Présentation

Le GDR 3711 COSM'ACTIFS  est décliné en 4 axes de recherche identifiés (Sourcing ; Formulation et Vectorisation ; Cibles et Modèles Biologiques ; Innocuité et Conservation) qui seront en très fortes interactions comme le représente le schéma suivant:

Les axes du GDR COSM'ACTIFS

Axe 1 : Sourcing : Bioactifs/ingrédients

Verrous déjà identifiés :

  • Valoriser la biomasse végétale; minimiser l’impact environnemental; maintien de la biodiversité
  • Développer de nouvelles technologies vertes et innovantes pour la production d’extraits et/ou l’extraction de molécules d’origine végétale. Utilisation de solvants verts (huiles végétales, CO2, eau subcritique)
  • Développer de nouveaux outils couplés séparation/identification pour caractériser les extraits et/ou les molécules extraites;
  • Développer de nouvelles voies d’accès éco-responsables aux composés d’intérêt pour pallier les faibles teneurs en ressources naturelles (hémisynthèse et biotechnologies blanches, vertes)
  • Catalyseurs métalliques issus de plantes métallopytesl pjytoremédiations

Contraintes : stricte application des normes REACH, respect du protocole de NAGOYA

Problématiques abordées :

  • Innover dans l’obtention et dans la qualité des matières premières :
    Pour l’élaboration de nouveaux produits cosmétiques une question demeure primordiale, il s’agit de celle du « sourcing » qui s’entend aussi bien en termes d’approvisionnement en matière première, d’origine végétale ou d’autres organismes producteurs de molécules d’intérêt, qu’en termes de disponibilité d’ingrédients par l’optimisation et l’innovation des procédés d’extraction à partir de cette matière première. Si traditionnellement et encore aujourd’hui, une part essentielle des ressources est produite et extraite à partir de matières premières cultivées, majoritairement d’origine végétale, les biotechnologies ont fait une percée fulgurante dans ce domaine et sont devenues un véritable credo à la fois des industriels de la cosmétique mais aussi des consommateurs. Issus de la pharma, les procédés de biotechnologies apparaissent aussi comme une nouvelle source d'innovation pour les acteurs de l'industrie cosmétique. Ils reposent sur l’utilisation du vivant sous toutes ses formes (cellules, organes, enzymes et gènes) et englobent aussi bien la production de matière première, biomasse ou biomolécules, que le développement (i) de nouveaux procédés de production pour générer de nouveaux métabolites non produits naturellement chez le végétal, ou (ii) de nouveaux procédés d’extraction, comme par exemple la mise en place d’extractions assistées par des enzymes à partir d’extrait végétaux dans des bioréacteurs à basse température et sans apport d’acide. Ces principes s’inscrivent dans les avantages de la chimie verte pour lesquels les industriels de la cosmétique sont très attentifs.
  • Innover dans les procédés d’extraction et d’identification des bioactifs :
    Parmi les différentes étapes qui conduisent à l’identification de nouvelles molécules bioactives à partir du végétal, l’étape d’extraction, qui a pour but la désorption des molécules d’intérêt des sites actifs de la matrice végétale, est primordiale car elle détermine la nature et la quantité des molécules extraites et donc le succès des étapes suivantes. Les tendances actuelles dans l’optimisation des méthodes d’extraction font appel à des méthodes minimisant l’utilisation de solvants organiques d’origine pétrolière mais aussi permettant une intensification de ces procédés et une production rentable d’extraits de grande qualité. Elles tentent de répondre aux soucis de la protection de l’environnement et du respect des règles sanitaires. C’est ainsi que nous nous attacherons plus particulièrement aux développements de technologies vertes et innovantes pour la production d’extraits et/ou l’extraction de molécules d’origine végétale en faisant intervenir des fluides compressés et des solvants verts (CO2, eau subcritique, huiles végétales…). L’accent sera mis également sur le développement de nouveaux outils couplés séparation/fractionnement/identification pour caractériser les extraits et/ou les molécules extraites.
  • Innover dans les ingrédients d’origine naturelle ou bioproduit :
    Dans l’objectif de substituer certains produits même naturels mais portant à discussion quant à leur impact écologique ou sur la santé (comme par exemple l’huile de palme, les conservateurs type parabènes…) il s’agit aujourd’hui de pouvoir proposer aux industriels de la cosmétique de nouveaux ingrédients aux activités équivalentes, voire plus efficaces ou nouvelles. Pour ce faire, il faut donc accéder à de nouveaux actifs et ingrédients de substitution soit totalement d’origine naturelle (criblage de nouvelles plantes, criblage de novo de plantes connues mais sur la base de nouveaux tests), soit obtenue par chimie (hémisynthèse ou produits de synthèse comme les peptides ou protéines) ou par modification chimique de molécules déjà actives que l’on veut rendre plus performantes (glycochimie)

