Dissertationen zum Thema „Actifs cosmétiques“

La demande croissante des consommateurs pour des produits naturels incite les fabricants de produits cosmétiques à prioriser le développement de nouveaux ingrédients actifs naturels. Ce projet, réalisé en collaboration avec le Centre d'Innovation Europe de Shiseido, l'Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS), et l'Institut de Chimie de Nice (ICN), se concentre sur le développement d'ingrédients actifs cosmétiques issus de plantes françaises. Une méthodologie de sélection des plantes a été établie, prenant en compte la conformité aux cadres réglementaires internationaux, l'approvisionnement local en France, ainsi que le potentiel d'innovation de chaque plante. Parmi une liste initiale de 1 614 plantes candidates, 19 ont été retenues pour des extractions et analyses de leurs profils phytochimiques et de leurs activités biologiques in vitro. Des tests chimiques, tels que le DPPH, et des tests enzymatiques, comme l'anti lipoxygénase, ont permis d'évaluer leur potentiel cosmétique. Deux plantes se sont révélées particulièrement différenciantes et innovantes, en raison de leurs activités biologiques peu explorées et/ou des composés non identifiés responsables de ces effets. L'effet des extraits sur l'expression génétique des kératinocytes épidermiques humains normaux a confirmé le potentiel d'application cosmétique. Par ailleurs, des techniques de caractérisation physicochimique, telles que la mesure de la tension de surface et l'évaluation du pouvoir antioxydant, ont enrichi cette étude. Une partie des composés bioactifs présents dans ces deux plantes ont été détectés et identifiés en recourant à diverses techniques analytiques et spectroscopiques telles HPLC, HPTLC, GC et HRMS. Au regard de son potentiel, la plante la plus prometteuse parmi les deux a fait l'objet d'une étude phytochimique approfondie via un fractionnement bioguidé, permettant d'isoler et identifier certains des composés actifs tels que des ellagitannins, flavonoïdes et saponines. Enfin, pour établir une méthode de production fiable et à grande échelle de l'extrait racinaire de cette plante, une étude de faisabilité a été réalisée en collaboration avec Futura Gaia, utilisant un système de géoponie rotative. Les conditions de culture ont été optimisées selon des principes de bioinspiration, ce qui a conduit à un protocole garantissant un approvisionnement local et répétable en racines. Cette étude a notamment permis d'obtenir un extrait avec un rendement d'extraction deux fois supérieur, tout en maintenant la qualité de la plante, avec un profil phytochimique et des activités biologiques inchangés par rapport à un témoin cultivé horizontalement
The trend towards natural products and the growing consumer demand for greater efficacy of skincare products have made developing new natural active ingredients a top priority for cosmetics manufacturers. This work, conducted in collaboration with Shiseido's Europe Innovation Center, the Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) from Centrale Lille Institut, and the Institut de Chimie de Nice (ICN), focuses on the development of bioinspired active ingredients derived from French plants. A plant selection methodology was implemented taking into account compliance with international regulatory frameworks, local sourcing in France, and the innovation potential of each plant. From an initial list of 1,614 candidate plants, 19 were sourced and thoroughly studied, through extraction and analysis of their phytochemical profiles and in vitro biological activities. Chemical assays, such as DPPH, and enzymatic assays, such as anti-lipoxygenase, were used to assess the biological activities and accordingly the cosmetic potential of each extract. Two plants emerged as particularly distinctive and innovative due to their underexplored biological activities and/or unidentified compounds responsible for these effects. The impact of the extracts on the gene expression of normal human epidermal keratinocytes confirmed their cosmetic application potential. Additionally, physicochemical characterization techniques, such as surface tension measurement and antioxidant capacity assessment, enriched this study. Some of the bioactive compounds present in these two plants were detected and identified using various analytical and spectroscopic techniques, including HPLC, HPTLC, GC, and HRMS. Given its potential, the most promising plant among the two underwent an in-depth phytochemical study through guided fractionation, allowing for the isolation and identification of active compounds such as ellagitannins, flavonoids, and saponins. Finally, to establish a reliable and scalable production method for the root extract of this plant, a feasibility study was conducted in collaboration with Futura Gaia, utilizing a rotating geophonic system. The cultivation conditions were optimized based on bioinspiration principles, leading to a protocol that ensures local and repeatable sourcing of roots. This study notably resulted in an extract with an extraction yield twice as high, while maintaining the quality of the plant, with an unchanged phytochemical profile and biological activities compared to a horizontally cultivated control

