Brevet FR2720646A1 — publié le 19951208

La présente invention concerne un extrait de glumes d'avoine, son procédé de préparation et son utilisation en thérapie et/ou en cosméti- que. L'avoine est une plante herbacée annuelle appartenant à la famille des Graminées, de 50 à 150 cms de haut. Sa tige est mince, non ramifiée, dressée. Les feuilles sont alternées, sessiles, larges, plates et allongées, insérées sur des noeuds renflés, engainantes. L'axe de l'inflore- scence, le panicule, se ramifie irrégulièrement en un certain nombre de longs pédoncules étalés en tous sens, terminés chacun par un épillet. Chaque épillet de 2 cms de longueur, pendant vers la fin de la floraison, est entouré de 2 glumes, de 7 à 9 nervures longitudinales et comprend 3 fleurs vertes. Chaque fleur est entourée par une glumelle inférieure, glabre, insérée sur l'axe de l'épillet et une glumelle supérieure, opposée à la première, mais insérée sur l'axe même de la fleur. Les glumelles sont plus courtes que les glumes. Le fruit de l'avoine est un caryopse oblong, aminci aux 2 extrémités, ne se séparant pas des glumelles, même au battage, générale- ment avec un léger sillon étroit sur la face interne et de très petits poils au sommet. L'avoine est cultivée pour sa graine. La valeur alimentaire de cette dernière est très intéressante pour sa richesse en protéines (13% en moyenne) et en lipides (environ 8%). Ces teneurs sont supérieures à celles trouvées dans les graines de céréales comme le blé, le riz, le mais. Les graines d'Avoine sont également exploitées en cosmétologie pour leurs propriétés anti-inflammatoires, anti-oxydantes, hydratantes, adoucissantes. Ces propriétés ne sont pas encore attribuées à des principes actifs définis, bien que les protéines semblent être les molécules les plus actives biologiquement dans les extraits de graines d'Avoine Les glumes d'Avoine, partie botanique différente de la graine et de constitution chimique différente n'ont jamais été décrites comme possédant de telles activités. La présente invention concerne donc un extrait de glumes d'avoine, utile en thérapie ou pour son utilisation en cosmétique, notam- ment comme anti-inflammatoire et/ou immunostimulant, et son procédé de préparation. Les glumes d'avoine sont particulièrement riches en fibres de nature polysaccharidique. Si les fibres, de nature polysaccharidique sont abondantes dans le son d'Avoine, elles le sont d'autant plus dans les glumes d'Avoine. Ces dernières se détachent des épillets lors du battage. Les glumes sont valorisées en diététique pour leur richesse en fibres. Elles sont également utilisées après hydrolyse des polysaccharides, comme source de xylitol et, plus classiquement, dans l'alimentation animale. Le premier objet de la présente invention consiste en un procédé de préparation d'un extrait de glumes d'avoine en solution aqueuse. La première étape consiste à extraire les glumes d'avoine, broyées ou non, par de l'eau ou une solution alcaline d'hydroxyde de métal alcalin, de préférence de sodium ou de potassium, titrantjusqu'à 2N, dans un rapport pondérai glumes d'avoine/solvant compris entre 1/5 et 1/25, pendant 1 à 24 heures, à une température comprise entre 4 C et 100'C. La deuxième étape consiste à filtrer et/ou essorer le mélange obtenu, de manière à séparer la solution extraite des glumes d'avoine insolubles épuisées. On récupère alors une solution aqueuse comprenant l'extrait de glumes d'avoine. Si la solution aqueuse est une solution alcaline, il convient alors de neutraliser la solution récupérée, par l'ajout d'une quantité appropriée d'acide, notamment d'acide chlorhydrique et/ou sulfurique. D'une manière avantageuse, la solution aqueuse récupérée, et le cas échéant neutralisée, est ensuite purifiée par ultrafiltration avec des filtres ayant des points de coupure compris