Brevet FR2740331A1 — publié le 19970430

La santé et la beauté de la chevelure préoccupent un grand nombre de personnes. La chute excessive des cheveux et l'alopécie qui en résulte éventuellement, les cheveux fins, fragiles, trop peu nombreux, sont autant de sujets d'inquiétude des hommes et des femmes soucieux de leur apparence. Le processus de la croissance des cheveux et les mécanismes régulant le cycle pilaire sont très complexes et à ce jour insuffisamment élucidés. Quelques connaissances de base sur l'embryogenèse des cheveux, sur l'anatomie du follicule pileux et les événements biochimiques lors de la croissance du cheveux permettent néanmoins de réfléchir sur les remèdes possibles aux dysfonctionnements de la physiologie de la chevelure. II existe un grand nombre de produits destinés au traitement des cheveux ou du cuir chevelu sur le marché, dans la documentation scientifique et de brevets. Des extraits de plantes mal définis aux molécules pures de synthèse, des vitamines et hydrolysats de kératine aux composés soufrés divers, un immense éventail de traitements est proposé. Les mécanismes d'action de la plupart de ces produits ne sont ni décrits, ni connus, à quelques exceptions près. II existe donc toujours un besoin de produits efficaces et inoffensifs, basés sur un raisonnement scientifique, pour améliorer la vigueur du cuir chevelu, la santé des cheveux, pour diminuer la chute et pour favoriser la croissance des cheveux. Pour comprendre l'objet du présent brevet, il convient de décrire quelques détails connus du processus de la croissance du cheveu La structure anatomique du follicule pilo-sébacé qui intervient le plus dans la croissance et l'ancrage du cheveux dans la peau est le bulbe pilaire qui se compose de la matrice pilaire et de la papille dermique. La matrice se divise en une zone de forte prolifération cellulaire et d'une zone kératogène où se différencient les cellules pour donner naissance à la tige pilaire. Différents facteurs de croissance (EGF, IGF-1, HGF) interviennent dans la stimulation de la croissance des kératinocytes et du follicule pileux. Leur utilisation en application cosmétique n'est pas envisageable à cause de leurs effets secondaires imprévisibles et leurs coûts d'obtention prohibitifs. En plus, il ne suffit pas de stimuler la prolifération des cellules, il faut assurer le bon ancrage du cheveu dans la gaine épithéliale, surtout en phase catagène et télogène; cela passe par une bonne kératinisation du bulbe pilaire. Un des processus de kératinisation implique la réticulation des protéines (intégrines, adhésines, involucrine) par des transglutaminases (TG) qui lient les acides aminés glutamine d'une protéine aux résidus lysine d'une autre protéine, renforçant ainsi la structure des enveloppes cellulaires. L'objet du présent brevet est la découverte qu'un inducteur d'activité de TG, éventuellement accompagné d'un substrat des TG, permet de renforcer l'ancrage des cheveux dans le cuir chevelu, et de ralentir la chute des cheveux durablement. Cet effet est encore augmenté si la préparation cosmétique contenant l'inducteur de TG et le substrat de TG contient également un stimulateur de la prolifération cellulaire du type lectine végétale. Lee et al. [K.N. Lee, P.J. Birckbichler, M.K. Patterson Jr., E. Conway and M. Maxwell 1987, Biochim. Biophys. Acta 928 ,22-28] décrivent l'induction de la biosynthèse de transglutaminases cellulaires par le butyrate de sodium. Par ailleurs, la présence et l'importance biologique des transglutaminases dans le follicule pileux ont été décrites par Goldsmith [Physiology, Biochemistry and Molecular Biology of the Skin, L.A. Goldsmith, ed., 1991, Oxford University Press, p. 189]: il y est postulé que la réticulation des protéines par l'intermédiaire des TG contribue à une meilleure résistance des cheveux contre la protéolyse et les agressions extérieures. Le butyrate de sodium n'est pourtant pas utilisable dans le domaine de la cosmétique à cause de son odeur. Les dérivés esters (alkyl, aryl, stérol) d'acide butyrique ne souffrent pas de cet inconvénient ; en plus, leur durée de vie dans un milieu cellulaire est plus long, L'acide gras libre étant métabolisé trop rapidement pour être très efficace. L'utilisation d'alkylbutyrate, en particulier de butyrate de n-octane-1-ol dans des compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques, pour stimuler la biosynthèse des transglutaminases dans les cellules du follicule pileux humain, est nouvelle. Cette utilisation des dérivés de l'acide butyrique conduit à un ralentissement de la chute des cheveux comme nous allons le voir dans les exemples (cf. plus loin). Nous avons découvert en outre que l'adjonction d'un hydrolysat protéique riche en résidus glutaminiques, améliore l'effet obtenu avec les dérivés butyrates. Ces hydrolysats riches en résidus glutaminiques