Ce travail de recherche a pour objet l'application du procédé de polymérisation en miniémulsion de l'acétate de vinyle pour l'encapsulation de principes actifs à usage cosmétique. Ce procédé permet d'obtenir des latex à haut taux de solide et contenant une forte proportion de molécules actives. Ce travail est divisé en deux partie : l) la formation de nanoparticules et l'étude de l'incorporation de différents principes actifs, 2) la détermination de la morphologie des particules. Dans un premier temps, nous avons optimisé le procédé de polymérisation radicalaire en miniémulsion de l'acétate de vinyle. La composante hydrophobe indispensable à la bonne stabilité de la miniémulsion est assurée par le principe actif lui-même. Nous avons obtenu des latex stables pendant six mois à trois températures différentes : 4°C, 20°C et 40 °C et ce pour différents principes actifs. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la morphologie interne des nanoparticules. Une étude prédictive basée sur les mesures des tensions superficielles et interfaciales entre les différents composés de la miniémulsion indiquent une encapsulation partielle du principe actif par le polymère. Bien que difficiles à mener sur les latex de PAcV, les observations par microscopie électronique semblent confirment cette tendance. Un changement de tensioactif et l'addition de monomère lors de la réaction de polymérisation pourraient favoriser la formation de nanocapsules
The aim of this work is the encapsulation of active ingredients by vinyl acetate miniemulsion polymerization for cosmetic use. This process allows to obtain latexes with high solid content and containing high amount of active molecule. This work is divided into two parts: 1) nanoparticles formation by miniemulsion polymerization and incorporation of different active principles 2) determination of the nanoparticles morphology. At first, the process of radical miniemulsion polymerization in for vinyl acetate is optimized. The hydrophobe compound, which is essential for the miniemulsion stability, is ensured by the active principle itself. We obtained several stable latexes with different active molecules at three different temperatures: 277 °K, 293°K and 313°K during six months. In the second part of this work, we studied the internal morphology of nanoparticles. A predictive study, based on the surface and the interfacial tension measurements between the different compounds of miniemulsion has been undertaken, which indicates a partial engulfing of the active principle by the polymer. Although the observation of PVAc lattices by electronic microscopy may be questionable, these studies seem to confirm this trend. The change of the surfactant and the monomer addition during the reaction of polymerization can favour the formation of nanocapsules

La valorisation de la richesse de la biodiversité régionale et la mise en place d’une démarche durable dans la production de bioactifs répond au besoin de l’industrie cosmétique dans un contexte réglementaire contraignant. Ce projet s’inscrit dans une démarche de valorisation du patrimoine végétal et de l’industrie locale de la région Centre-Val de Loire. Dans le cadre de ce projet, 13 plantes ou leurs co-produits issus de la biodiversité locale ou d’intérêt pour la filière horticole ont été sélectionnés et étudiés. Des tests in tubo ont été effectués sur les extraits de ces 13 plantes afin de mettre en évidence de potentielles activités antiâges contre des enzymes telles que la tyrosinase, l’élastase et la collagénase et/ou antioxydantes d’intérêt pour l’industrie cosmétique. Les résultats de ces tests ont permis de sélectionner une plante modèle ayant des activités différentes afin d’évaluer l’apport d’une élicitation sur l’augmentation de ses activités.Dans ce contexte, la réalisation de cultures classiques en hydroponie passive ou innovantes en hydroponie active ainsi qu’avec des cals in vitro avec des élicitations lumineuses grâce à des systèmes de lampe à LED de couleur bleue, rouge ou blanche a été effectuée sur la bardane (Arctium lappa L.). Chaque organe de la plante élicitée a été séparé et extrait aux ultrasons. La caractérisation de l’empreinte moléculaire de chaque extrait a été réalisée par chromatographie liquide couplée à de la spectrométrie de masse haute résolution (UHPLC-ESI-QTOF-HRMS/MS) afin d’identifier leur contenu et leur variabilité moléculaire en fonction de l’organe et/ou de l’élicitation étudié.Parallèlement, l’influence de l’élicitation sur les activités d’intérêt cosmétique particulièrement les activités anti-tyrosinase et anti-ROS a été évaluée
The valuing of regional biodiversity richness and the implementation of a sustainable approach in the production of bioactives meets the needs of the cosmetic industry in a restrictive regulatory context. This project is part of an approach to promote the plant heritage and local industry of the Centre-Val de Loire region. As part of this project, 13 plants or their co-products from local biodiversity or of interest for the horticultural industry were selected and studied. In tubo tests were carried out on the extracts of these 13 plants in order to highlight potential anti-aging activities against enzymes such as tyrosinase, elastase and collagenase and/or antioxidants of interest for the cosmetic industry. The results of these tests allowed the selection of a model plant with different activities in order to assess the contribution to an elicitation on the increase of its activities. In this context, the realization of classic cultures in passive hydroponics or innovative in active hydroponics as well as in vitro callus with light elicitations thanks to LED lamp systems of blue, red or white color was carried out onburdock (Arctium lappa L.). Each organ of the elicited plant was separated and extracted with ultrasound. The characterization of the molecular fingerprint of each extract was achieved by liquid chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (UHPLC-ESI-QTOF-HRMS/MS) in order to identify their content and molecular variability according to the organ and/or elicitation studied. At the same time, the influence of the elicitation on the activities of cosmetic interest, particularly anti-tyrosinase and anti-ROS activities, was evaluated

