Brevet FR2891138A1 — publié le 20070330

UTILISATION DU FER COMME STIMULANT DE LA SYNTHESE DU COLLAGENE PAR LES FIBROBLASTES CUTANÉS L'invention a pour objet une nouvelle application du fer, à savoir son effet sur la stimulation de la synthèse du collagène par des fibroblastes cutanés, notamment humains, lorsqu'il est utilisé par voie topique. Elle concerne aussi les applications potentielles qui en découlent et notamment la lutte contre l'apparition des rides, l'amélioration de la restructuration du derme et plus généralement l'effet anti-âge. Elle consiste également dans l'élaboration d'une composition cosmétique contenant du fer provenant d'un extrait de pierre. Le document US2004/0105894A1 met l'accent sur le rôle de certains métaux de transition, en particulier celui du cuivre, du zinc et du manganèse comme cofacteur d'enzymes intervenant dans le processus du vieillissement cellulaire. Ces ions métalliques interviendraient par exemple comme cofacteur de la superoxide dismutase (SOD) responsable de la destruction des anions précurseurs d'espèces oxygénées réactives toxiques, directement impliqués dans le phénomène de vieillissement. L'invention décrite dans ce document consiste à permettre le passage des ions métalliques, au niveau de la peau, en les complexant avec des nucléotides ou des glycosides, en présence de gluthatione et d'une source d'énergie telle qu'ATP. Le gluthatione permet le stockage intra-cellulaire de l'ion tandis que l'ATP assure le transfert de l'ion métallique jusqu'à l'enzyme SOD. Le fer est mentionné comme cofacteur possible, toutefois systématiquement combiné au cuivre. Le document effect of free iron on collagen synthesis, cell proliferation and MMP-2 expression in rat hepatic stellate cell Biochem Pharmacol. 2002 Oct 1;64(7) : 1139-45 décrit l'effet du fer sur la stimulation de la synthèse du collagène par les cellules hépatiques. Le document Iron mobilization from crocidolite as enhancer of collagen content in rat lung fibroblasts Biochem Pharmacol. 1997 Jun 1;53(11) :1659-65 décrit l'influence de l'amiante sur le taux de collagène contenu dans les cellules pulmonaires. Dans le cadre de sa recherche, le Demandeur a constaté que le fer utilisé sous forme libre ou complexée était capable, à lui seul, de stimuler la synthèse du collagène par les fibroblastes cutanés humains. Le document JP62198608 décrit un produit de maquillage constitué de particules solides dont notamment du fer, sous forme d'hématite ou de magnétite. Il est indiqué que l'application de ces molécules à la surface de la peau constitue un écran physique permettant de refléter les rayons UV responsables de coups de soleil et par conséquent, de ralentir le vieillissement de la peau. L'effet anti-age décrit dans ce document est donc une conséquence indirecte de la capacité des particules à protéger physiquement la peau du rayonnement UV. Il n'est en rien divulgué que le fer agirait chimiquement comme stimulant de la synthèse du collagène. Par conséquent, l'invention a pour objet l'utilisation du fer comme stimulant de la synthèse du collagène par les fibroblastes cutanéshumains. Le fer peut se présenter sous forme libre ou complexée qu'il soit utilisé par voie orale ou par voie topique, en particulier sous sa forme Fe 2+. Le Demandeur a constaté que de manière tout à fait surprenante, les extraits liquides de pierre contenant du fer, lesdits extraits étant mis en oeuvre dans des concentrations pouvant être très faibles (à partir de 0.05%) étaient capables de stimuler la synthèse de collagène des fibroblastes. Tout porte donc à penser que la composition de l'extrait de pierre potentialiserait l'action du fer qu'il contient. Dans un mode de réalisation particulier, le fer est donc utilisé