Brevet FR2786097A1 — publié le 20000526

L'industrie cosmétique est en permanence à la recherche de nouveaux ingrédients qui possèdent de réelles activités amincissantes et qui soient utilisables de manière topique par le grand public. Jusqu'à maintenant, le discours tenu, tant scientifique que marketing, était basé sur l'argumentation suivante : au niveau de l'adipocyte, la stimulation de la libération du glycérol provoque un stockage de matériel lipidique cellulaire, et donc, en diminue le volume. Ceci, au niveau de la cellule, se traduit également au niveau du tissu adipeux par la diminution de son volume, apportant ainsi, localement, un effet amincissant du territoire concerné. De nombreuses solutions ont été proposées. Presque toutes comportent, outre la stimulation métabolique de la libération de glycérol par le biais d'un agent biochimique quelconque, l'ajout de caféine dans la préparation finale afin de prolonger 1'effet de l'AMPc intracellulaire qui régule positivement la libération de glycérol par l'adipocyte. L'objet de ce brevet réside dans une approche totalement différente. En effet, nous avons envisagé d'agir sur le métabolisme lipidique de l'adipocyte, non pas en augmentant la dégradation des molécules lipidiques stockées, mesurable par la libération de glycérol, mais en agissant en amont du mécanisme de stockage des graisses par cette cellule. Le cholestérol, les triglycérides et autres molécules lipidiques en provenance du catabolisme des graisses absorbées dans l'alimentation sont insolubles dans l'eau, et sont transportées dans la circulation sanguine par le biais d'entité biochimiques connues sous le nom de LDL (Low Density Lipoprotein ou lipoprotéine de basse densité). Ces LDL sont constituées, en moyenne, par 25% de protéines, 20 % de phospholipides, 35% de cholestérol estérifié et 10% de triglycérides. La membrane des adipocytes extériorise des récepteurs spécifiques aux LDL. Après la liaison du récepteur avec son ligand LDL, comme c'est le cas pour un grand nombre de récepteurs membranaires, il se produit une internalisation du complexe récepteur-LDL, suivie de la dissociation de ce complexe et libération dans l'adipocyte du contenu lipidique des LDL. Le récepteur libéré est alors recyclé dans la membrane. Ainsi qu'il est très souvent observé en Biologie, ce type de mécanisme est sous la dépendance d'une autorégulation. En effet, en fonction de sa concentration intracellulaire, à partir d'un seuil critique, le cholestérol entré dans l'adipocyte, va agir par un mécanisme AMPc-dépendant, aussi bien sur la néosynthèse de cholestérol libre et des triglycérides que sur celle de nouveaux récepteurs et/ou sur le recyclage du récepteur libéré dans la membrane de l'adipocyte. Ceci revient à dire que, plus la concentration de cholestérol libre dans l'adipocyte est élevée, plus les possibilités de stockage de nouvelles molécules de cholestérol et de triglycérides sont réduites par la baisse du nombre de récepteurs capables de fixer les LDL. L'idée à la base de ce brevet réside dans la déviation de ce mécanisme de régulation : utiliser un analogue du cholestérol, non métabolisable par l'organisme vers la voie de hormones stéroïdiennes. En effet, lorsque la concentration intracellulaire de molécules de type cholestérol (cholestérol + diosgénine) arrive à son seuil critique, la composition intracellulaire de l'adipocyte en vrai cholestérol (et donc également en triglycérides), est réduite puisque l'analogue structural du cholestérol mime le résultat de l'entrée du complexe récepteur-LDL dans l'adipocytes. Dans ces conditions, on obtient la réduction des lipides et triglycérides intra-adipocytaires, en particulier par la réduction des ARN messagers codant pour les récepteurs aux LDL et pour les enzymes impliquées dans le métabolisme lipidique telles que l'HMG-CoA réductase et l'HMG-CoA synthase (Post & al. (1997) Arterios. Thromb Vasc Biol 17 : 3064-3070). Par cet artifice, la