entre 5 000 et 30 000 daltons. La solution purifiée obtenue par ultrafiltration peut ensuite être lavée par diafiltration de manière à éliminer les sels présents en solution notamment les sels formés lors de la neutralisation de la solution récupé- rée. Les solutions aqueuses d'un extrait de glumes d'avoine obtenues par la mise en oeuvre du procédé défini plus haut comprennent des éléments actifs extraits des glumes d'avoine. Un deuxième objet de l'invention consiste donc en une solution aqueuse d'un extrait de glumes d'avoines susceptibles d'être obtenue par le procédé décrit ci-dessus. Une telle solution pourra être employée directement en thérapie ou encore pour la préparation de compositions pharmaceutiques ou cosmétiques. D'une manière avantageuse, on cherchera plutôt à obtenir un extrait solide de glumes d'avoine. Un troisième objet de l'invention consiste donc en un procédé de préparation d'un extrait solide de glumes d'avoine, dans lequel la solution aqueuse comprenant l'extrait de glumes d'avoine telle que définie ci-dessus éventuellement concentrée, est mélangée à un solvant organique miscible à l'eau dans un rapport pondéral compris entre 1/2 et 1/10, puis on laisse le mélange se reposer de manière à ce que l'extrait de glume d'avoine préci- pite, puis on récupéré le précipité, notamment par filtration Le solvant organique miscible à l'eau est préférentiellement choisi parmi l'acétone, les alcools inférieurs en C 1-C4, et leurs mélanges en toutes proportions, avantageusement l'acétone ou l'éthanol. D'une manière avantageuse, le mélange est laissé à reposer entre 4 et 48 heures, à une température comprise entre 4 C et la tempéra- ture ambiante. Bien entendu, l'homme du métier saura adapter les conditions opératoires en fonction du volume et de la solution aqueuse de départ et du solvant organique employé. Il pourra également avantageusement laver le fitrat solide récupéré, notamment par le solvant organique employé pour sa précipita- tion, et le sécher selon les techniques usuelles, sous vide ou à pression atmosphérique, à des températures variant de 20 C à 80'C. Les produits, extraits solides de glumes d'avoine, comprennent essentiellement des fibres de nature polysaccharidique. Les extraits solides obtenus sont analysés pour leur teneur en polysaccharides. Le dosage peut être réalisé par la technique à l'anthrone. On obtient des titres variant de 50 à 90% en poids de teneur en polysaccha- ride dans la matière sèche. Des protéines, structures de haut poids moléculaire, peuvent être également présentes dans les extraits. Le dosage par l'azote total, selon la Pharmacopée française ou par des techniques de BIURET ou LOWRY indiquent des teneurs ou protéines variant de 1 à 20% selon les extraits. Ces extraits solides de glumes d'avoine comprennent les éléments actifs qui leur confirent des propriétés avantageuses, notam- ment une activité anti-inflammatoire et/ou immunostimulante, anti- allergisante et hydratante. Un quatrième objet de la présente invention consiste donc en un extrait solide de glumes d'avoine susceptible d'être obtenu par le procédé décrit ci-dessus. D'autres aspects et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lumière des exemples ci-après. Exemple 1: Préparation des extraits de glumes d'avoine Exemple 1.1 kg de glumes d'avoine sont broyés à l'aide d'un broyeur à marteaux puis placés dans un réacteur de 3 000 litres d'eau sodée à 0,5 N. L'extraction se déroule sous agitation, à température ambiante durant 18 heures. Les solutions sont ramenées à pH neutre par sajout d'acide chlorhydrique. Les glumes d'avoine épuisées sont alors écartées par essorage ou fitrées. Les solutions limpides sont purifiées par ultrafiltration en utilisant des fitres au point de coupure de 10 000 daltons. Le concentrat est diafiltré de façon à le laver