectueux de l'environnement a conduit l'industrie cosmétique à investir de plus en plus dans la recherche et le développement (R&D) de nouveaux produits contenant des substances ou des extraits dérivés de ressources naturelles [144]. Par conséquent, de plus en plus de consommateurs recherchent des produits cosmétiques avec de nouveaux composés bioactifs en tant qu'ingrédients obtenus à partir de ressources naturelles en raison de leurs nombreux effets bénéfiques par rapport à leurs homologues non naturels. Bien que les produits naturels végétaux aient été traditionnellement utilisés (et sont toujours utilisés) comme ingrédients actifs pour les cosmétiques naturels, les ressources marines sont récemment apparues comme une riche source de composés structurellement divers avec une myriade de propriétés biologiques qui attendent d'être explorées commecosméceutiques/nutricosmétique. Le milieu marin représente une biodiversité extraordinaire, qui est une source importante de grande diversité chimique avec un grand potentiel de développement industriel pour les produits pharmaceutiques, cosméceutiques, compléments nutritionnels, sondes moléculaires, produits chimiques fins et agrochimiques [145]. De plus, avec tant de nouvelles espèces marines encore à découvrir, des efforts de recherche supplémentaires seront nécessaires pour apprécier les vastes potentialités que le milieu marin a à offrir [9]. Les organismes marins ont développé des mécanismes biochimiques et physiologiques qui incluent la production de composés bioactifs nécessaires à la reproduction, à la communication et à la protection contre la prédation, l'infection et la compétition [146]. Sans surprise, bon nombre de ces composés ont un grand potentiel commecosméceutiquesou nutricosmétiques en raison de leurs propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, anti-allergiques, anti-âge, anti-rides,anti-tyrosinase, les activités inhibitrices des MMP ainsi que la protection contre les UV [147].

Actuellement, la recherche de nouveaux produits naturels marins dépend de la récolte de spécimens dont l'inconvénient est leur durabilité et leur réplicabilité. Les problèmes de durabilité sont associés à de grandes quantités de biomasse qui sont généralement nécessaires à la découverte de médicaments, tandis que les problèmes de réplicabilité sont liés à la variabilité environnementale et aux changements au niveau communautaire de l'écologie chimique des organismes cibles [148]. Des individus de la même espèce échantillonnés dans différentes zones géographiques ou à différentes saisons peuvent ne pas contenir la même composition chimique et donc ne pas garantir l'approvisionnement du métabolite cible [149]. Cependant, les techniques récentes d'aquaculture d'invertébrés marins peuvent offrir une alternative pour surmonter ces deux problèmes, car la biomasse animale peut être produite en continu en utilisant des conditions environnementales homogènes [150].

3.1. Composés dérivés de macroalgues

En général, les algues marines brunes et rouges sont couramment utilisées commecosméceutiquesdans les produits cosmétiques [151]. Traditionnellement, les macroalgues ou les algues ont été utilisées dans la production d'hydrocolloïdes tels que l'agar, le carraghénane et les alginates. De plus, certains types de macroalgues brunes et rouges sont utilisées en cosmétique en raison de leur teneur en vitamines, minéraux, acides aminés, sucres et lipides, en plus de la présence d'autres composés biologiquement actifs [152,153]. Les macroalgues couramment utilisées dans les cosmétiques sont Ulva Lactuca, Ascophyllum nodosum, Laminaria longicruris, L. saccharina, L. digitata, Alaria esculenta, Chondrus crispus, Mastocarpus stellatus et diverses espèces de Porphyra. Normalement, les algues répondent à de nombreux facteurs de stress, auxquels elles sont exposées dans les milieux naturels, par la production d'une variété de composés chimiques pour leur défense. Beaucoup de ces composés sont considérés comme précieux en tant quecosméceutiquespour les soins de la peau pour la protection contre les rayons UV, le stress oxydatif et le vieillissement, lissage, hydratation et blanchiment, et aussi comme pigments pour de nombreux produits cosmétiques [144]. Les produits fonctionnels des macroalgues sont utilisés depuis des décennies par l'industrie cosmétique comme émollients, agents de conditionnement de la peau et ingrédients contrôlant la viscosité, principalement en raison de leurs propriétés physicochimiques. Leurs produits en vrac, tels que l'agar et le carraghénane, ont été utilisés comme gélifiants, épaississants et stabilisants dans les produits cosmétiques ainsi que dans les nutraceutiques [154].