 

Axe 2 : Formulation et vectorisation

Verrous déjà identifiés :

  • Nouvelles formulations avec efficacité et qualités organoleptiques accrues
  • Nouveaux conservateurs, stabilisants et agents de texture (tensioactifs, bio-polymères…) d'origine naturelle ou bio-sourcés (en lien avec l’axe 1)
  • Emulsion sans tensioactif (préparation par ultra-sonication, émulsions Pickering…)
  • Nouveaux procédés innovants et/ou économes en temps et en énergie pour la formulation et la caractérisation physico-chimique : (microfluidique, sonication (vide supra)….).

Verrous « Emergents » :

  • Alternative aux émulsions conventionnelles (utilisation d’hydrotropes, émulsions sèches…)

Problématiques abordées :

  • Dans le domaine des émulsions :
    la formulation et la physico-chimie des émulsions est bien connue mais principalement avec des stabilisants de synthèse. Les nouveaux défis obligent à rechercher de nouvelles formulations, notamment avec des stabilisants naturels ou bio-sourcés, et de nouveaux outils de préparation et d’étude des émulsions. Ces recherches doivent être couplées à des études physico-chimiques (stabilité) et biologiques (performances et mécanisme d’action en relation avec les axes 3 et 4).
  • Dans le domaine de l’encapsulation-vectorisation :
    La réponse aux défis actuels de la filière passe par la recherche de nouveaux vecteurs (supports) bio-compatibles à efficacité (taux d’encapsulation, relargage contrôlé et progressif) et stabilité accrues qui permettent, le cas échéant, un ciblage localisé et qui offrent la possibilité d’étudier leur activité, performance et mécanisme d’action en relation avec les axes 3 et 4.

On peut proposer les approches suivantes :

  • Nouveaux systèmes vésiculaires: vésicules catanioniques, polymersomes …
  • Nanovecteurs : nano-matériaux hybrides poreux biocompatibles, supports nanoparticulaires à base de polymères bio-compatibles (notamment bio-polymères, polymères bio-sourcés).

Contraintes : nouveau Règlement Européen cosmétique 1223/2009 pour la mise sur le marché des produits cosmétiques, des matières premières et des emballages.

 

Axe 3 : Cibles et Modèles Biologiques

Verrous déjà identifiés :

  • Développer des méthodes scientifiquement valables et alternatives à l’expérimentation animale pour être en conformité avec la nouvelle réglementation européenne sur les produits cosmétiques
  • Développer de nouveaux modèles biologiques plus proches de la peau humaine et prenant en compte :
    • les différents types cellulaires (mélanocytes, cellules endothéliales) et leur coopération dans l’homéostasie de la peau,
    • les différences de peau selon les parties du corps (peau fine, épaisse, muqueuse, soumise à friction) et selon les types (peau caucasienne, asiatique, …)
  • Développer les connaissances fondamentales sur la biologie de la peau nécessaires pour élaborer de nouvelles stratégies en dermocosmétique, glycobiologie cutanée par exemple (actifs, vectorisation, ciblages, etc.)
  • Améliorer les techniques d’imagerie pour évaluer l’efficacité des actifs directement sur la peau