sous la forme d'un extrait de pierre, de préférence liquide choisi dans le groupe comprenant: Olivine ou Peridot (silicate de fer et de magnésium), Magnétite (oxyde de fer), Limonite (hydroxyde de fer), Ankérite (carbonate de calcium, fer, magnésium et manganèse), Rhodonite (silicate de fer, magnésium, manganèse et calcium), Lazulite (phosphate de aluminium, fer et magnésium et hématite). Avantageusement, l'extrait est un extrait d'hématite. L'hématite rouge (ou oligiste) est un minéral qui appartient au groupe des oxydes. C'est un oxyde ferrique, dont la formule chimique est Fe2O3 (poids moléculaire: 159.69). Un tel extrait est obtenu selon un procédé consistant pour l'essentiel: à broyer la pierre, - à solubiliser les particules par hydrolyse acide, à stabiliser le produit par complexation des ions fer, - puis à filtrer l'extrait. Ce procédé général est décrit dans la revue SOFW journal, 2005, 129(11), 18-22. Rien n'est indiqué concernant sa mise en oeuvre spécifique. Ce document se rapporte à des extraits de pierre, en particulier de malachite, riche en cuivre, de smithsonite, riche en zinc et de rhodochrosite, riche en manganèse. Ces extraits sont utilisés comme protecteur cellulaire vis à vis du stress oxydatif causé par l'environnement (pollution, UV, tabac..). Le mécanisme d'action de ces 3 extraits est distinct, chacun de ces 3 produits agissant à des niveaux cellulaires différents: - l'extrait de malachite protège les kératinocytes au niveau de l'épiderme, - l'extrait de rhodochrosite protège les fibroblastes au niveau du derme, - l'extrait de smithsonite protège l'ADN via la stimulation d'une protéine de stress, la métallothionéine. En pratique et selon le procédé de l'invention, l'hématite broyée est dissoute dans une solution acide concentrée et à chaud. Les acides utilisés sont choisis dans le groupe comprenant l'acide chlorhydrique, l'acide citrique, l'acide bromique ou l'acide phosphorique. L'étape suivante consiste à ajouter à l'extrait, un complexe ou mélange de complexes spécifiques du fer tel que oxalate, citrate, tartrate, salicylate, aspartate, gluconate ou EDTA (Ethylènediaminetetracétique). Le pH de l'extrait est ensuite ajusté au pH cutané en ajoutant une base telle que la potasse ou bicarbonate de sodium. L'extrait obtenu est ensuite filtré et conservé par ajout d'un système conservateur. Comme indiqué précédemment, le fer peut être utilisé pour diverses applications, en particulier pour toutes les applications anti-âge dans lesquelles le collagène est impliqué. 35 C'est notamment l'effet sur la restructuration du derme qui est recherché. L'invention a également pour objet une composition cosmétique contenant en tant qu'actif, au moins un extrait liquide de pierre contenant du fer sous forme complexée. Le fer peut se présenter sous forme de fer ferreux ou ferrique en fonction de la composition de la pierre d'origine. Dans un mode de réalisation particulier, l'extrait contient au moins 0.1%, avantageusement au moins 0,5% en poids de fer total ferreux et/ou ferrique, en pratique inférieur à 1% en poids.,. Avantageusement, l'extrait de pierre est un extrait d'hématite bien que les extraits de pierre cités précédemment puissent être aussi utilisés. En pratique, ce produit représente entre 0.01 et 20% en poids de la composition, avantageusement entre 0.1 et 5% en poids. La composition cosmétique de l'invention est en général appliquée par voie topique. La composition selon l'invention peut se présenter sous toutes les formes galéniques normalement utilisées pour une application topique sur la peau ou les cheveux, notamment sous forme d'une forme anhydre, d'une émulsion huile-dans-eau ou eau-dans- huile ou multiple, d'une émulsion siliconée, d'une