Les algues brunes représentent environ 59 % du total des macroalgues cultivées dans le monde, suivies des algues rouges à 40 % et des algues vertes à moins de 1 %. Les macroalgues peuvent être cultivées en bord de mer à grande échelle avec un taux de croissance relativement rapide et avec la possibilité de contrôler la production de leurs composés bioactifs tels que les protéines, les polyphénols et les pigments en manipulant les conditions de culture [155]. Un extrait lipophile d'une algue brune Alaria esculenta a été efficace dans la réduction de la progérine cutanée [156], dont la surproduction est causée par la sénescence cellulaire et les dommages progressifs des télomères, qui se produisent naturellement [157]. En utilisant un nouveau test de digestion de la gélatine pour étudier les effets inhibiteurs in vitro du phlorotanin dérivé d'Ecklonia cava sur l'activité des MMP, Kim et al. ont observé son inhibition complète de l'activité de la collagénase bactérienne-1 [158] l'activation de la voie NF-κB. En outre, le 7-phloroeckol (4) (Figure 1) a également présenté d'excellents effets inhibiteurs sur la pigmentation, ce qui est probablement dû à son activité inhibitrice de la tyrosinase, et il a été proposé comme agent cutané agent blanchissant [154,159–161]. Eckol (25) et dieckol (26) (Figure 5), les phlorotanins de l'extrait d'E. stolonifera ont également montré une forte inhibition de l'expression de MMP1 [162]. Le diphlorethohydroxycarmalol (28) (Figure 5), un phlorotannin, isolé d'une algue brune marine Ishige okamurae, a montré un pouvoir élevé pour le blanchiment de la peau [163], en plus de propriétés protectrices contre les dommages à l'ADN induits par les rayons UVB via la queue endommagée et les propriétés morphologiques. changements dans les fibroblastes. Ces doubles propriétés biologiques du diphlorethohydroxycarmalol (28) en font un candidat cosméceutique intéressant [159]. Les dérivés du phloroglucinol d'algues brunes possèdent également une activité inhibitrice de la tyrosinase en raison de leur capacité à chélater le cuivre dans cette enzyme [164]. Des études in vivo ont montré que l'application alimentaire et topique de polyphénols d'algues brunes supprimait l'expression de COX-2 et la prolifération cellulaire. Ces résultats suggèrent le rôle des polyphénols d'algues brunes en tant qu'agents potentiels de chimioprévention du cancer contre la photocarcinogenèse et d'autres effets néfastes de l'exposition aux rayons UVB [165]. D'autre part, le dolabelladiènetriol (27) (Figure 5), un diterpène dolabellane isolé de l'algue marine brune Dictyota pfaffii, s'est avéré réguler à la baisse la production de TNF- et d'oxyde nitrique (NO) par inhibition de NFκB, conférant ainsi son activité anti-inflammatoire. [122]. Toutes ces preuves suggèrent que les composés bioactifs dérivés des algues sont prometteurs pour les soins de la peau [165]. Une autre algue importante est Laminaria japonica, également connue sous le nom de "kombu" au Japon, est utilisée pour produire des ingrédients actifs spéciaux à base d'algues pour les formulations protectrices contre les rayons UV car elle contient une forme hautement concentrée de minéraux marins et d'oligo-éléments. Comme cette algue produit également des agents hydratants extrêmement efficaces qui l'empêchent de se dessécher à marée basse, son extrait pourrait être exploré comme hydratant potentiel pour la peau ainsi que pour maintenir la fermeté de la peau [166]. Cette algue est également une riche source de fucoxanthine (19) (Figure 3), qui possède plusieurs propriétés bénéfiques pour les soins de la peau telles qu'antioxydant etanti-tyrosinaseactivités, antimélanogenèse dans le mélanome et pigmentation cutanée induite par les anti-UVB. De plus, le traitement oral à la fucoxanthine (19) a significativement supprimé l'expression de l'ARNm de l'enzyme tyrosinase liée à la mélanogénèse, ce qui suggère que ce composé régulait négativement le facteur de mélanogénèse au niveau transcriptionnel par la suppression de la synthèse des prostaglandines et des récepteurs stimulants mélanogéniques (neurotrophine, PGE2 et expression de l'hormone stimulant les mélanocytes ) [167]. Une autre espèce de Laminaria à potentiel cosmétique est L. saccharina, dont l'extrait est riche en protéines, vitamines, minéraux et glucides. L'extrait de cette algue aurait des propriétés anti-inflammatoires et cicatrisantes, en plus de réguler l'activité des glandes sébacées [168]. La macroalgue brune comestible la plus courante de la famille des Sargassaceae, Hizikia fusiformis, contiendrait le glycoside flavonoïde anti-tyrosinase [169]. Des études in vitro de l'extrait au méthanol de l'algue marine rouge Corallina pilulifera (CPM) ont révélé qu'il peut prévenir le stress oxydatif induit par les UV et les expressions MMP2 et MMP9 dans les cellules de fibroblastes dermiques humains (HDF). Une combinaison d'extraits d'algues des algues rouges Meristotheca dakarensis et Jania Rubens, disponible sur le marché sous le nom de dermocea® (Gelyma), a été revendiquée pour stimuler la synthèse de la kératine, des GAG et des collagènes I et III [170]. Toutes ces études indiquent un grand potentiel des algues marines brunes et rouges, sous forme d'extraits ou de composés purs, en tant que précieux dérivés marins.cosméceutiques.

Des extraits d'algues vertes ont également été incorporés dans divers produits cosmétiques. L'extrait de Codium tomentosum était revendiqué comme une bonne source d'acide glucuronique (38), et il est utilisé pour la distribution de l'eau dans la peau ainsi que pour protéger la peau des effets nocifs d'un environnement sec [5]. Les extraits de l'algue verte Chlamydocapsa sp., également connue sous le nom d'algue des neiges, sont utilisés en application topique pour prévenir le photovieillissement dans les produits de soin de la peau et de protection capillaire. De plus, il pourrait protéger contre la perte de la fonction barrière induite par l'exposition environnementale, diminuer le TEWL et éviter la formation de rides après une exposition aux rayons UV, au froid ou à la sécheresse [171].