Verrous « Emergents » :

  • Développer des modèles cellulaires et de peau reconstituée encore plus pertinents et complexes, intégrant une prise en compte du microenvironnement physicochimique de la peau : Construction de nouveaux modèles cellulaires plus fidèles aux conditions particulières de la peau (physioxie dont dépend le statut redox de la peau) afin de tester efficacité et toxicité des actifs dans des conditions plus proches de l’in situ,
  • Identifier de nouvelles cibles biologiques (régulation de pigmentation, passage barrière cutanée, …) exprimées dans les conditions les plus proches de l’in situ
  • Développer des moyens de calcul permettant de prédire le comportement cellulaire et la pénétration des actifs

Problématiques abordées :

  • Suivi et évaluation biologique des actifs in vitro, au niveau moléculaire, cellulaire et pseudo-organes
  • Mise au point de modèles de peau « senseurs » pour le suivi de modifications épigénétiques, le suivi de l’inflammation, l’évaluation des risques allergènes …
  • Développement d’outils technologiques innovants pour une amélioration de la délivrance et une meilleure détection de l’efficacité des actifs
  • Evaluation de l’efficacité et de l’activité des actifs dans les conditions les plus proches de l’in-situ, compréhension des mécanismes d’action
  • Détermination de nouvelles cibles biologiques ou approches innovantes pour des applications cosmétiques.
  • Développement de sondes d’imagerie spécifique de processus cellulaire
  • Objectivation et visualisation moléculaire de marqueurs de l’intégrité cutanée (Imagerie 3D haute résolution, Imagerie MALDI-TOF)

Contraintes : nouveau Règlement Européen cosmétique 1223/2009

 

Axe 4 : Innocuité et Conservation

Verrous déjà identifiés :

  • Innocuité des bioactifs, des ingrédients et des formulations.
  • Influence des formulations cosmétiques sur le microenvironnement cutané.
  • Stabilité et conservation des formulations
  • Interactions contenant-contenu dans le packaging cosmétique
  • Anticipation de la demande à venir en tests d’innocuité

Verrous « Emergents » :

  • Identification des germes cutanés métaboliquement actifs (RT-PCR haut débit)
  • Phages et interactions bactéries –phages au sein du microbiote cutané
  • Influence des polluants sur la microflore cutanée et effet protecteur d’actifs cosmétiques
  • Détection des contaminants viraux dans le produit
  • Méthodes d’évaluation haut débit in vitro de la sensibilisation cutanée,

Problématiques abordées :

  • Innovation en toxicologie « in vitro » pour pallier à l’absence d’expérimentation animale permettant de faire une transposition à l’homme
  • Développement de modèles fiables permettant de mesurer l’innocuité des actifs cosmétiques sur la flore cutanée
  • Evaluation de la tolérance de la peau dans son équilibre physiologique avec la flore cutanée et mesure de l’influence de facteurs exogènes comme les actifs cosmétiques sur ce système
  • Identification de molécules de communication d’origine humaines, bactériennes ou fongiques
  • Evaluation par développement de méthodes analytiques très performantes des molécules de communication induites
  • Détermination de la sûreté microbiologique des produits sans conservateurs : détection de très petit nombre de bactéries (recherche de capteurs ou de techniques analytiques ultra-sensibles permettant d’identifier des marqueurs moléculaires diffusibles tels que des toxines ou des mycotoxines
  • Innovation dans la connaissance et la détermination des interactions des micro-organismes avec le packaging primaire (interactions contenu-contenant ICC)
  • Développement de méthodes d’identification rapide des ICC par des technologies innovantes
  • Suivi du devenir des molécules formulées dans l’environnement (ex gel douche…)

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