La Spectrométrie de Masse d'Ions Secondaires à Temps de Vol (ToF-SIMS) permet la caractérisation de l'extrême surface à haute sensibilité via la détection d'ions secondaires atomiques et moléculaires. Ces travaux ont visé à étudier son application pour l'analyse de textiles industriels auxquels ont été conférées des propriétés dermatologiques (cosmétotextiles). Trois démarches analytiques adaptées aux spécificités des agents actifs et des technologies utilisées ont été présentées. Elles ont nécessité un développement particulier des méthodes employées (étude préliminaire, calibration, traitement et interprétation des données) et de tenir compte des possibilités et des limites de la technique ou de l'appareillage utilisé dans le contexte particulier de l'analyse des fibres textiles (topographie, effet de charge localisé, contaminations, formulations complexes, ségrégation et concentration de certains constituants des traitements en extrême surface).Dans la première démarche, la cartographie chimique ToF-SIMS a été utilisée avec succès pour illustrer l'existence d'un gradient de concentration en agent actif près de l'extrême surface de matrices polyamides. La capacité à identifier les signatures caractéristiques des agents actifs et valider leur présence en surface des échantillons textiles a pu être confirmée dans la majorité des cas. Cependant l'utilisation de signatures différentes de celles de l'agent actif a été nécessaire pour valider la présence de traitement dans le cas des textiles traités par co-précipitation. Enfin, un protocole de décapage doux a été testé pour faire face au problème particulier du recouvrement des textiles industriels par des apprêts siliconés
Time-of-Flight Secondary Ion Mass spectrometry (ToF-SIMS) allows the characterization of the outermost surface with high sensitivity by mass detection of atomic and molecular secondary ions. The objective of this work was to study its application in the context of the analysis of industrial textiles on which dermatological properties are given (cosmetotextiles). Three analytical approaches based on the specific properties of the active agents and technologies are presented. They required peculiar developments of methods (preliminary study, calibration, data processing and interpretation ...) and to consider the possibilities and limitations of the technique or the equipment in the particular context of these textile fibers analysis (topography, localized charge effect, contamination, complex formulations, segregation and concentration of some components from the treatments at the outermost surface ...).In the first approach, ToF-SIMS chemical mapping was used to successfully illustrate an active agent concentration gradient close to the outermost surface of polyamide matrices. The ability to identify the characteristic signatures of active agents and to validate their presence at the surface of textile samples was confirmed in most cases. However, signatures different from those from the active agent were needed to validate the treatment in the case of textiles treated by co-precipitation. Finally, a gentle sputtering protocol was tested to address the particular issue of industrial textiles covered with silicone based textile finishing

Le but de ce travail a été d’étudier l’influence d’un certain nombre de composés actifs de nature différente sur les microorganismes commensaux de la peau humaine et des microorganismes proches en s’intéressant tout particulièrement à la formation de biofilms mono-espèces et binaires par ces microorganismes, afin d’étudier les mécanismes d’action de ces composés, et de chercher à définir la structure de la matrice de ces biofilms (travail réalisé sur la souche acnéique cutanée Cutibacterium acnes RT5) ; 1 ; Pour la première fois, il a été montré que l’antibiotique azithromycine dans les concentrations subunhibitrices stimule la croissance des biofilms de la souche saprophyte de P. chlororaphis 446, et que le système de détection du quorum sensing AHL-dépendant participe à ce processus. La stimulation de la croissance des biofilms par l’azithromycine s’expliquerait par la synthèse de polysaccharides de matrice, conduisant à une résistance accrue au choc thermique des biofilms. 2. L’effet inhibiteur de l’agent authelminthique niclosamide sur la croissance des cultures planctoniques et des biofilms de S. aureus, M luteus C01 et K. schroeteri H01 a été découvert. 3. Il a été montré que l’UTX ™ et le PS291 ® utilisés en cosmétique suppriment significativement la croissance des biofilms S. aureus MFP03 et de C. acnes, sans effet toxique. L’UTW déplace la balance des bactéries viables vers S. epidermidis MFP04 dans un biofilm binaire de S. aureus MFP03 et de S epidermidis MFP04. Dans les biofilms binaires de S. aureus MFP03 et de C. acnes RT5, les deux composés équilibrent la balance en faveur de C. acnes RT5. 4. Un effet des NUPs (ANF et CNP a été montré pour la première fois sur S. aureus, S epidermidis et C. acnes. Une dépendance vis-à-vis des conditions de culture de l’effet des NUPs sur la croissance des biofilms de ces microorganismes a été démontrée. 5. Une technique pour isoler la matrice des biofilms des bactéries à Gram positif a été développée. Il a été démontré que les composants dominants de la matrice des biofilms de C. acnes RT5 sont les polysaccharides. 6. Pour la première fois, une étude approfondie du protéome total de la matrice de C. acnes RT5 a été réalisée. La présence de plus de 400 protéines dans la matrice, la présence d’un grand nombre d’hydrolases, spécifiques de divers substrats, et d’autres enzymes qui fournissent un potentiel catalytique élevé à la matrice des biofilms de C. acnes RT5 ont été découverts. 7. L’analyse SERS de la biomasse et de la matrice des biofilms de C. acnes RT5 a été réalisée pour la première fois, le profil spectral des cellules et de la matrice de C. acnes RT5 ont été compilés, ce qui permettra de l’utiliser pour créer une base de données de spectres SERS
Résumé en anglais non fourni