microémulsion ou nanoémulsion. Cette composition peut être plus ou moins fluide et avoir l'aspect entre autres d'une crème blanche ou colorée, d'une pommade, d'un lait, d'une lotion, d'un sérum ou d'un 25 gel. La composition de l'invention peut contenir les adjuvants habituels dans les domaines cosmétique et dermatologique, tels que les matières grasses, les émulsionnants et co-émulsionnants, les gélifiants hydrophiles ou lipophiles, les actifs hydrophiles ou lipophiles, les conservateurs, les antioxydants, les solvants, les parfums, les charges, les filtres hydrophiles et lipophiles, les matières colorantes, les neutralisants, les agents pro-pénétrants, et les polymères. Les quantités de ces différents adjuvants sont celles classiquement utilisées dans les 35 domaines considérés, et par exemple de 0.01 à 30% du poids total de la composition. Ces adjuvants, selon leur nature, peuvent être introduits dans la phase grasse ou dans la phase aqueuse. Comme matières grasses utilisables dans l'invention, on peut utiliser les huiles minérales, les huiles d'origine animale (lanoline), les huiles végétales, les huiles de synthèse (isopropyl myristate, octyldodecyl, isostearyl isostearate, decyl oleate, isopropyl palmitate), les huiles siliconées (cyclomethicone, dimethicone) et les huiles fluorées. On peut utiliser comme matières grasses des alcools gras, des acides gras, des cires et des gommes et en particulier les élastomères de silicone. Comme émulsionnants et coémulsionnants utilisables dans l'invention, on peut citer par exemple les esters de polyglycérols et d'acide gras, les esters de sucrose et d'acide gras, les esters de sorbitane et d'acide gras, les esters d'acide gras et de sorbitane oxyéthylénés, les ethers d'alcool gras et de PEG, les esters de glycérol et d'acide gras, les alkyl sulfates, les alkyl ether sulfates, les alkyl phosphates, les alkyl polyglucosides, les dimethicone copolyols. Comme gélifiants hydrophiles, on peut citer en particulier les polymères carboxyvinyliques (carbomer), les copolymères acryliques tels que les copolymères d'acrylates/alkylacrylates, les polyacrylamides, les polysaccharides tels que la gomme xanthane, la gomme guar, les gommes naturelles telles que la gomme de cellulose et dérivés, les amidons et leurs dérivés, les argiles et les copolymères d'acide 2-acrylamido-2méthylpropane. Comme gélifiants lipophiles, on peut citer les argiles modifiées comme les bentones, les sels metalliques d'acides gras, la silice hydrophobe et l'éthylcellulose. La composition cosmétique peut également contenir des actifs. Comme actifs, on peut utiliser notamment les dépigmentants, les antiradicalaires, les émollients, les hydratants, les anti-séborrhéiques, les anti-inflammatoires, les anti-acnéiques, les agents kératolytiques et/ou desquamants, les agents anti-rides et tenseurs, les agents drainants, les agents anti-irritants, les agents apaisants, les amincissants tels que les bases xanthiques (caféine), les vitamines et leurs mélanges, les agents matifiants, les actifs anti-âge tel que le retinol, les cicatrisants, les antiseptiques et les huiles essentielles. La composition cosmétique peut contenir d'autres extraits de pierre, tels que les extraits de Malachite, de Smithsonite et de Rhodochrosite. Comme conservateurs utilisables selon l'invention, on peut citer l'acide benzoïque, ses sels et ses esters; l'acide sorbique et ses sels; les parabens, leurs sels et esters; le triclosan; l'imidazolidinyl urée; le phenoxyethanol; la DMDM hydantoïne; le diazolidinyl urée; la chlorphenesine. Comme antioxydants utilisables selon l'invention, on peut citer les agents chelatants tels que l'EDTA et ses sels, le metabisulfite de sodium, le salicylate de sodium, le tartrate de