3.2. Composés dérivés d'invertébrés marins

3.2.1. Composés dérivés d'éponges marines

Lorsqu'il s'agit de métabolites secondaires produits par des invertébrés marins, en particulier des éponges marines, il est important de prendre en compte leur relation avec les micro-organismes associés et le phytoplancton, car certains de leurs métabolites secondaires bioactifs isolés sont supposés être produits par les groupes fonctionnels d'enzymes provenant des micro-organismes associés. 172]. Ces micro-organismes peuvent être très importants pour les nouveaux produits pharmaceutiques,cosméceutiques, et nutraceutiques car ce sont des ressources renouvelables de différents produits naturels [173,174]. En effet, les éponges marines sont considérées comme des dépositaires de la diversité microbienne marine, ce qui peut fournir une nouvelle voie en biotechnologie marine [175]. Ceci est mis en évidence par le fait que de nombreux métabolites dérivés des éponges ressemblent à des produits naturels bactériens et fongiques ou appartiennent à la classe de composés généralement produits par ces micro-organismes [176]. Certains rapports ont confirmé que certains composés, à l'origine isolés d'extraits d'éponges marines, sont en fait biosynthétisés par des micro-organismes associés aux éponges, car le mésohyl de l'éponge est généralement habité par des microbes, et de nombreux produits naturels isolés des éponges marines tels que les antibiotiques, les antifongiques et les antiprédateurs ou les composés antisalissures semblent être des métabolites produits par des microbes marins [176]. Dans le cas des bactéries, elles fournissent à leurs hôtes les produits de leur métabolisme, permettant ainsi aux éponges d'accéder à des traits spécifiques aux bactéries tels que l'autotrophie, la fixation de l'azote et la nitrification. Ces bactéries peuvent également traiter des composés de déchets métaboliques qui stabilisent le squelette de l'éponge et offrent une protection contre les rayons UV [177-179]. À leur tour, les éponges marines libèrent également des enzymes pour concourir pour le sol, pour retarder la croissance des bactéries et des champignons afin de présenter l'hébergement de personnes non invitées. invités, et ces enzymes peuvent être utilisées comme agents de blanchiment de la peau dans plusieurs formulations cosmétiques [147]. Bien que seuls quelques composés bioactifs isolés d'éponges marines aient été explorés par l'industrie cosmétique jusqu'à présent, il existe un nombre croissant de métabolites d'éponges à potentiel cosméceutique. Par exemple, le trisulfate d'halistanol (29) (Figure 6), un détergent stéroïdien en C-29 isolé de l'éponge Indo-Pacifique Haliclona sp. a montré qu'il inhibait la maturation de la tyrosinase en une forme associée à la synthèse de mélanine dans la lignée cellulaire de mélanome humain pigmenté, MM418 [180]. La gagunine D (30) (Figure 6), un diterpène hautement oxygéné de l'échafaudage 10,13-bis-épi-homoverrucosane, isolé de l'éponge marine Phorbas sp., s'est avérée présenter une activité antimélanogénique par suppression de l'expression de la tyrosinase et l'augmentation du taux de dégradation de la tyrosinase, en plus de l'inhibition de l'activité enzymatique de la tyrosinase, dans les cellules mélan-a de souris et un modèle de peau humaine reconstruite [18]. De plus, la gagunine D (30) a également supprimé l'expression des protéines associées au transfert des mélanosomes. En raison de ses propriétés multifonctionnelles, la gagunine D(30) et ses analogues peuvent être considérés comme des candidats potentiels pour le blanchiment de la peaucosméceutiques[18]. Les éponges marines sont également connues pour produire plus de 40 caroténoïdes [181], dont la plupart sont des arylcaroténoïdes tels que l'isoréniératène, le réniératène et la rénierapurpurine. Comme les éponges n'ont pas de machinerie biosynthétique pour synthétiser les caroténoïdes, ces pigments sont directement accumulés par la prise alimentaire ou par des transformations métaboliques. Les caroténoïdes jouent un rôle vital dans les éponges marines, notamment les fonctions photoprotectrices et antioxydantes via la dissipation de l'énergie lumineuse et la détoxification des radicaux libres en raison de l'exposition à un rayonnement solaire excessif et à un rayonnement UV nocif [182]. Outre les caroténoïdes aryliques, les dérivés de pigments de couleur rouge de la mytiloxanthine, la 19-butanoyloxymytiloxanthine (31) et la 19-hexanoyloxymytiloxanthine (32) (Figure 6) ont également été isolés de l'éponge de couleur orange vif Phakellia stellidem [183]. Il est intéressant de noter que la mytiloxanthine, un métabolite de la fucoxanthine (19) (Figure 3), présente presque les mêmes activités d'extinction de l'oxygène unique et d'inhibition de la peroxydation des lipides que celles de l'astaxanthine (33) (Figure 6), mais avec une activité de piégeage plus élevée pour les radicaux hydroxyles. [184]. Par conséquent, ces composés pourraient avoir une grande valeur en tant quecosméceutiquespour les produits de soin.

Le collagène dérivé d'éponges marines a également été évalué pour sa biocompatibilité et son potentiel de régénération [185–187]. Une toxicité in vitro, une activité antioxydante, une capacité de cicatrisation et une photoprotection d'extraits de collagène digérés par la trypsine, également appelés hydrolysats de collagène marin (MCH), de l'éponge marine Chondrosia reniformis ont été évaluées [188], en raison de ses caractéristiques physicochimiques particulières et de sa plasticité dynamique [189,190]. . Cette étude était basée sur le fait que les hydrolysats de collagène de diverses sources ont démontré une bonne biocompatibilité, capacité de pénétration et propriétés protectrices pour la peau dans différents modèles expérimentaux. Il a été constaté que les quatre MCH présentaient non seulement une absence de toxicité et une activité antioxydante significative en favorisant l'élimination des ROS, mais également une capacité de cicatrisation en favorisant une étape proliférative plus accélérée. Ces données ouvrent la voie à l'application de ces MCH commecosméceutiquespour réparer les peaux abîmées ou photo-vieillies [188].Néanmoins, d'autres études sont nécessaires pour valider ces produits prometteurs avant qu'ils ne puissent être lancés sur le marché.

Les extraits à l'hexane, au méthanol et à l'éthanol de l'éponge marine Acanthella cavernosa ont été évalués pour leurs activités antibactériennes et antibiofilm contre P. acnes, ainsi que pour leur activité antioxydante ; cependant, seul l'extrait à l'éthanol a présenté des activités antibactériennes et antibiofilm in vitro contre cette bactérie. Par conséquent, cette éponge marine a le potentiel d'être appliquée comme cosméceutique naturel dérivé de la mer pour la prévention de l'acné [191].

3.2.2. Composés dérivés du corail

La poudre de corail est utilisée comme matériau durable dans de nombreux produits cosmétiques en raison de ses caractéristiques physiques, chimiques et texturales ainsi que de sa teneur en minéraux [147]. Chimiquement, il est composé principalement de carbonate de calcium mais peut contenir environ 74 autres minéraux, à l'exception des métaux lourds. La poudre de corail est utilisée en application topique pour apporter des minéraux à la peau, pour la protéger des rayons UV, et aussi comme antioxydant, anti-âge, anti-acné, adoucissant cutané, ainsi que pour la préparation de rouges à lèvres et de déodorants [147]. Bien que seuls quelques métabolites secondaires de corail aient trouvé leur utilisation commecosméceutiques, les glycosides diterpéniques pseudoptérosines A–D (34–37)(Figure 6), isolés du corail gorgonien des Caraïbes Pseudopterogorgia elisabethae, sont les produits naturels marins les plus remarquables dans l'industrie cosmétique [192]. Ces composés possèdent une variété d'activités biologiques allant des anti-inflammatoires et analgésiques [193-195], antibactériens [196], anti-acnéiques [197] à la cicatrisation des plaies [198, 199]. Ces composés sont les premiers produits naturels sous licence commerciale à être utilisés comme additif dans les soins de la peau et les produits cosmétiques anti-rides d'Estée Lauder sous la marque Resilience® [200]. Cependant, le membre le plus étudié de cette classe de composés pour leur activité anti-inflammatoire était la pseudoptérosine A (34) (Figure 6), qui inhibait la phagosomeformation et déclenchait la libération de calcium intracellulaire par un mécanisme impliquant sa liaison au récepteur couplé aux protéines G [201 ]. D'autres pseudoptérosines avec une activité anti-inflammatoire exceptionnelle ont également été identifiées et sont suggérées pour inhiber la synthèse des leucotriènes et la dégranulation des neutrophiles humains [122].