peuvent servir de substrat aux transglutaminases (exemple n" 2). Ils sont obtenus par hydrolyse (préférentiellement enzymatique) à partir des protéines végétales d'origine céréalière ( blé, orge, maïs), possèdent un poids moléculaire moyen supérieur à 1000 daltons et contiennent environ 20% ou plus de glutamine dans leur composition en acides aminés. La glutamine étant le résidu reconnu par la transglutaminase pour effectuer la réticulation, il s'avère que les peptides riches en glutamine participent ainsi à un meilleur ancrage des cheveux dans leur gaine épithéliale. Prolifération et différentiation sont deux étapes complémentaires de la croissance d'un organisme, voire d'un organe ou de leurs annexes. Favoriser l'un (induction de TG et réticulation des protéines) ne doit pas interférer avec l'autre, la génération constante de nouvelles cellules fournissant le cheveux naissant. Chany et coll. [M.F. Bourgeade et C. Chany 1979, Int. J. Cancer 24, 314-318] ont montré que l'lnterféron seul ou avec le butyrate de sodium pouvait inhiber la prolifération cellulaire de cellules transformées. Par ailleurs, Chany a montré l'effet des sarcolectines sur l'interaction entre Interféron et Facteurs de Croissance: si l'lnterféron inhibe l'action des facteurs de croissance, les sarcolectines peuvent lever cette inhibition. Pour éviter que le dérivé butyrate n'entraîne un ralentissement de la croissance cellulaire au niveau du follicule pileux, tout en améliorant la kératinisation et l'ancrage du cheveu dans sa gaine, nous avons cherché des substances aux propriétés "sarcolectine-like" pour assurer le maintien, voire stimuler le taux de prolifération des kératinocytes du follicule pileux. Nous l'avons trouvé dans des protéines extraites de Solanum tuberosum L., d'Helianthus tuberosus L. et d'autres plantes légumineuses à tubercules, elle se caractérise par un poids moléculaire d'environ 20000 daltons, présente en monomère, dimère ou trimère, très résistante à la protéolyse, à la chaleur et aux variations de pH et capable de provoquer l'agglutination de lymphocytes in vitro, donc aux propriétés semblables à celles des lectines connues, et qui est capable de fortement stimuler la croissance de fibroblastes et/ou de kératinocytes humains en culture, à faible dose et sans aucune toxicité. L'invention, objet du présent brevet, a pour but de proposer des compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiq ues contenant un ou plusieurs esters d'acide butyrique, de formule générale où R est une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée, hydroxylée ou non, saturée ou insaturée, contenant entre 2 et 20 atomes de carbones, préférentiellement entre 4 et 10 atomes de carbones, pour le traitement du cuir chevelu et des cheveux. Un autre but de l'invention est de proposer des compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques contenant en plus des esters d'acide butyrique des hydrolysats protéiques riches en glutamine, substrats de transglutaminase, et/ou des protéines d'origine végétale douées d'activité biologique (protéines du type lectine végétale) telles qu'elles stimulent la prolifération cellulaire des fibroblastes et des kératinocytes en culture, même en présence d'interféron, de butyrate de sodium etc. Préférentiellement l'ester d'acide butyrique est le butyrate de n-octane-1 -ol. Préférentiellement l'hydrolysat de protéines est obtenu par hydrolyse enzymatique des protéines de blé, contenant environ 20% de résidus glutamines et possédant un poids moléculaire moyen de 2000 daltons. Préférentiellement la protéine végétale de type lectine est obtenue à partir des tubercules de plantes légumineuses, possédant un poids moléculaire apparent d'environ 20.000 daltons, possédant une activité stimulatrice de la prolifération cellulaire en culture et ne manifestant aucune toxicité. Les expériences suivantes décrivent quelques détails du champ d'application de l'invention. Exemple n" 1: Obtention d'une protéine aux activités "sarcolectine-like" (protéine du type lectine végétale).: 1 kg de topinambour (Helianthus tuberosus L.) est soumis à une extraction aqueuse. Après élimination de l'amidon, on fractionne la solution protéique selon les méthodes usuelles et on sélectionne les fractions selon leur capacité de stimulation de la prolifération cellulaire. Après lyophilisation on obtient environ 1 g de protéine d'un poids moléculaire d'environ 20000 daltons sous forme de monomère, dimère ou trimère, douée d'un fort pouvoir stimulateur. Un produit de ce type est commercialisé par exemple sous le nom de CapilectineR (SEDERMA). Exemple n" 2: Mise en évidence de la capacité des hydrolysats riches en glutamine de servir comme substrat à la transglutaminase: On fait réagir le dansylcadavérine (amine fluorescente) à 0.3% avec l'hydrolysat riche en glutamine (0.25-1%) en présence de