sodium, le gluconate de sodium, le citrate trisodique. Comme solvants utilisables selon l'invention, on peut citer l'eau, l'éthanol, la glycérine, le propylène glycol, le butylène glycol, le sorbitol. Comme charges utilisables selon l'invention, on peut citer le talc, le kaolin, le mica, la serecite, le magnesium carbonate, l'aluminium silicate, le magnesium silicate, les poudres organiques telles que le nylon. Comme filtres utilisables selon l'invention, on peut citer les filtres UVA et UVB classiquement utilisés tels que la benzophenone-3, le butyl methoxydibenzoyl methane, l'octocrylène, l'octyl methoxycinnamate, le 4methylbenzylidene camphor, l'octyl salycylate, le tacephthalydene dicamphor sulfanic acid, et le drométrizole trisiloxane. On citera également les filtres physiques TiO2 et ZnO sous leurs formes micrométriques et nanométriques, enrobés ou non enrobés. Comme matières colorantes utilisables selon l'invention, on peut citer les colorants lipophiles, les colorants hydrophiles, les pigments et les nacres habituellement utilisés dans les compositions cosmétiques ou dermatologiques, et leurs mélanges. Comme neutralisants utilisables selon l'invention, on peut citer la soude, la triethanolamine, 1'aminomethyl propanol, l'hydroxyde de potassium. Comme agents propénétrants utilisables selon l'invention, on peut citer les alcools et glycols (éthanol, propylène glycol), l'éthoxydiglycol, les alcools et acides gras (acide 35 oléique), les esters d'acides gras, le dimethyl isosorbide. La composition selon l'invention peut être utilisée comme produit de soin, comme produit de nettoyage, et/ou comme produit de maquillage de la peau, comme produit de protection solaire, ou comme produit capillaire. L'invention a également pour objet un procédé de traitement cosmétique du vieillissement de la peau consistant à appliquer localement une quantité efficace de la composition cosmétique précédemment décrite, par voie topique. Le procédé vise également à lutter contre l'apparition des rides et à favoriser la restructuration du derme en stimulant la synthèse du collagène par les fibroblastes cutanés. L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples suivants à l'appui des figures annexées. Exemple 1: Fabrication d'un extrait liquide d'hématite Après broyage de l'hématite, les particules sont dissoutes à chaud dans une solution acide concentrée. Les fers ferreux et ferrique contenus dans la pierre sont ensuite complexés pour éviter de précipiter. Le pH de l'extrait est ensuite ajusté au pH cutané par ajout d'une base. L'extrait est enfin filtré. Exemple 2: effet de l'extrait de l'exemple 1 sur la stimulation de la synthèse du collagène 1/ Principe L'influence du produit sur l'expression du pro-collagène I est étudiée dans un modèle de fibroblastes humains normaux cultivés en monocouche. Le pro-collagène I est quantifié à l'aide d'un kit Elisa. (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay) sur lysats cellulaires. Par ailleurs, les protéines contenues dans les lysats cellulaires sont quantifiées par une méthode spectrocolorimétrique selon la méthode de Bradford. Sont inclus dans l'étude, un contrôle négatif, constitué par le milieu de culture ainsi qu'un contrôle positif, représenté par le TGF-(3 (Transforming Growth Factor (3) à 10 ng/ml. Les collagènes types I, II, II, IV et V sont synthétisés à partir de molécules précurseurs dénommées pro-collagène .Ces molécules contiennent des substances peptidiques additionnelles dénommées propeptides . Ces pro-peptides ont pour fonction de faciliter la transformation du pro-collagène en triple hélice dans le réticulum endoplasmique. Les pro-peptides sont ensuite clivés au moment de la sécrétion du collagène, lequel polymérise alors en fibrilles extracellulaires. Dès lors, le taux de pro-peptides reflète le taux de molécules de collagène synthétisées. 