de toute molécule à faible poids moléculaire. Il est ensuite additionné de 3 fois son poids d'acétone et placé à 40 C pendant 24 heures. Apres filtration, on obtient un précipité qui est séché sous vide à 40 C, puis broyé. On obtient ainsi 15 kg de poudre beige titrant 90% en polysaccharides et 5% en protéines. Exemple 1.2 1 kg de glumes d'avoine est broyé à l'aide d'un broyeur à mar- teaux puis placé dans un réacteur de 30 litres avec 15 litres d'eau. L'extraction est réalisée pendant 2 heures, à reflux et sous agitation. La solution extraite est séparée des glumes épuisées par essorage puis filtrée. Elle est ensuite concentrée 10 fois sous vide et à une température n'excédant pas 70 C. Le concentrat est additionné par 3 fois son poids d'éthanol puis placé à température ambiante pendant 24 heures. Le précipité est récupéré par filtration, séché sous vide à 40 C, puis broyé. On obtient ainsi 100 g de poudre marron qui titre à 80% de polysaccharides et 3% de protéines. Exemple 1.3 g de glumes d'avoine sont broyés puis extraits par 1 litre de potasse aqueuse 1N à température ambiante, sous agitation, durant la nuit. On ajoute dans le réacteur de l'acide sulfurique afin de ramener le pH à neutralité puis on essore de façon à écarter les glumes épuisées. La solution obtenue est filtrée puis concentrée 5 fois. On ajoute ensuite 3 fois son poids d'acétone et on laisse en repos à 4 C pendant 5 heures. Le précipité obtenu est récupéré par centrifugation, lavé à l'acétone, puis redissous dans l'eau. Cette solution est dialysée de façon à éliminer toute trace de sels, puis reprécipitée par addition d'acétone. Le précipité est séché sous vide à 40 C. On obtient 13 g de poudre beige titrant à 85% de polysacchari- des et 5% de protéine. Exemple 2: Activité biologique 2.1 Activité anti-inflammatoire Le kératinocyte est la cellule la plus représentée au niveau de l'épiderme. En réponse à de nombreux facteurs extra-cellulaires présents dans son environnement, il libère divers médiateurs biologiquement actifs, notamment des prostaglandines et les leucotriènes qui jouent un rôle important dans l'initiation et la modulation des réactions inflammatoires cutanées et qui interviennent également dans la régulation de la réponse immune. Le kératinocyte se révèle être un bon modèle d'étude en pharma- cologie cutanée; ce modèle cellulaire permet de déterminer in vitro les capacités de diverses molécules à moduler la production de ces médiateurs issus du métabolisme de l'acide arachidonique. Parmi ces molécules, une prostaglandine, la PG6 KF 1 a est un des métabolites majeurs produits par le kératinocyte stimulé et est représentative de la modulation de la production des métabolites de l'acide arachidonique issus de la voie de la cyclo-oxygénase. Les extraits de glumes d'Avoine obtenus en exemple 1 ont été testés sur la production de PG6 KF 1 a induite chez le kératinocyte par un stimulant de la cascade arachidonique, le ionophore calcique A 23 187. L'indométacine et la bufexamac sont utilisés comme substances anti- inflammatoires de référence. Cette étude in vitro de la modulation, après exposition à l'extrait d'avoine, de la libération de la prosaglandine PG6KF la par les kératinocy- tes stimulé montre que: - l'extrait de glume d'avoine, aux concentrations étudiées (0,0001, 0,001, 0,01 et 0,1%), inhibe la production de PG6 KF la induite par le iono- phore calcique; cette inhibition augmente proportionnellement à la concentration d'extrait d'avoine et est significative pour les concentra- tions 0,001% (-37% d'inhibition), 0,01% (40% d'inhibition) et 0,1% (-42% d'inhibition). L'indométacine à 10/zM inhibe la production de PG6 KF la de -63%, le bufexamac à 50,/M de -30%. L'activité anti-inflammatoire de l'extrait de glume d'avoine, se situe donc entre ces 2 molécules. 