3.2.3. Composés dérivés du concombre de mer

Les concombres de mer sont également riches en composés bioactifs tels que les saponines, le sulfate de chondroïtine, le collagène, les vitamines, les acides aminés, les phénols, les glycosides triterpéniques, les caroténoïdes, les peptides bioactifs, les minéraux, les acides gras et la gélatine. Parmi les bienfaits de la mer pour la santé, les concombres sont des propriétés cicatrisantes, neuroprotectrices, antitumorales, anticoagulantes, antimicrobiennes et antioxydantes [202]. Les extraits de concombre de mer sont riches en vitamines A, B1 (thiamine), B2 (riboflavine), B3 (niacine) et en minéraux (calcium, magnésium, fer, zinc, sélénium, germanium, strontium, cuivre, manganèse) qui peuvent être utilisés commecosméceutiquesounutricosmétique. Les vitamines et les minéraux contenus dans les extraits de concombre de mer sont faciles à absorber et à fournir de l'humidité tout en stimulant la rénovation des cellules cutanées endommagées [6]. L'étude menée sur l'extrait de concombre de mer rouge (Stichopus japonicus) a montré une inhibition remarquable de la mélanogenèse dans le mélanome et inhibe l'expression de la tyrosinase et des protéines apparentées à la tyrosinase (TYRP-1 et TYRP-2). Yoon et al. ont démontré que la fraction d'acétate d'éthyle de l'extrait de S. japonicus inhibait la mélanogenèse dans les cellules de mélanome murin, diminuant le niveau de protéine de l'isoforme spécifique des mélanocytes des gènes liés à la tyrosinase [203]. L'évaluation des effets de blanchiment de la peau des extraits de Sanguisorba officinalis et de Stichopus japonicus a montré que l'extrait de S. japonicus présentait une inhibition de 61,78 % de l'activité de la tyrosinase, tandis que le mélange des deux extraits présentait une inhibition de 59,14 %. ont montré une inhibition notable de la mélanogénèse dans le mélanocyte des cellules du clone M-3 [204]. Il a été démontré qu'une fraction glycoprotéique de S. japonicus bouilli améliore l'activité inhibitrice de la tyrosinase de 50 % [205]. L'inhibition de la tyrosinase présentée par les extraits bioactifs des espèces d'holothuries en fait des cosméceutiques prometteurs pour blanchir la peau avec de nombreux avantages tels qu'une faible cytotoxicité, une sécurité élevée et une large acceptation.

Un autre aspect important des concombres de mer est leur quantité considérable de nouveaux polysaccharides sulfatés, qui ont un grand potentiel pour le développement de produits cosméceutiques et pharmaceutiques. Les polysaccharides sulfatés isolés de la paroi corporelle des concombres de mer, appelés sulfates de chondroïtine fucosylés (FuCS), sont structurellement différents des polysaccharides isolés d'autres invertébrés, vertébrés et algues [206]. La quantité élevée de ces glycanes sulfatés peut être séparée en trois fractions : la première fraction contient une quantité élevée de fucose, la seconde contient principalement du fucoïdane (23) (Figure 4) et la troisième contient une forte proportion d'acide glucuronique (38) [206 ].FuCS ont été isolés de plusieurs espèces d'holothuries, y compris Ludwigothurea grisea, Pearsonothuriagraeffei, Holothuria vagabunda, H. edulis, H. Nobilis, Stichopus tremulus, S. japonicus, Isostichopus badionotus, Thelenata ananas, Apostichopus japonicas, Acaudina molpadioidea et Athyonidium chilensis . Structurellement, les FuCS sont composés d'unités répétitives d'acide -d-glucuronique (38) et de N-acétyl- -d-glucosamine (39)(Figure 7) [207,208]. Il a été rapporté que le fucoïdane de concombre de mer (Figure 4) présente de nombreuses activités biologiques [209, 210]. Par exemple, le fucoïdane (23) de Thelenota ananas s'est avéré posséder une activité significative de piégeage des radicaux superoxydes, qui est améliorée avec l'augmentation de la teneur en sulfate. De plus, une 2-O-sulfatation supplémentaire dans un résidu spécifique augmente l'effet de piégeage des radicaux, suggérant que l'activité antioxydante du fucoïdane (23) dérivé de T. ananas dépend du schéma de sulfatation et pas simplement de la teneur en sulfate [211 ]. De plus, la teneur en sulfate et la caractéristique structurelle du fucoïdane (23) (Figure 4) ont une relation profonde avec ses propriétés biologiques. Le fucoïdane (23) isolé de S. japonicus, I. badionotus et L. grisea a montré des activités biologiques intéressantes qui peuvent être exploitées commecosméceutiques[209]. Comme le fucoïdane (23) pourrait augmenter l'activité MMP1 dans la peau humaine, il peut être utilisé comme agent anti-âge pour prévenir la formation des rides et le photovieillissement de la peau pour les produits cosmétiques [209, 210].

Il a été rapporté que les concombres de mer contiennent de grandes quantités de collagène et de mucopolysaccharides qui sont relativement sûrs par rapport au collagène animal [42,57]. La protéine totale de la paroi corporelle des holothuries contient environ 70 % de fibres de collagène insolubles, qui peuvent être converties en gélatine après hydrolyse. Les fibres de collagène sont difficilement solubles en raison des liaisons croisées intermoléculaires formées par les télopeptides non hélicoïdaux des molécules de collagène adjacentes, alors que la gélatine est une protéine soluble obtenue par hydrolyse partielle du collagène [212, 213]. Les études sur le collagène de concombre de mer se sont principalement concentrées sur les fonctions de ses peptides bioactifs hydrolytiques, y compris les activités de réparation des tissus endommagés, antitumorales, antioxydantes et inhibitrices de l'enzyme de conversion de l'angiotensine. En raison de leur propriété antioxydante, les fibres de collagène ont été utilisées dans les produits de soin de la peau [214]. Un autre groupe de constituants des concombres de mer est les saponines [215]. Ces composés jouent un rôle important dans la défense chimique et possèdent un large spectre d'activité pharmacologique. La majorité des holothuries sont généralement des glycosides triterpéniques de type holostane [215]. Certaines saponines peuvent diminuer les pellicules et atténuer le psoriasis lorsqu'elles sont appliquées localement, en plus de diminuer l'hyperpigmentation, la rosacée, de renforcer les vaisseaux sanguins et d'améliorer la pénétration de l'eau. Étant donné que la majorité des études de recherche sur l'activité pharmacologique ont été menées sur les saponines végétales, des recherches plus approfondies sur les saponines des concombres de mer sont nécessaires pour vérifier si elles ont les mêmes effets bénéfiques que leurs homologues végétaux.