2/ Déroulement de l'étude Les fibroblastes sont incubés 48 heures à 37 C, sous atmosphère humide et 5 % de CO2 en milieu de culture seul ou en présence du produit de référence ou de concentrations croissantes des actifs à l'essai. Après 48H d'incubation du produit à l'essai, le procollagène de type I et les protéines totales contenus dans les lysats cellulaires sont quantifiés. Les résultats sont obtenus en quantité (ng) de pro-collagène de type I C- Peptide par quantité ( g) de protéines totales du tapis cellulaire (moyennes+/- la déviation standard, S.D.). La significativité statistique (*) des différences observées entre la condition témoin et chaque condition traitée est évaluée par une analyse de la variance à un facteur sur les rangs (One Way ANOVA on Ranks) suivie d'un test de Dunn's (* : p 3/ Résultats Concentration (v/v) en actif Variation du Taux de Procollagène de type I intrafibroblastique par rapport au témoin 0.05 % + 109 % (p Exemples 3: formulations Crème anti-âge Ingrédients Quantité (%) Cetyl Alcohol, Glyceryl Stearate, PEG-75 4.50 Stearate, Ceteth-20, Steareth-20 Alcool cétostéarylique 1.00 Cyclopentasiloxane 3.00 Myristate d'Octyldodécyle 2.00 Octyl Methoxycinnamate 5.00 Benzophenone-3 2.00 Aluminium starch octenylsuccinate 3.00 Phenoxyethanol, Methylparaben, 1. 00 Butylparaben, Ethylparaben, Propylparaben Carbomer 0.15 Gomme xanthane 0.20 EDTA disodique 0.05 Glycérine 2.00 Extrait de l'exemple 1 3.00 Acétate de tocophérol 0.50 Parfum 0.30 Eau Qsp 100 Lait corporel Ingrédients Quantité (%) PEG-6 Stearate, Ceteth-20, Steareth-20 8.00 Propylene Glycol Dipelargonate 10.00 Acide behenique 1.00 Huile de jojoba 3.00 Dimethicone 2.00 Cyclomethicone 3.00 Phenoxyethanol, Methylparaben, Butylparaben, 1.00 Ethylparaben, Propylparaben Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer 0.2 Gomme guar 0.30 Extrait de l'exemple 1 1.00 Glycérine 3.00 Sodium Hydroxide (10% solution) 0.30 Acide Ascorbique 0.05 Parfum 0.40 Eau Qsp 100 Emulsion H/E Ingrédients Quantité (%) Phenoxyethanol, Methylparaben, Butylparaben, 1.0 Ethylparaben, Propylparaben Eau Qsp 100 Magnesium aluminium silicate 1.5 Glycerine 3.0 Gomme Xanthane 0.1 Polysorbate-60 0.9 Glyceryl Stearate, PEG-100 Stearate 2.1 Alcool Cetylique 2.6 Huile de paraffine 7.5 Myristate d'Isopropyle 7. 5 Ethoxydiglycol 5.0 Extrait de l'exemple 1 5.0 Parfum 0.2 Triethanolamine 0.3 Emulsion E/H Ingrédients Quantité (%) Glycerine 3.0 Propylene Glycol, Diazolidinyl Urea, 1.0 Methylparaben, Propylparaben Chlorure de sodium 0.5 Sulfate de Magnesium 0.5 Polyglyceryl-3 Diisostearate 2.5 Isohexadecane 3.5 Caprylic/Capric Triglyceride 5.8 Huile de vaseline 6.0 Dimethicone 4.0 Parfum 0.1 Extrait de l'exemple 1 2. 5 Eau Qsp 100 Emulsion multiple W/O/W Ingrédients Quantité (%) PEG-30 Dipolyhydroxystearate 2.40 Isohexadecane 9.00 PPG-15 Stearyl Ether 4.50 Caprylic/Capric Triglyceride 4.50 Sulfate de magnesium 0.82 Propylene Glycol, Diazolidinyl Urea, 1.20 Methylparaben, Propylparaben Poloxamer 407 2.00 Glycerine 3.00 Gomme Xanthane 0.70 Parfum 0.20 Extrait de Malachite 2.0 Extrait de l'exemple 1 0.5 Eau Qsp 100 Crème solaire Ingrédients Quantité (%) DEA Cetyl Phosphate 2.0 Glyceryl Stearate, PEG- 100 Stearate 4.0 Octyl Methoxycinnamate 6.0 Butyl Methoxydibenzoylmethane 2.0 Benzophenone-3 1.0 Titanium Dioxide 2.0 Cocoate de butylene glycol 4. 0 Cyclomethicone 3.0 Acetate de Tocopherol 0.5 EDTA disodique 0.1 Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylates Crosspolymer 0.2 Gomme Xanthane 0.3 Phenoxyethanol, Methylparaben, Ethylparaben, 1.0 Propylparaben, Isobutylparaben Butylene Glycol 3.0 Hydroxide de Sodium (solution 10%) 0. 