2.2 Activité immunostimulante Les lymphocytes, cellules effectrices de l'immunité spécifique, ont pour rôle de reconnaître et d'identifier les divers antigènes auxquels le système immunitaire est susceptible d'être confronté. La stimulation de ces cellules se traduit ainsi par leur différenciation et leur pmrolifération. In vitro, la prolifération des lymphocytes peut être déclenchée par des substances présentant des propriétés mitogéniques, notamment la Phytohémagglutinine (PHA) et la Concanavaline (CONA). Par ailleurs, le taux de proliferation cellulaire peut être mesuré par incorporation dans l'ADN nucléaire d'un précurseur marqué tel que la bromo-2'-déoxyuridine. Cette réponse proliférative des lymphocytes au contact de signaux d'activation de natures diverses, est le reflet d'une réaction immunologique et permet d'évaluer les propriétés immunomodulatrices des molécules investiguées. Les extraits de glumes d'avoine obtenus en exemple 1 sont testés pour leur activité stimulante sur la prolifération des lymphocytes. Les substances de référence immuno-stimulantes sont la Concanavaline A, la Phytohémagglutinine et l'Acide rétinoique. L'extrait de glumes d'Avoine présente une activité stimulante sur la prolifération spontanée des lymphocytes. A la concentration étudiée de 0, 1%., cet extrait d'avoine augmente de 214% et de façon significative la prolifération lymphocytaire; cette augmentation est comparable à celle induite par une substance mitogénique de référence, la Concanavaline A qui induit une augmentation de la prolifération des lymphocytes de 282%. Ce même extrait d'avoine (à la concentration 0,1%) stimule la prolifération lymphocytaire induite par la Phytohémagglutine (120% d'augmentation), par la Concanavaline A (25% d'augmentation) et par l'Acide rétinoïque (20% d'augmentation); cette activité stimulante de l'extrait de glumes d'avoine est significative pour chacun des modèle étudiés. Les extraits de glumes d'avoine, par leurs propriétés inhibitrices sur la production par les kératinocytes de prostaglandines de type PG6 KF la peuvent être utilisés dans une formulation dermocosmétique comme anti-inflammatoire pour contrer toute inflammation cutanée et l'effet prurigineux qui l'accompagne. Cette activité peut également être mise à profit dans le cas d'inflammation de la sphère buccale. Les extraits de glumes d'avoine, par leurs propriétés stimulantes sur les lymphocytes, peuvent également être utilisés pour stimuler les défenses de l'organisme dans une application cicatrisante. La présente invention concerne donc l'extrait de glumes d'avoine, solide ou en solution aqueuse, tel que défini précédemment pour son utilisation en thérapie. Elle concerne également une composition pharmaceutique comprenant un tel extrait, solide ou en solution aqueuse et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable. Elle concerne enfin une composition cosmétique comprenant l'extrait solide ou en solution aqueuse selon l'invention et au moins un excipient cosmétiquement acceptable. Les compositions pharmaceutiques ou cosmétiques selon l'invention sont avantageusement adaptées pour une application topique, notamment sous la forme de spray, en particulier de spray topique cicatrisant antiseptique, anti-suintement et/ou anti-inflammatoire, également sous la forme de gel, d'émulsion, de pâte dentiffice ou encore de lotion buccale. 