Anti-inflammatory and anti-bacterial properties of tetramethylhexadecenyl succinyl cysteine (TSC): a skin-protecting cosmetic functional ingredient

Synopsis Background The skin is the first line of defence against exposure to microbial, physical, environmental and chemical insults. In mobilizing a protective response, several different cell types located in our skin release and respond to pro-inflammatory cytokines ensuring skin homeostasis and health. However, chronic activation of this response eventually causes damage resulting in premature ageing. Diosodium tetramethylhexadecenyl succinyl cysteine (TSC or SIG1273), an isoprenylcysteine small molecule, down modulates these inflammatory signalling pathways in various cell types (keratinocytes, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and endothelial cells) and possesses anti-bacterial properties. Thus, TSC represents a novel cosmetic functional ingredient that provides a broad spectrum of benefits for the skin. Objective To assess the anti-inflammatory properties of TSC in several cutaneous cell types and further investigate its anti-microbial activity. Methods Cultured normal human epidermal keratinocytes were exposed to chemical irritant phorbol 12-myrisate 13-acetate (TPA) or ultraviolet-B light (UVB) to induce pro-inflammatory cytokine (IL-6, IL-8 and TNF-α) production. T-cell receptor (TCR) activation of PBMCs and nickel (Ni2+) treatments of human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs) were performed resulting in IL-4, IL-6, IL-8 and IL-17 production. Streptococcus pyogenes were cultured to determine minimal inhibitory concentration values. Results In vitro studies demonstrate TSC blocks TPA and UVB-induced cytokine production in cultured keratinocytes. Similarly, TSC inhibits overproduction of IL-4 and IL-17 in T-cell receptor (TCR)-activated PBMCs as well as nickel induction of IL-6 and IL-8 in HDMECs. Lastly, TSC demonstrated anti-microbial properties, inhibiting cell growth of S. pyogenes. Conclusions Tetramethylhexadecenyl succinyl cysteine represents a novel cosmetic functional ingredient that provides a dual modulating benefit of skin protection to individuals by reducing inflammation in keratinocytes, endothelial and mononuclear cell types and S. pyogenes counts. Resume Contexte La peau est la premiere ligne de defense contre l'exposition aux microbes, les insultes, l'environnement physique et chimique. En mobilisant une reponse protectrice, plusieurs types differents de cellules situees dans notre peau secretent et/ou repondent a des cytokines pro-inflammatoires ainsi assurant l'homeostasie de la peau et la sante. Cependant, l'activation chronique de cette reponse, finalement provoque des dommages conduisant a un vieillissement premature. Le Diosodium Tetramethylhexadecenyl succinoyle cysteine (TSC ou SIG1273), une petite molecules d'isoprenylcysteine (IPC), diminue l'activite de ces voies de signalisation inflammatoires dans divers types de cellules (keratinocytes, des cellules mononucleees du sang (PBMC) et des cellules endotheliales) et possede des proprietes antibacteriennes. Ainsi, le TSC represente un ingredient fonctionnel cosmetique nouveau qui offre un large eventail d'avantages pour la peau. Objectif evaluer les proprietes anti-inflammatoires du TSC dans plusieurs types de cellules cutanees et enqueter davantage sur son activite antimicrobienne. Methodes Des cultures de keratinocytes epidermiques humains normaux (NHEK) ont ete exposees au phorbol irritant, le 12-myrisate 13-acetate chimique (TPA) ou aux irradiations d'ultraviolet-B (UVB) pour induire la production des cytokines pro-inflammatoires (IL-6, IL-8 et TNF-α). L'activation des recepteurs des cellules T (TCR) des PBMC et le traitement au nickel (Ni2+) des cellules endotheliales microvasculaires dermiques humaines (HDMECs) ont ete realises, resultant en la production d'IL-4, IL-6, IL-8 et IL-17. Du Streptococcus pyogenes a ete cultive afin de determiner la concentration minimale inhibitrice (CMI). Resultats Les etudes in vitro montrent que le TSC bloque la production des cytokines induite par TPA et UVB dans les keratinocytes en culture. De meme, le TSC inhibe la surproduction d'IL-4 et IL-17 dans des cellules PBMS aux recepteurs T (TCR) actives ainsi que l'induction de l'IL-6 et IL-8 dans HDMECs par le nickel. Enfin, le TSC demontre des proprietes antimicrobiennes, l'inhibition de la croissance des cellules de S. pyogenes. Conclusion Le TSC represente un ingredient fonctionnel cosmetique nouveau qui offre une double protection de la peau pour les personnes, en reduisant l'inflammation dans les keratinocytes et les cellules endotheliales et mononucleaires ainsi qu'en diminuant le nombre d' S. pyogenes.