Le concept écologique joue également un rôle fondamental dans la recherche de composés bioactifs utiles pourcosméceutiqueset nutricosmétique. Un exemple de ceci est une observation selon laquelle les MAA ont un rôle protecteur dans de nombreux organismes marins tels que les holothuries, en particulier le concombre de mer noir Holothuriaatra [216], où ils se produisent principalement dans ses tissus épidermiques. Le tissu épidermique de H. atra contient des quantités variables de plusieurs MAA tels que la mycosporine-glycine (40), l'asterina-330 (41), la shinorine (42), la Porphyra-334 (43), la palythine (44) , et palythinol (45) (Figure 7), alors que les ovaires mûrs et les juvéniles couvés de Cucumaria Ferrari contiennent des quantités modérées de mycosporine-gly (40), de shinorine (42), de Porphyra-334 (43) et de palythine ( 44) [217]. Il a été constaté que les formulations d'écran solaire contenant des liposomes de Porphyra -334 (43), obtenus à partir d'holothuries, diminuaient l'oxydation des lipides cutanés et les paramètres de vieillissement cutané tels que la faible élasticité, la profondeur des rides et la rugosité. Lors de l'irradiation, les intermédiaires réactifs n'ont pas été produits par Porphyra -334 (43), ce qui suggère que ce composé a transformé le rayonnement UV absorbé en énergie thermique inoffensive [218]. Des extraits de certaines espèces d'holothuries, en particulier S. hermanni, H. fuscogilva, A. mauritiana, A. crassa, B. vitiensis, B. tenuissima, P. graeffei, B. cousteaui, H. atra, H. leucospilota et H. Nobilis ont présenté une activité antibactérienne puissante [219,220]. Le rapport a montré que la -cryptoxanthine (46), la xanthophylle (47) (Figure 7) et le -carotène (7) (Figure 2 ), isolée de l'holothurie égyptienne H. scabra, a montré une forte activité antibactérienne contre S. aureus (ATCC 6538) [219]. Cette découverte peut être importante pour l'utilisation d'extraits de concombre de mer contenant des caroténoïdes afin de prévenir la contamination microbienne dans les cosmétiques qui peut entraîner la détérioration des produits et présenter un risque sérieux pour les consommateurs [221].

Comme mentionné précédemment, certains métabolites bioactifs des concombres de mer peuvent induire la réparation des tissus et améliorer le processus de cicatrisation. Il a été rapporté que les GAG du tissu tégumentaire de S. vastus et S. hermanni ont exercé des propriétés cicatrisantes chez le rat [123, 222]. Masré et al. ont rapporté qu'une partie du tégument de l'holothurie avait la teneur totale en GAG O-sulfaté la plus élevée, suivie par les organes internes et le liquide cœlomique [222].

3.3. Composé dérivé de micro-organismes marins

Les micro-organismes marins, y compris les champignons, les protistes ressemblant à des champignons et les bactéries ont attiré une grande attention en tant que producteurs potentiels de composés principaux [223, 224]. Malgré un nombre relativement restreint d'espèces de ces organismes étudiées jusqu'à présent, des milliers de composés ont été isolés et identifiés, parmi lesquels seul un petit pourcentage a été étudié pour leur potentiel en tant que produits commercialement utiles [225]. Quoi qu'il en soit, la popularité des ingrédients marins a fait craindre que l'approvisionnement à grande échelle ou des méthodes de production non durables ne perturbent les écosystèmes marins déjà mis à rude épreuve. Étant donné que de nombreux micro-organismes marins sont cultivables et peuvent être cultivés dans des fermenteurs, ils présentent un grand avantage en tant que ressources durables pour produire des composés de grande valeur [226].

3.3.1. Composés dérivés de microalgues

La diversité des microalgues en fait une riche source de composés bioactifs avec des applications potentielles comme nutraceutiques etcosméceutiques. Les microalgues constituent également des produits alimentaires majeurs, principalement pour l'alimentation animale en raison de leur teneur en acides gras, tocophérols, stérols, protéines, glucides, vitamines, minéraux, antioxydants et pigments (par exemple, chlorophylle et caroténoïdes) [227]. Les microalgues, y compris les espèces Chlorella, Spirulina, Dunaliella et Odontella ont également été utilisées comme ingrédients dans les cosmétiques [33]. Sur le plan decosméceutiques, les microalgues présentent un grand intérêt car certaines d'entre elles synthétisent des substances qui absorbent les rayons UV, ce qui peut prévenir la détérioration de la MEC dermique, les rides, le laxisme, la rugosité et la pigmentation marbrée de la peau. Par exemple, la scytonémine (6) (figure 2), pigment de protection solaire cyanobactérien, absorbe les rayons UVA/UVB plus efficacement qu'une formulation commerciale [228]. La scytonémine (6) est produite par plusieurs cyanobactéries telles que Nostoc sp.,Calothrix crustacean ou Chlorogloeopsis sp. [229]. Un autre pigment de protection UV est le -carotène (7) (Figure 2), le principal caroténoïde produit par la microalgue halotolérante Dunaliella salina, qui peut produire plus de 10 % de -carotène (7) de son poids sec [230]. Un autre caroténoïde bien connu produit par les microalgues est l'astaxanthine (33) (Figure 6). Ce composé a été largement étudié pour ses effets bénéfiques sur la santé de la peau ainsi que pour ses effets photoprotecteurs contre les rayons UV [231]. Comme l'astaxanthine (33) peut améliorer la santé de la peau en influençant les différentes étapes de la cascade de dommages oxydatifs, en plus de supprimer divers médiateurs inflammatoires [232], il était donc considéré comme un puissant antioxydant et un excellent agent anti-inflammatoire. De plus, il présente également des propriétés immunomodulatrices et de réparation de l'ADN, ce qui soutient davantage son utilisation pour maintenir la santé de la peau et prévenir les dommages cutanés [231]. Haematococcus Pluvialis accumule de grandes quantités d'astaxanthine(33), et il est considéré comme la principale source naturelle pour la consommation humaine. En raison d'une énorme demande d'astaxanthine (33) en tant que cosméceutique/nutricosmétique, la production durable d'astaxanthine (33) parH. Pluvialis a déjà atteint une échelle industrielle [233].