2.3 Activité inhibitrice de la hvaluronidase La réponse allergique telle que l'asthme, la rhinite, la dermalite atopique est expliquée par une dégranulation des cellules mastocytes et de la libération de médiateurs chimiques tels que l'histamine, leucotriène et prostaglandines. Certains de ces médiateurs chimiques sont responsables également de la réaction inflammatoire. La hyaluronidase est une enzyme qui dégrade les structures mucopolysaccharidiques telle que l'acide hyaluronique et qui est impliquée dans les phénomènes de perméabilité du système vasculaire et inflamma- toire. Certaines substances allergogènes telles que le 48/80 sont décrites comme étant des activateurs de hyaluronidase et certaines substances décrites inhibitrices de cette enzyme comme la baicaléine ont été trouvées anti-allergisantes. Nous avons cherché à évaluer l'activité inhibitrice de la hyaluro- nidase des extraits de glumes d'Avoine afin de mieux cerner leur activité anti-inflammatoire ét d'évaluer leur potentialité dans l'activité anti- allergisante. Le test mis en oeuvre, est un test in vitro, l'inhibition est mesurée par la concentration en extrait provoquant 50% dinhibition de la réaction enzymatique, la Cl 50. La hyaluronidase est une endohexosaminidase; elle catalyse la dégradation de l'acide hyaluronique avec libération de groupements terminaux N-acetylglucosamine dosés par colorimétrie. Dans le test, en solution alcaline, ces groupements se transfor- ment en sucres anhydres, puis en dérivés furaniques quand on passe en solution acide. Ces dérivés réagissent avec le p. diméthylaminobenzaldehyde pour former un complexe coloré et peuvent alors être dosés. Le taux d'inhibition de la hyaluronidase par un extrait est mesuré par dosage des groupements N-acetylhexasamine libérés en présence de cet extrait. L'extrait de glumes d'avoine obtenu en exemple 1, a montré un effet inhibiteur de la hyaluronidase de type dose-effet avec une C 150 de 0,06%. Cette activité démontre le potentiel anti-allergisant des glumes d'avoine et confirme son activité anti-inflammatoire. Cette dernière activité se fera à 2 niveaux, celui du catabolisme de l'acide arachidonique et également dans la transmission chimique des médiateurs inflammatoi- res. De plus, l'acide hyaluronique, substance fondamentale de la matrice extra cellulaire est protégé de son enzyme lytique par l'extrait de glumes d'avoine. Cet acidejoue un rôle dans le maintien de l'hydratation au niveau de la peau et régule donc la perspiration cutanée. Les extraits de glumes d'avoine, par leur activité protectrice envers l'acide hyaluronique jouent un rôle également dans l'hydratation cutanée. 2.4. Compositions Les compositions thérapeutiques ou cosmétiques cidessous ont été préparées avec des extraits solides de glumes d'avoine obtenus en exemple 1. Composition 1: Spray topique cicatrisant EXTRAIT de GLUMES D'AVOINE 0.1 i à0 % DECAMETHYLCYCLOPENTASILOXANE 1 i 10 % VITAMINE A SOLUTION HUILEUSE 500 000 i 1 M unités SILICE PYROGENEE 0.1 à 1 % CONSERVATEUR QS PROPULSEUR MELANGE TERNAIRE d'HYDROCARBURES QSP 100 al Composition 2: Spray cicatrisant antiseptique EXTRATr de GLUMES YAVOINE 0.1 i 10 % VITAMINE A PALMITATE 0.1 i 1 % ACETATE d'c-TOCOPHEROL 0.1 à 3 % ISOPROPYL MYRISTATE 0.5 à S % ETHYL DIGLYCOL 0.5 à 3 % HECTOR1TE QUATERNISEE STERILE 0.1 à 1 % AGENT ANTISEPTIQUE QSP PROPULSEUR 1, 1, 1, 2, TETRAFLUORO ETHANE QSP 100 mi Composition 3: Spray cicatrisant anti-suintement EXTRAIT de GLUMES d'AVOINE 0. 1 i 10 % EXTRAIT HUILEUX d'AVOINE 0.1 ià 5 % PERHYDROSQUALENE 0.1 à 10 % CETEARYLGLUCOSIDE 0.1 à 3 % AMDON de MAIS MODIFIE 0.1 i 10% HECTORITE OUATERNISEE STERILISEE 0.05 i 2 % AGENT BACTERICIDE QS MELANGE PROPULSEUR i BASE d'IYDROCARBURES QSP 100 ml Composition 4: Spray cicatrisant anti-inflammatoire EXTRAIT de GLUMES d'AVOINE 0.1 à 10 % ACETATE d'o-TOCOPHEROL 0.1 à 3% jHILE dAMANDE DOUCE PURIFIEE 0.1 à 5 % DIMETHOXYMEHANE là i 90% DIMETHICONE là i 90% GAZ PROPULSEUR COMPRIME (Azote) QSP 7 à 9 bars Composition 5: Gel huileux cicatrisant EXTRAIT de GLUMES d'AVOiNE 0.1 i 20 % TRIGLYCERIDE RAFFINE 1 i 50% VASELINE 1 i 20% VASELINE GELIFI EE (JELLS R) 1 i 20 % TRIOLEATE de SORBITAN àI i % HECTORITE QUATERNISEE STERILE 0.1 ài 10% ANTI-OXYDANT CONSERVATEUR QS HUILE MINERALE HAUTE VISCOSlTE QSP 100 g