diminution du nombre de récepteur LDL membranaire stoppe alors la fonction de stockage des graisses par l'adipocyte à un niveau bien inférieur à ses capacités réelles, limitant ainsi la taille de l'adipocyte lui-mme et ainsi, par extension, celle du tissu adipeux dans sa généralité. Cette demande de brevet concerne donc l'application industrielle de cette hypothèse et dans la solution pratique que nous y apportons car, après de nombreuses études, nous avons élaboré un extrait végétal qui est capable de répondre à ce dessein, mme lorsqu'il est utilisé de manière topique ; ce qui rend donc possible son utilisation en Cosmétique et en Dermopharmacie. La plante utilisée, Dioscorea opposita pousse principalement en Chine où elle est peu utilisée dans la médecine traditionnelle. Nous avons découvert que le principal principe actif présent dans les extraits de Dioscorea opposita faisant l'objet de ce brevet, est la diosgénine. La diosgénine, (également nitogénine, spirost-5-en-3-béta-ol), peut tre considérée comme un analogue structural du cholestérol, mais, contrairement à ce dernier, n'est pas métabolisable en hormone stéroïde. A ce jour, cette molécule est utilisée en cosmétique ou en Dermopharmacie, pour ses propriétés anti-inflammatoires (par exemple Yamada et al., (1997) Am. J. Physiol., 273 : G355-G364) ; comme partie de réactif permettant la détermination des taux de cholestérol dans la peau (par exemple brevet SU-88-4357046 et Lopokhin et al., Leth. Appl.) ; pour ses propriétés antiseptiques cutanée (par exemple brevets MX 88-10622) ou pour des applications capillaires en général (par exemple FR 90-14542). Pour obtenir les résultats attendus, il est possible d'utiliser une quelconque partie de la plante Dioscorea opposita entière, avec toutefois une préférence pour le rhizome. Les extraits de Dioscorea opposita peuvent tre obtenus selon le protocole suivant. Une quantité de 4,0 grammes de rhizome, séché et broyé, de Dioscorea opposita est ajoutée dans 100 ml d'éthanol. Après séchage, cet extrait alcoolique est repris par du glycérox (PEG6 caprilic capric triglycéride) pendant 1 heure à 60 C. Naturellement, à condition de respecter cette proportion, il est possible d'utiliser tous les multiples des valeurs données ici. La poudre sèche ainsi obtenue, de couleur jaune pâle peut tre utilisée telle quelle ou après remise en solution dans tous les solvants possibles. Selon les origines des plantes et les méthodes d'extraction utilisées, les analyses de ces poudres sèches réalisées par chromatographie liquide haute performance (CLHP) démontrent la présence de diosgénine à des concentrations variant entre 0,05 et 30,0 % (p/p). Les solvants d'extraction cités ci-dessus ne sont pas limitatifs et peuvent tre choisis parmi l'eau, le propylène glycol, le butylène glycol, la glycerine, le polyéthylène glycol, les éthers méthyliques et/ou éthyliques des diglycols, les polyols cycliques, les diglycols éthoxylés ou propoxylés, les alcools (méthanol, éthanol, propanol, butanol), ou tout mélange de ces solvants. Par ailleurs, il est possible de réaliser des extraits de Dioscorea opposita par d'autres procédés comme, par exemple, la macération, la simple décoction, la lixiviation, 1'extraction sous reflux, 1'extraction supercritique, 1'extraction au moyen d'ultrasons ou de micro-ondes ou enfin au moyen de techniques à contre courant, sans que cette liste soit limitative. L'incorporation des extraits de Dioscorea opposita dans les compositions cosmétiques est réalisée par tout type de procédé classiquement utilisé en Cosmétologie et en Dermopharmacie. Sans tre limitatifs, les trois exemples suivants donnent des utilisations possibles des extraits obtenus. Exemple N 1 : Gel amincissant CarbopolR 1342 0,3 Propylène glycol 2 Glycérine 1 Vaseline blanche 1,5 Cylomethicone 6 Sipol C16C18S3 0,5 Lubrajel MS 10 Triéthanolamine 0,3 Extrait de Dioscorea opposita 5, 0 Eau, conservateurs, parfum qsp 100 g. Exemple N 2 : Crème amincissante BrijR 721 2,4 BrijR 72 2,6 ArlamolR E 8,0 Cire d'abeille 0,5 AbilR ZP 2434 3,0 Propylène glycol 3,0 CarbopolR 941 0,25 Triéthanolamine 0,25 Extrait de Dioscorea opposita 5,0 Eau, conservateurs, parfums qsp 100 g. Exemple ? 