transglutaminase (Sigma, 2U/ml) dans un tampon Tris à pH 6. Le mélange réactionnel est incubé dans des microplaques 96 puits, agité sur table orbitale et maintenu pendant 2 heures à 37"C. Les mélanges sont ensuite déposés sur plaque de silice pour chromatographie en couche mince. On dépose également les contrôles, à savoir l'hydrolysat seul, I'enzyme seule, I'amine fluorescente seule, ainsi que l'amine avec l'hydrolysat sans l'enzyme et l'amine avec l'enzyme sans hydrolysat. Après migration dans un système de solvants approprié, la révélation se fait sous lampe UV à 254 nm. On constate aisément que seul les mélanges contenant les trois composants (enzyme, dansylcadavérine, hydrolysat riche en glutamine) donnent naissance un une tâche fluorescente au niveau de la valeur Rf de l'hydrolysat. L'action de l'enzyme a été d'attacher l'amine fluorescente sur les résidus glutamine de l'hydrolysat. Quelques exemples de formulations cosmétiques illustrent la mise en oeuvre de l'invention. Exemple n" 3: Lotion capillaire de friction: Propylène glycol 10.0 Alcool éthylique 5.0 butyrate de n-octane-1 -ol 0.1 hydrolysat protéique de blé riche en glutamine 1.0 CapilectineR (protéine de type lectine végétale dosée à 0.05%) 5.0 eau, conservateurs, parfums qsp 100 Exemple n" 4:Shampooing traitant Texapon N70 13.0% Dehyton K 8.0% Abil B8851 0.5% Tegosoft CG 2.0% Sorbitol 1.0% Butyrate d'isobutyle 0.05% Hydrolysat d'orge enrichi en glutamine 0.5% Conservateurs, parfum, eau qsp 100 Exemple n" 5: Mise en évidence de l'effet dermocosmétique d'un traitement selon l'invention (ralentissement de la chute des cheveux): 20 personnes (15 hommes et 5 femmes) âgées de 32 à 58 ans, ont été sélectionnées sur la base d'un examen dermatologique des cheveux et du cuir chevelu. A l'aide de la méthode du trichogramme, il a été possible de quantifier l'état de santé de la chevelure des 20 personnes.Pendant 6 semaines, les panelistes ont appliqué soit une lotion capillaire de massage selon exemple n" 3 (groupe 1 de 10 personnes), soit une lotion placebo ne contenant ni lectine végétale, ni butyrate de n-octane-1 -ol ni hydrolysat protéique (groupe 2). Une nouvelle analyse par trichogramme et par examen dermatologique a été effectuée après la durée du traitement. Les résultats obtenus par comparaison des données avant et après le traitement aux lotions de massage montrent que l'état de santé de la chevelure traitée avec la lotion selon l'exemple n" 3 s'est fortement amélioré: le nombre de cheveux en phase de croissance est augmenté de façon significative, la chute excessive est arrêtée, les cheveux sont plus vigoureux, plus épais, moins fragiles. Le groupe traité par la lotion placebo n'a pas montré d'amélioration significative. Les dérivés de l'acide butyrique selon l'invention peuvent être des esters obtenus par tout moyen habituel (synthèse à partir de chlorure d'acide, d'anhydrures mixtes, par catalyse acide, par transestérification enzymatique, par extraction). On peut utiliser les alcools aliphatiques mono, di ou trivalents de C2 à C, linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, préférentiellement on utilise les alcools à chaîne courte ou moyenne (C4 à C10) linéaire. II est également possible d'utiliser les alcools aromatiques, triterpéniques et stéroliques qui forment un ester de butyrate facilement hydrolysable par les estérases de la peau. Les concentrations d'utilisation des esters d'acide butyrique peuvent varier entre 0.005 et 20%, préférentiellement entre 0.02 et 1% (p/p de la formule finale). II s'avère avantageux de combiner les esters d'acide butyrique avec des hydrolysats de protéines céréalières riches en glutamine et d'un poids moléculaire supérieur à 1000 daltons, dans les préparations cosmétiques objets de l'invention. La concentration de ces hydrolysats peut varier entre 0.01% et 20%, préférentiellement entre 0.1% et 1% (p/p) du produit fini. II est particulièrement avantageux d'incorporer dans le produit dermocosmétique, en plus des esters d'acide butyrique et des hydrolysats protéiques, une protéine d'origine végétale aux propriétés proches des lectines.Les concentrations de cette protéine peuvent varier entre 0.0001 et 0.01% (p/p), préférentiellement entre 0.001 et 0.005% du produit fini. Les esters d'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale, objets du présent brevet, peuvent être utilisés dans toute forme galénique employée en cosmétique: émulsions H/E et E/H, laits, lotions, gels, pommades, shampooings et aprèsshampooings, savons, laques pour cheveux, sans que cette liste soit limitative. II est possible d'incorporer les esters d'acide butyrique décrits additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale dans des vecteurs cosmétiques comme les liposomes, les chylomicrons, les macro-, micro- et nanoparticules ainsi que les macro-, micro- et nanocapsules; on