D'autres caroténoïdes tels que la lutéine (48), la canthaxanthine (49), le lycopène (50) et la zéaxanthine (51) (Figure 8) ont également gagné en importance dans les secteurs de la santé et des cosmétiques [38]. Il a été démontré que la lutéine (48) protège les couches épidermiques et dermiques de la peau contre les dommages oxydatifs induits par les UV, en particulier en combinaison avec d'autres substances antioxydantes et immunoprotectrices [234]. Les microalgues possèdent également une propriété hydratante qui peut améliorer et maintenir la fonction barrière de la peau. peau, cheveux, etc., en les gardant dans une apparence saine. Par exemple, certaines protéines et leurs hydrolysats de Spirulina sp. confèrent une propriété hydratante aux produits capillaires assurant la rétention d'eau, et ils sont recommandés pour la dermatite atopique ou d'autres affections cutanées sèches [144,235]. pour la peau et les cheveux [236,237]. L'acide alguronique est un autre cosméceutique marin émergent à application topique pour les cosmétiques de soin de la peau. L'acide alguronique n'est pas un composé pur mais un nom commercial créé pour un mélange indéterminé de polysaccharides produits par des microalgues par "Solazyme" (actuellement TerraVia Holdings, Inc.). En 2011, l'acide a été introduit sur le marché en tant qu'ingrédient actif dans un produit commercial appelé Algenist anti-agingskincare formula [79].

L'extrait pur de la microalgue marine Nannochloropsis oculata contient de la zéaxanthine (51) (Figure 8) et des lipides contenant des AGPI riches en EPA (22) (Figure 4) [238,239]. L'extrait de cette microalgue, cultivé dans des photobioréacteurs spéciaux où ils sont exposés de manière optimale à la lumière et au CO2, a été licencié pour un ingrédient naturel de soin de la peau PEPHA®-TIGHT [240] pour une formulation anti-âge tirant parti d'une combinaison duanti-tyrosinaseet les propriétés antioxydantes de la zéaxanthine (51) et un effet hydratant de l'EPA (22).

L'extrait de diatomée marine Phaeodactylum tricornutum, riche en fucoxanthine (19) (Figure 3) [241] et en AGPI ω-3 tels que l'EPA (22) et le DHA (21) (Figure 4) [242], a été trouvé pour favoriser l'activité de la protéasome dans les cellules de la peau, en particulier les kératinocytes, les fibroblastes ou les mélanocytes. Cet extrait peut protéger la peau des effets néfastes de l'exposition aux rayons UV en plus d'améliorer l'élasticité et la fermeté de la peau. Elle peut retarder l'apparition des rides et/ou réduire leur profondeur [243]. L'extrait de P. tricornutum est utilisé comme ingrédient dans deux crèmes de soin anti-âge et revitalisantes, la Depollutine® et la Megassane® [244].

Extraits de diatomées Thalassiosira sp. et Chaetoceros sp. et des microalgues Chlorococcum sp. et Monodus sp., qui contiennent de la fucoxanthine (19) et d'autres pigments caroténoïdes [245–247] et des AGPI ω-3 tels que le DHA (21) et l'EPA (22) [248,249], sont proposées pour des formulations destinées à prévenir la chute des cheveux, car elles pourraient moduler la mélanogénèse des cheveux et de la peau, améliorer et stimuler la différenciation des kératinocytes, la prolifération des mélanocytes et la croissance des cheveux et des follicules pileux [250].

3.3.2. Composés dérivés de bactéries marines

Les bactéries marines sont abondantes à la surface de la mer mais leur nombre diminue avec l'augmentation de la profondeur et la plupart d'entre elles sont associées à des particules organiques ou à des zooplanctons comme substrat. Les bactéries marines sont des producteurs prolifiques de métabolites secondaires pour leur propre défense contre d'autres micro-organismes car ils prospèrent dans les climats océaniques rigoureux, et ces métabolites secondaires peuvent constituer une bonne source de composés bioactifs [223]. Un grand nombre de métabolites secondaires bioactifs bactériens ont une forte valeur commerciale et ont trouvé leur place dans les industries pharmaceutiques et cosmétiques [5]. En effet, de nombreux composés dérivés de bactéries marines tels que les alcaloïdes, les peptides, les protéines, les lipides, les mycosporines et les MAA, les glycosides et les isoprénoïdes présentent des activités photoprotectrices, anti-âge, antimicrobiennes, antioxydantes et hydratantes [251].

Parmi les composés bioactifs à activité anti-âge d'origine marine, les polysaccharides (PS) sont l'un des produits cosméceutiques les plus exploités [252], et les bactéries sont les organismes les plus favorables à la production de PS supérieurs [253]. Deepsane, un exopolysaccharide dérivé de la bactérie marine Alteromonas macleodii, est commercialisé sous le nom d'Abyssine® [1] pour apaiser et réduire l'irritation des peaux sensibles face aux agressions chimiques, mécaniques et UV [254,255]. Un mélange de PS de Pseudoalteromonas sp., isolé des eaux antarctiques, est incorporé dans la formulation de produits anti-âge. Ce mélange, obtenu par fermentation, est capable d'augmenter la synthèse du collagène I, contribuant à l'amélioration des propriétés structurelles de la peau [254]. Une bactérie marine de source hydrothermale profonde, Vibrio diabolicus, produit un exopolysaccharide HE 800 (52) (Figure 9) qui est structurellement analogue à l'acide hyaluronique (53) (Figure 9), avec des fonctions uniques qui stimulent la structuration du collagène [256].

Deux caroténoïdes rares ayant une activité antioxydante pertinente, la saproxanthine (54) et le myxol (55) (Figure 9) ont été isolés à partir de nouvelles souches de bactéries marines appartenant à la famille des Flavobacteriaceae. L'ajout de saproxanthine (54) ou de myxol (55) aux cosmétiques pourrait aider à renforcer les membranes biologiques, à diminuer la perméabilité à l'oxygène et à améliorer la protection contre l'oxydation. Fait intéressant, l'activité antioxydante de la saproxanthine (54) et du myxol (55) est même supérieure à celle de la zéaxanthine (51) (Figure 8) et du -carotène (7) (Figure 2) [257]. L'astaxanthine (33) (Figure 6) est également produite par certaines bactéries d'origine marine telles que Paracoccus sp. [258] et Agrobacterium sp. [259].