3 : Lotion alcoolique Ethanol 5.0 Propylène glycol 2.0 AbilR B8851 0.5 EumulginR L 0.6 Extrait de Dioscorea opposita 5,0 Eau, conservateurs, parfum qsp 100 g Seuls, trois effets biochimiques et physiologiques bénéfiques mis en évidence au cours du développement des extraits de Dioscorea opposita, seront illustrés dans les exemples suivants, sans que cette liste soit pour autant limitative. Exemple 4 Réduction de l'accumulation de triglycérides in vitro II est bien connu que lorsque certaines conditions de culture cellulaire sont réunies, les fibroblastes 3T3-L1 sont capables de se différentier en adipocytes (Kawade et al. In Comp. Biochem. Physiol. (1990) 96AN 2 : 323-326). Les triglycérides retrouvés dans les adipocytes venant de se différencier, proviennent du glycérol nouvellement synthétisé à partir de la glycolyse normale. Dans des conditions de culture cellulaire, comme il est tout à fait possible d'apporter du glucose marqué au 14c dans le milieu de culture, le dosage des 14C- triglycérides signera le niveau de la synthèse de triglycérides par les adipocytes. La culture cellulaire des 3T3-L1 est réalisée tout à fait classiquement, dans un milieu de culture DMEM + des extraits de sérum de veau. Après 24 heures, la différentiation est initiée par l'ajout d'un mélange isobutylmethylxanthine/ dexaméthasone/mitomycin/14C-glucose (0,5 pCi. ml-') au mme milieu de culture. L'extrait végétal à tester, ou son solvant pour ! a série contrôle, est ajouté à cette mixture aux concentrations requises. Après 7 jours de culture, les triglycérides présents dans les cultures sont extraits à l'heptane, et sont dosés dans cette phase au moyen d'une méthode classique de scintillation liquide. Les test sont réalisés en triplicate. Dans ces conditions, en présence 3,0 et de 6,0 % de notre extrait, la radioactivité retrouvée, et donc la quantité de triglycérides dans les adipocytes, est diminuée respectivement de 21,2 1,1 % et de 45,4 0,9 % par rapport aux valeurs contrôles, donc sans notre extrait. Par ailleurs, nous avons contrôlé d'une part que la présence de produit ne modifiait pas le nombre de cellules à la fin de l'essai et que, d'autre part, la radioactivité mesurée correspondait bien à des triglycérides et non à du 4C-glucose ou à du 14C-glycérol qui n'auraient pas étés métabolisés en triglycérides. Cet exemple démontre d'une part que le système cellulaire étudié est correct puisqu'on y retrouve bien la transformation du 14C-glucose en triglycérides attendue et que, d'autre part, 1'extrait testé présente une efficacité réelle qui est dose-dépendante. Exemple 5 : Estimation du nombre de recepteurs-LDL membranaires in vitro La méthode utilisée ici repose sur le principe suivant. Le nombre de récepteurs membranaires est estimé sur des cultures du mme type des cellules que dans 1'exemple précédent, en l'absence ou en présence de notre extrait ajouté aux mme concentrations que ci-dessus. Pour ce faire, nous avons utilisé une technique connue sous le nom anglais de binding (soit : étude de la liaison d'un récepteur avec son ligand spécifique), qui consiste à mettre en présence des membranes cellulaires avec différentes concentrations de son ligand spécifique au récepteur à étudier, marqué par un isotope facilement mesurable et, après rinçage, de mesurer la radioactivité restant et donc la quantité de ligand fixé sur les récepteurs. L'interprétation des mesures par la méthode de Scatchard permet, entre autres paramètres, d'évaluer le nombre de récepteurs sur les membranes étudiées. Les mmes expériences sont effectuées dans les mmes conditions mais en présence de cytochalasine-B. Ce produit est connu pour perturber les microsquelette par inhibition de la formation des filaments