peut les adsorber sur des polymères organiques poudreux, les talcs, bentonites et autres supports minéraux. Les esters d'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale, objets du brevet peuvent être combinés dans les compositions cosmétiques avec tout autre ingrédient habituellement utilisé en cosmétique: lipides d'extraction et/ou de synthèse, polymères gélifiants et viscosants, tensioactifs et émulsifiants, principes actifs hydro- ou liposolubles, extraits d'autres plantes, extraits tissulaires, extraits marins. Les compositions cosmétiques contenant les esters d'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale, objets du présent brevet sont destinées aux traitements et aux soins des cheveux et du cuir chevelu, à savoir le traitement contre la chute des cheveux, leur protection contre la pollution et l'agression, le traitement anti-vieillissement et la protection solaire des cheveux, I'hydratation et l'effet de lissage, le traitement pour augmenter la facilité de coiffage, pour augmenter le volume apparent. REVENDICATIONS 1. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu contenant un ou plusieurs esters de l'acide butyrique de formule générale où R est une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée, hydroxylée ou non, saturée ou insaturée, contenant entre 2 et 20 atomes de carbones, préférentiellement entre 4 et 10 atomes de carbones. 2. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon la revendication 1 caractérisées en ce que l'ester de l'acide butyrique est le butyrate de n-octane-1 -ol. 3. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon les revendications 1 et 2 caractérisées en ce qu'elles contiennent en outre un hydrolysat de protéines céréalières riche en glutamine de poids moléculaire supérieur à 1000 daltons et/ou une protéine du type lectine végétale. 4. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisées en ce que l'hydrolysat protéique est obtenu par hydrolyse enzymatique des protéines de blé et qu'il contient environ 20% de résidus glutamine et possède un poids moléculaire moyen de 2000 daltons. 5. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisées en ce que la protéine du type lectine végétale est obtenue à partir des tubercules des plantes légumineuses, possède un poids moléculaire apparent d'environ 20.000 daltons, possède une activité stimulatrice de la prolifération cellulaire en culture et ne manifeste aucune toxicité. 6. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisées en ce que la concentration des esters de l'acide butyrique varie entre 0.005 et 20% (p/p), préférentiellement entre 0.02 et 1% dans le produit fini, la concentration d'hydrolysat protéique varie entre 0.01% et 20%, préférentiellement entre 0.1% et 1% (p/p) du produit fini et la concentration de la protéine de type lectine végétale varie entre 0.0001 et 0.01% (p/p), préférentiellement entre 0.001 et 0.005% du produit fini. 7. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisées en ce que les esters de l'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale sont utilisés dans toute forme galénique employée en cosmétique: émulsions H/E et E/H, laits, lotions, gels, pommades, shampooings et après-shampooings, savons, laques pour cheveux, sans que cette liste soit limitative. 8. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisées en ce que les esters d'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale sont incorporés dans des vecteurs cosmétiques comme les liposomes, les chylomicrons, les macro-, micro- et nanoparticules ainsi que les macro-, micro- et nanocapsules, de les absorber sur des polymères organiques poudreux, les talcs, bentonites et autres supports minéraux. 9. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisées en ce que les esters d'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale, sont combinés dans les compositions cosmétiques avec tout autre ingrédient habituellement utilisé en cosmétique: lipides d'extraction et ou de synthèse, polymères gélifiants et viscosants, tensioactifs et émulsifiants, principes actifs hydro- ou liposolubles, extraits d'autres plantes, extraits tissulaires, extraits marins. 10. Compositions cosmétiques destinées au traitement du cheveu et du cuir chevelu selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisées en ce que les compositions cosmétiques contenant les esters de l'acide butyrique additionnés ou non d'hydrolysats protéiques et/ou de protéine du type lectine végétale sont destinées aux traitements et aux soins des cheveux et du cuir chevelu, à savoir le traitement anti-vieillissement et la protection solaire des cheveux, I'hydratation et l'effet de lissage, le traitement contre la chute des cheveux, leur protection contre la pollution et l'agression, le traitement pour augmenter la facilité de coiffage, pour augmenter le volume apparent.