Le chlorure de méthylène, produit par de nouvelles espèces de bactéries marines (Pseudomonas sp.), peut réduire la pigmentation des mélanocytes humains et des cellules cutanées en culture en inhibant l'expression de la tyrosinase [260]. Les analogues de la N-acyldéhydrotyrosine, les acides thalassotaliques A (56), B (57) et C (58)(Figure 9), isolés de la bactérie marine Thalassotalea sp., obtenue à partir d'un bivalve, ont montréanti-tyrosinaseactivité. Fait intéressant, leanti-tyrosinasel'activité de l'acide thalassotalique A (52) est comparable à celle du composé témoin utilisé dans le commerce, l'arbutine (1) (Figure 1). Les auteurs ont suggéré que la présence d'un acide carboxylique et d'une chaîne aliphatique linéaire contribue à une augmentation de l'inhibition enzymatique au sein de cette classe structurale de composés [261]. Un autre composé dérivé de bactéries est l'ectoïne ou l'acide 1,4,5,6-tétrahydro-2-méthyl-4-pyrimidinecarboxylique (59) (Figure 9), qui est un osmo-protecteur produit par plusieurs bactéries. espèces en réponse au stress osmotique [262]. L'ectoïne (59) a été isolée pour la première fois à partir d'Ectothiorhodospira halochloris mais a également été isolée à partir d'autres bactéries halophiles telles que - et - protéobactéries et certains Actinobacteridae sous des concentrations élevées de sel [263]. Ce composé améliore l'hydratation de la surface cellulaire en augmentant l'espacement intermoléculaire et en stimulant la mobilité des groupes de tête lipidiques dans la membrane cellulaire [262], et il est bien toléré par l'homme [264-266]. Ainsi, l'ectoïne (59) est un hydratant efficace à long terme qui prévient la déshydratation de l'épiderme [262, 267]. Il réduit également l'inflammation cutanée et est actuellement à l'étude pour le traitement de la dermatite atopique modérée [264].

Les esters d'acides gras sont des ingrédients courants dans les formulations cosmétiques en tant qu'émollients et émulsifiants naturels [79]. Bien que de nombreux esters d'acides gras actuellement utilisés dans les cosmétiques soient obtenus à partir de plantes supérieures, certaines bactéries peuvent également produire des esters d'acides gras uniques. Ainsi, l'oléate d'éthyle (60) (Figure 9), largement utilisé dans de nombreux produits cosmétiques comme émollient et parfumant, a également été obtenu à partir d'actinomycètes Nocardiopsis dassonvillei, qui est un symbiote de l'éponge marine Dendrilla nigra. Ce composé s'est également révélé anti-inflammatoire activité [268]. Par conséquent, l'oléate d'éthyle (60) pourrait être un cosméceutique multifonctionnel potentiel pour les produits de soin de la peau pouvant être produits de manière durable. De nombreux Actinomycetes sp. et Streptomyces sp. ont également été étudiées en tant que sources renouvelables de caroténoïdes pour les produits biotechnologiques tels que les pigments naturels de qualité alimentaire et cosmétique [269, 270].

3.3.3. Composés dérivés de champignons marins

Plusieurs champignons d'origine marine produisent des métabolites secondaires à potentiel cosméceutique. Les alcaloïdes benzodiazépines, les circumdatines I (61), C (62) et G (63) (Figure 10) ont été isolés de la culture du champignon associé aux éponges marines Exophiala sp. (Famille : Herpotrichiellaceae) a montré une activité protectrice contre les UVA plus puissante que le témoin positif oxybenzone (64) (Figure 10), qui est actuellement utilisé dans les formulations de crèmes solaires [272]. Myrothénone A (65) et 6-n-pentyl{{ 13}}pyrone (66) (Figure 10), isolée de la culture du champignon algicoleux Myrothecium sp. qui a été obtenu à partir de l'algue verte marine Enteromorpha compressa, présentait une plus forteanti-tyrosinase(IC{{0}}.6 et 0,8 µM, respectivement) que l'acide kojique (3, IC50=7.7µM) [273]. La culture du champignon Botrytis sp., isolée de la surface de l'algue rouge Hyalosiphonia caespitosa, garnie de 6-[(E)-hept-1-ényl]- -pyrone (67) (Figure 10), qui présentait également desanti-tyrosinaseactivité que l'acide kojique (3) [274]. La culture du Trichoderma viridae H1-7 dérivé des sédiments marins a produit de l'homothaline II (68) (Figure 10), qui est un inhibiteur compétitif de la tyrosinase du champignon. Ces composés semblaient inhiber l'enzyme en se liant à un site actif de cuivre de l'enzyme [275].Bien que seuls quelques métabolites de champignons marins aient fait leur chemin dans le monde cosmétique, un brevet d'agent blanchissant pour la peau, le chrysophanol (69) (Figure 10), extrait du champignon algicole Microsporum sp.(MFS -YL), a été déposé aux USA (brevet US 20140056834A1) [10]. En ajoutant le facteur de stress abiotique, CuCl2, à la culture du champignon d'origine marine Pestalotiopsis sp. Z233, isolé de l'algue marine Sargassumhorneri, deux sesquiterpènes non signalés auparavant, 1 , 5 , 6 , 14-tétraacétoxy-9 -benzoyloxy- 7 H-eudesman-2 , {{25} }diol (70) et 4 , 5 -diacétoxy-9 -benzoyloxy-7 H-eudesman-1 , 2 , 11, 14-tétrol(71) ont été obtenus ( Figure 10). Les composés 70 et 71 ont présenté une activité inhibitrice contre la tyrosinase de champignon avec des valeurs IC50 de 14,8 µM et 22,3 µM, comparables à celle de l'acide kojique (3,IC50=21.2 µM) [276]. Un bouillon de culture du champignon marin Alternaria sp., isolé de la surface de l'algue verte amarine Ulva pertusa, a produit deux dérivés de l'acide kojique, à savoir l'éther diméthylique de l'acide kojique (72) et l'éther monométhylique de l'acide kojique (73), ainsi que le phomaligol A (74) (Figure 10) ; cependant, seul l'acide kojica a affichéanti-tyrosinaseactivité [277].