de myéline intracellulaire et donc, de bloquer le processus d'internalisation et de recyclage des récepteurs des LDL, mme si l'association ligand-récepteur a bien lieu. Le tableau suivant montre les résultats obtenus sur trois séries d'expérimentations différentes, exprimés en pourcentage de variation par rapport à la mesure effectuée en l'absence d'extrait à tester et de cytochalasine-B. Cytochalasine-B Absence Présence Contrôles1001, 1%95, 4 2,0 % Extrait (3, 0 %) 86,4 + 3, 9 % 96,1 1, 8 % Extrait (6,0 %) 72,1 4, 1 % 97,9 1, 5 % Cet exemple démontre qu'en présence de nos extraits mais en l'absence de cytochalasine-B, le nombre de récepteurs présents sur la membrane externe des cellules étudiées diminue, et ce, de manière concentration-dépendante. En présence de cytochalasine-B, sur des cellules contrôles, le nombre de récepteurs est sensiblement identique à celui trouvé en son absence. Ceci prouve que la cytochalasine-B ne perturbe pas le système étudié, ce qui valide les résultats suivants. En effet, en présence de cytochalasine qui inhibe le transport intracellulaire, le nombre de récepteurs à la surface des cellules étudiées est sensiblement identique à celui trouvé chez les cellules contrôles. Ceci prouve que c'est bien notre extrait qui a provoqué la diminution du nombre de récepteurs des LDL à la surface du système cellulaire in vitro étudié. Exemple 6 : Diminution des ARN messagers codant pour les récepteurs altx LDL etpour les HMG-CoA réductnse et HMG-CoA syntltase Après une période de 48 à 72 heures de culture sous des conditions classiques, des préadipocytes 3T3-LI sont incubes pendant 24 heures en présence ou en l'absence de différentes concentrations de notre extrait de Dioscorea opposita. La détermination de ARN messagers codant pour les récepteurs aux LDL et pour les HMG-CoA réductase et HMG-CoA synthase est alors réalisée par la technique classique Northern-blot, essentiellement comme il est décrit dans Twisk et al. (1993, Biochem. J290 : 685-691) ou par Ranheim et al. (1995, L. Lipid Res. 36 : 2079-2089). Les résultats suivants sont exprimés en pourcentage de variation des taux des différents ARN messagers mesurés dans les expériences faites en présence de nos extraits par rapport aux contrôles (donc en l'absence de nos extraits de Dioscorea opposita). Extrait (3,0 %) Extrait (6,0 %) Récepteur aux LDL-13,5 l, l %-22, 2 + 2,2 % HMG-CoA réductase-19, 4 1,2 %-27,9 3,6 % HMG-CoA synthase-29,7 1,8 %-40,3 3,1 % En conclusion, les exemples ci-dessus démontrent que nos extraits de Dioscorea opposita répondent bien aux exigences de l'hypothèse développée dans ce brevet pour obtenir une diminution du volume tissulaire par inhibition du stockage de matériel biochimique lipidique dans le tissu adipeux, et que cet effet est concentration dépendant. La concentration de diosgénine dans les extraits de Dioscorea opposita (dénommés Extraits dans la suite de cette description) peut varier entre 0.05% et 30% (p/p), préférentiellement entre 0,5 % et 25,0 % (p/p). La concentration des Extraits peut varier entre 0.01 % et 50 % (p/p), préférentiellement entre 0,1 % et 10 % (p/p) dans la composition cosmétique ou dermopharmaceutique finie. Les Extraits peuvent tre utilisés dans toute forme galénique employée en cosmétique ou dermopharmacie : émulsions H/E et E/H, laits, lotions, polymères gélifiants et viscosants, tensioactifs et émulsifiants, pommades, lotions capillaires, shampooings, savons, sticks et crayons, sprays, huiles corporelles, sans que cette liste soit limitative. Il est possible d'incorporer les Extraits 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. Les Extraits peuvent tre 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 Extraits sont utilisés tels quels, dans des compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques en tant que telles ou pour la préparation d'un médicament pour tous les soins de la peau, particulièrement le traitement amincissant des surcharges pondérales des cuisses et des hanches, le traitement de la cellulite et le raffermissement cutané. REVENDICATIONS 1. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques, caractérisées en ce qu'elles contiennent un extrait de Dioscorea opposita. 2. Compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques selon la revendication 1 caractérisés en ce que l'extrait contient entre 0,05% et 30,0%, préférentiellement entre 0,5 % et 25,0 % (p/p) de diosginine 3. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon les revendications 1 et 2 caractérisées en ce que l'extrait est obtenu à partir d'une quelconque partie de la plante entière ou, de préférence, à partir du rhizome. 4. Compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques selon les revendication 1 à 3 caractérisées en ce que l'extrait est obtenu avec des solvants d'extraction choisis parmi l'eau, le propylène glycol, le butylène glycol, la glycérine, le polyéthylène glycol, les éthers méthyliques ou éthyliques des diglycols, les polyols cycliques, les diglycols éthoxylés ou propoxylés, les alcools (méthanol, éthanol, propanol, butanol), ou tout mélange de ces solvants. 5. Compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques selon les revendications 1 à 4 caractérisées en ce que l'extrait est obtenu par extraction éthanolique puis, par traitement par du glycérox, pendant I heure à 60 C et séchage pour obtenir une poudre de couleur jaune clair. 6. Compositions cosmétiques et dermopharmaceutiques selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisées en ce que 1'extrait est obtenu par des techniques de macération ou par d'autres procédés comme, par exemple, la simple décoction, la lixiviation, 1'extraction sous reflux, 1'extraction super critique, 1'extraction au moyen d'ultrasons ou de micro-ondes ou enfin des techniques à contre courant. 7. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon l'une des revendication 1 à 6 caractérisées en ce que 1'extrait est utilisé soit sous forme liquide, soit sous forme sèche obtenue par les techniques classiques de précipitation, de séchage, d'évaporation, d'atomisation ou de lyophilisation. 8. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que la concentration de 1'extrait varie entre 0.01 % et 50 % (p/p), préférentiellement entre 0,1 % et 10 % (p/p). 9. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisées en ce qu'elles se présentent sous toute forme galénique employée en cosmétique ou dermopharmacie : émulsions H/E et E/H, laits, lotions, polymères gélifiants et viscosants, tensioactifs et émulsifiants, pommades, lotions capillaires, shampooings, savons, sticks et crayons, sprays, huiles corporelles. 10. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisées en ce que 1'extrait est incorporé 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. 11. Compositions cosmétiques ou dermopharmaceutiques selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisées en ce que l'extrait est utilisé 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. 12. Utilisation de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans les applications cosmétiques et dermopharmaceutiques pour les soins de la peau ainsi que pour la préparation de médicaments pour tous les soins cutanés, et, particulièrement le traitement amincissant des surcharges pondérales des cuisses et des hanches, le traitement de la cellulite et le raffermissement cutané 13. Utilisation de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans les applications cosmétiques et dermopharmaceutiques pour les soins de la peau ainsi que pour la préparation de médicaments pour tous les soins cutanés, pour obtenir une réduction des concentrations des lipides, du cholestérol et des triglycérides intra-adipocytaires, en particulier par la réduction des ARN messagers codant pour les récepteurs aux LDL et pour les enzymes impliquées dans le métabolisme lipidique (HMG-CoA réductase et HMG-CoA synthase).