Composition 6: Emulsion hydratante EXTRAIT de GLUMES d'AVOINE 0.1 à 0 % COMPLEE DIMETHICONE / CYCLOMETHICONE TRETHYLSOXI SILICATE 0.1 à 5 % PERHYDROSQUALENE lài S % MONOSTEARATE de GLYCEROL I i 10 % STEARATE dAMINE là S % VITAMINE E ACETATE 0.1 i 1 % BLANC de BALEINE SYNTHETIQUE 0.5 à 5 % HUILE MINERALE FLUIDE 0.5à i S % CEiEARYLGLYCOSIDE 0.1 i 5 % GLYCERINE i 10 % EAU DEMWNERALISEE STERILE QSP 100 8 Composition 7: Pâte dentifrice pour traitement des gencives EXTRAIT DE GLUMES D'AVOINE 0,1 à5% FLUORURE DE SODIUM 0,13% SILICE AMORPHE 10% SILICE 8% HYDROXY ETHYL CELLULOSE 1,5% SORBITOL 30 à 50% SACCHARINATE DE SODIUM 0,1% PARAHYDROXYBENZOATE DE METHYLE 0,15% AROME 1% LAURYL SARCOSINATE DE SODIUM 3% EAU PURIFIEE QSP o100g Composition 8: Lotion dentifrice EXTRAIT DE GLUMES D'AVOINE 0,1 à 5% FLUORURE DE SODIUM 0,13% SALICYLATE DE ZINC 2% AROME 0,4% ALCOOL ETHYLIQUE 40% EAU PURIFIEE QSP 100 g REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un extrait de glumes d'avoine en solution aqueuse, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les étapes suivantes: extraction des glumes d'avoine, broyés ou non, par de l'eau ou une solution alcaline d'hydroxyde de métal alcalin, titrantjusqu'à 2N, dans un rapport pondérai glumes d'avoine/solvant compris entre 15/ et 1/25, pendant i à 24 heures, à une température comprise entre 4 C et 1000C. - filtration et/ou essorage du mélange obtenu, de manière à séparer la solution extraite des glumes d'avoine insolubles épuisés; - récupération de la solution aqueuse comprenant l'extrait de glumes d'avoine; et le cas échéant, - neutralisation de la solution aqueuse récupérée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse récupérée, et le cas échéant neutralisée, est ensuite purifiée par ultrafiltration avec des fitres ayant des points de coupure compris entre 5 000 et 30 000 daltons. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse purifiée est ensuite lavée par diafiltration. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le métal alcalin est du sodium et/ou du potassium. 5. Solution aqueuse d'un extrait de glumes d'avoine, susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4. 6. Procédé de préparation d'un extrait de glumes d'avoine solide, caractérisé en ce que la solution aqueuse selon la revendication 5, éventuel- lement concentrée, est mélangée à un solvant organique miscible à l'eau dans un rapport pondéral compris entre 1/2 et 1/10, puis on laisse le mélange se reposer de manière à ce que l'extrait de glumes d'avoine précipite, puis on récupère le précipité, notamment par filtration. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le solvant organique miscible à l'eau est choisi parmi l'acétone, les alcools inférieurs en C1-C4, et leurs mélanges en toutes proportions. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le mélange est laissé à reposer entre 4 et 48 heures, à une tempéra- ture comprise entre 4 C et la température ambiante. 9. Extrait de glumes d'avoine solide, susceptible d'être obtenu o10 par le procédé selon l'une des revendications 6 à 8. 10. Extrait de glumes d'avoine selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'il comprend entre 50 et 90% en poids de polysaccharide et entre i à 20% en poids de protéines. 11. A titre de médicament, l'extrait de glumes d'avoine, solide ou en solution aqueuse, selon l'une des revendications 5,9 ou 10. 12. Composition pharmaceutique, caractérisée en ce qu'elle comprend un extrait de glumes d'avoine solide ou en solution selon l'une des revendications 5, 9 ou 10, et au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable. 13. Composition cosmétique, caractérisée en ce qu'elle comprend un extrait de glumes d'avoine solide ou en solution selon l'une des revendica- tions 5, 9 ou 10, et au moins un excipient cosmétiquement acceptable.