Le squalène (75) (Figure 10), qui a été obtenu à l'origine à partir d'huile de foie de requin, peut également être obtenu à partir de micro-organismes tels que les Protista Thraustochytriales. En tant que lipide courant produit par les glandes sébacées, le squalène (75) joue un rôle important dans la lubrification topique de la peau ainsi que dans la structure et la protection cellulaires. Ainsi, le squalène (75) est utilisé en cosmétique pour garder la peau hydratée. Les crèmes hydratantes contenant du squalène (75) sont non toxiques, non irritantes et non sensibilisantes tout en offrant des propriétés antistatiques et émollientes [278]. D'autre part, les acides gras sont connus non seulement pour leur utilisation en tant que compléments alimentaires, mais aussi pour leur large spectrecosméceutiquesen raison de leur rôle dans la réparation des tissus mous et la nutrition de la peau grâce à la stimulation de la production de collagène ainsi qu'aux propriétés anti-inflammatoires et cicatrisantes [279]. Les thraustochytrides, ou protistes ressemblant à des champignons, ont été explorés pour la production industrielle d'AGPI tels que le DHA (21), l'EPA (22) (Figure 4) et le docosapentaénoïque (DPA) (76) (Figure 10) en raison de leur production élevée par unité de biomasse [280,281]. En particulier, les espèces appartenant à Schizochytrium, Aurantiochytrium et Ulkenia, de la famille des Thraustochytriaceae, sont les principales productrices de DHA (21) [282]. Les huiles riches en DHA des Thraustochytrides sont actuellement sur le marché en tant que nutraceutiques ; cependant, ils ont également un grand potentiel en tant que cosmétiqueeutique et nutricosmétique [283]. Les Thraustochytrides tels que Thraustochytriidae sp. ONC-T18, CHN-1, Ulkenia sp.AS4-A1 et Aurantiochytrium sp. KH105) produisent également des caroténoïdes, notamment -carotène (7) (Figure 2), astaxanthine (33) (Figure 6), canthaxanthine (49) et zéaxanthine (51) (Figure 8), phénicoxanthine (77) et échinenone (78 ) (Figure 10), qui peuvent être utilisés comme ingrédients photoprotecteurs et antioxydants dans différentes formulations cosmétiques [283].

Un octapeptide linéaire hautement N-méthylé RHM1 (79) (Figure 10), isolé de la culture d'un Acremonium sp. d'origine marine, qui a été obtenu à partir d'une éponge marine non identifiée de Papouasie-Nouvelle-Guinée, a montré une activité antibactérienne contre S. epidermidis, qui est un agent causal de l'acné [105]. Une autre classe de métabolites fongiques avec une myriade d'activités biologiques est celle des méroterpénoïdes. Récemment, Zhang et al. [284], dans leur recherche de métabolites secondaires bioactifs issus de la culture d'un champignon associé aux éponges marines Penicillium brasilianum WZXY-m122-9, ont isolé une série de méroterpénoïdes, qu'ils ont nommés brasilianoïdes A–F (80–85) (Figure 10). Fait intéressant, seuls 80 ont montré une stimulation significative de l'expression de la filaggrine, qui est un facteur hydratant naturel essentiel qui maintient la capacité de réguler la barrière d'hydratation de la peau [285], et de la caspase-14, qui est responsable du contrôle de la TEWL et de la sensibilité à Dommages UVB [286]. Ainsi, ce composé est le premier exemple de produit naturel pouvant être utilisé pour favoriser la protection des dommages cellulaires induits par les UVB, suggérant qu'il peut avoir un grand potentiel en tant que cosméceutique pour les soins de la peau et pour le traitement des maladies dermatologiques [284].

3.3.4. Composé dérivé de levures

Plusieurs genres de levures, à savoir Rhodotorula, Phaffia et Xanthophyllomyces sont connus pour produire de l'astaxanthine (33) (Figure 6) [11]. Bien que les levures produisent des quantités inférieures d'astaxanthine (33) par rapport à d'autres organismes tels que les algues, elles présentent plusieurs avantages par rapport à d'autres organismes, car elles ont des taux de croissance plus élevés, des conditions de culture plus faciles et peuvent être génétiquement modifiées ou par découverte de gènes cibles pour augmenter la production de caroténoïdes. taux [287–289].

4. Perspectives futures et conclusions

Alors que la génération des baby-boomers entre dans son âge avancé, le désir de paraître plus jeune et en meilleure santé est devenu la priorité mondiale. L'influence des médias sociaux pour informer la population et la diffusion efficace de la recherche scientifique ont fait prendre conscience du risque d'utilisation de nombreux produits chimiques dans les médicaments et les cosmétiques ainsi que des avantages pour la santé des composés obtenus à partir de ressources naturelles. Ainsi, ce millénaire est marqué par des procédés respectueux de l'environnement et l'utilisation de substances naturelles. Car alternative à la "technologie verte", la biotechnologie marine ou "bleue" s'impose en proposant une myriade de produits naturels introuvables en milieu terrestre et aux propriétés biologiques et pharmacologiques inédites. Si le secteur pharmaceutique a été pionnier dans l'exploitation des richesses des océans, les secteurs cosmétique et nutraceutique portent désormais plus d'attention aux milieux marins.

Bien que certains produits d'origine marine aient déjà fait leur apparition sur le marché, le nombre de ces produits est encore très timide au regard de l'immensité de la mer et des découvertes à venir. Par exemple, jusqu'en 2012, seuls trois types de composés issus d'algues marines étaient exploités commercialement, à savoir les alginates, l'agar et le carraghénane. Cela démontre qu'il existe encore de nombreux composés marins, en particulier de petites molécules, qui peuvent être exploités commecosméceutiquesetnutricosmétique. Cependant, plus d'efforts pour l'isolement et la caractérisation des produits pour découvrir les pharmacophores, les modifications moléculaires, l'évaluation de leurs propriétés pharmacologiques et leur innocuité, l'amélioration de la qualité des produits, et surtout, plus d'investissements en R&D sont nécessaires. Il est intéressant de mentionner également que ces ressources marines sont encore mal exploitées en raison de certaines limitations inhérentes. D'abord et avant tout, la quantité des composés isolés à partir de matériaux biologiques, qui sont normalement collectés dans les environnements marins, est très faible et rend ainsi difficile la poursuite d'essais biologiques et de développement. Deuxièmement, les variations de leurs produits sont influencées par les changements environnementaux auxquels sont exposés les organismes marins. Il est donc nécessaire de trouver un moyen durable tel que l'élevage d'organismes marins dans des conditions optimales pour récolter des métabolites bioactifs à utiliser comme ingrédients actifs, excipients et additifs. Dans cet aspect, la biotechnologie microbienne peut être considérée comme une voie prometteuse pour obtenir une bonne quantité de composés de haute valeur commecosméceutiqueset nutricosmétique.

cistanche a une fonction de blanchiment de la peau