4 Parfum 0.3 Extrait de l'exemple 1 2.0 Eau Qsp 100 Fond de teint Ingrédients Quantité (%) Glyceryl Stearate, Propylene Glycol Stearate, 5. 00 Glyceryl Isostearate, Propylene Glycol Isostearate, O1eth-25, Ceteth- 25 Glyceryl Dibehenate, Tribehenin, Glyceryl 1.00 Behenate Huile de ricin hydrogénée 1.00 Oleate d'ethoxydiglycol 6.00 Isostearate d'Isostearyle 4. 00 Myristate d'isopropyle 2.00 Alcool Cetostearylique 2.00 Dimethicone 5. 00 Acetate de Tocopherol 0.50 Phenoxyethanol, Methylparaben, Ethylparaben, 0.60 Propylparaben, Isobutylparaben Gomme Xanthane 0.40 Microcrystalline Cellulose, Cellulose Gum 1.50 Titanium Dioxide 6.60 Iron Oxides (Yellow pigment) 1.55 Iron Oxides (Red Pigment) 0.43 Iron Oxides (Black pigment) 0.11 Dimethicone, Dimethiconol 3.00 Extrait de Rhodochrosite 1.00 Extrait de l'exemple 1 3.00 Eau Qsp 100 Sérum Ingrédients Quantité (%) Eau Qsp 100.00 Butylène Glycol 4.00 Glycérine 2.00 Extrait de l'exemple 1 0.50 Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylates Crosspolymer 0.40 Hydroxyethylcellulose 0.20 EDTA disodique 0.05 Acétate de tocophérol 0.50 Isostearyl alcohol, Butylene glycol cocoate, 0.50 ethylcellulose Phenoxyethanol, Methylparaben, Ethylparaben, 0.70 Propylparaben, Isobutylparaben Chlorphénesine 0.20 Sodium ascorbyl phosphate 1.00 Extrait de bourgeons de hêtres 2.00 Hydroxyde de sodium (10%) 1.00 Parfum 0.20 Gel Ingrédients Quantité (%) Eau Qsp 100.00 Propylene Glycol 2.00 Glycérine 4.00 DMDM Hydantoin, Iodopropinyl Butylcarbamate 0.40 Carbomer 1.00 Extrait de l'exemple 1 4.00 Hydroxyde de sodium 1.50 Parfum 0.15 PEG-40 Hydrogenated castor oil, Polysorbate 20 0.50 Déodorant- Antiperspirant Ingrédients Quantité (%) Eau Qsp 100.00 Hydroxyethylcellulose 0.6% Disodium EDTA 0.1% Aluminium chlorohydrate 10% Ethoxydiglycol 20% Etyl alcohol 20% Extrait de l'exemple 1 4.00 Glycerine 2% PEG-40 Hydrogenated castor oil, Polysorbate 20 350 Parfum 0.15 REVENDICATIONS 1/ Utilisation de fer comme stimulant de la synthèse du collagène par les fibroblastes cutanés. 2/ Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fer se présente sous forme libre et/ou complexée, en particulier sous sa forme Fe 2+. 3/ Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fer se présente sous la 10 forme d'un extrait de pierre. 4/ Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrait est un extrait liquide. 5/ Utilisation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'extrait de pierre est un extrait d'hématite. 6/ Composition cosmétique caractérisée en ce qu'elle contient en tant qu'actif, au moins un extrait liquide de pierre contenant du fer sous forme complexée. 7/ Composition cosmétique selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'extrait contient au moins 0.1% en poids de fer complexé ferreux et/ou ferrique. 8/ Composition selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que l'extrait de 25 pierre est un extrait d'hématite. 9/ Composition cosmétique selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'extrait de pierre représente entre 0.01 et 20% en poids de la composition. 10/ Utilisation de la composition cosmétique objet de l'une des revendications 6 à 9 comme stimulant de la synthèse du collagène par les fibroblastes cutanés. 11/ Utilisation de la composition selon la revendication 10 comme antiâge. 12/ Utilisation de la composition selon l'une des revendications 10 ou 11 dans un produit de soin, produit de nettoyage, produit de maquillage de la peau, produit de protection solaire, ou produit capillaire 13/ Procédé de traitement cosmétique du vieillissement de la peau consistant à appliquer localement une quantité efficace de la composition cosmétique objet des revendications 6 à 9, par voie topique.