La première partie de cette étude concerne l'analyse de tensio-actifs anioniques dérivés d'alcools gras. Ainsi, une méthode directe a été développée en utilisant la chromatographie ionique couplée à un conductimétre permettant la quantification d'un tensio-actif dans une matière première. Puis, les conditions expérimentales, sur différentes colonnes dédiées à l'analyse de ces molécules ont été adaptées à la séparation des éthoxymères. Enfin, une méthode de dérivation des tensio-actifs anioniques a été optimisée afin de les analyser en HPLC-UV. Celle-ci a permis d'une part, la caractérisation en chaînes grasses et en éthoxymères dans les matières premières et d'autre part, la recherche d'alcools gras résiduels. La seconde partie traite du remplissage de colonnes capillaires pour la chromatographie ionique. Après une caractérisation physico-chimique de la phase stationnaire, les conditions de remplissage ont été définies. L'évaluation des performances chromatographiques de la colonne a été effectuée par la comparaison avec la colonne commerciale aux dimensions conventionnelles
The first part of this study deals with surfactants analysis. In the first hand, a direct method has been performed using ion chromatography with a conductimetric detection allowing quantification of surfactants in raw materials. Analytical conditions using columns dedicated to surfactants analyses have optimized in order to achieve ethoxymers separation. In the other hand, a method of derivatization for anionic surfactants, allowing HPLC-UV analyses, has been optimized. The great sensitivity permitted fatty alcohols quantification in raw materials. The second part concerns capillary column packing for ion chromatography. The packing conditions have been chosen after a physico-chemical characterization of the stationary phase. A comparison with commercial column with conventional dimensions allowed the evaluation of the column packing

La fonction barrière de la peau, qui protège l’organisme contre les molécules exogènes, limite la pénétration des actifs cosmétiques, ce qui réduit l’efficacité des molécules actives dans les couches profondes de l’épiderme. Il est alors apparu essentiel d'optimiser l'administration des actifs cosmétiques déjà existants afin d’en tirer tout le bénéfice escompté. Certaines innovations sont développées pour répondre à ce défi, notamment l’encapsulation des actifs cosmétiques dans des nanosystemes. En parallèle, il est nécessaire de s’intéresser aux méthodes analytiques capables de fournir une information qualitative et quantitative sur ces systèmes dispersés dans un produit fini complexe et de permettre une évaluation biologique à différents stades de développement des formulations
The barrier function of the skin, which protects the body against exogenous molecules, limits the penetration of active cosmetic ingredients (ACI), thus reduce the effectiveness of molecules with a deep cellular target. Therefore, it appeared crucial to optimize the administration of existing active cosmetic in order to get the full benefits expected. Some innovations are explored to bypass this issue, including the encapsulation of existing active cosmetic in nanocarriers. In parallel, it is important to also focus on the development of analytical methodologies that could provide qualitative and quantitative information, in particular the determination of ACI contents and potentially excipients incorporated in a final form, and biological evaluation at different stages of formulation

Dans le cadre d’une valorisation non alimentaire du Blé en Champagne-Ardenne, les glycérides issus du gluten ont été étudiés en tant qu’inhibiteurs des protéinases neutres impliquées dans le vieillissement cutané (plasmine, MMP-1, MMP-2 et MMP-3). Cette étude a pour but de fractionner l’huile, puis d’isoler et de caractériser chimiquement les glycoglycérolipides, molécules d’intérêts. La stratégie de fractionnement retenue utilise principalement des techniques de partage liquide/liquide. Les étapes d’extraction liquide/liquide visant à obtenir une fraction enrichie en composés d’intérêts ont été effectuées avec un souci de transposabilité industrielle. La fraction enrichie a ensuite été soumise à des étapes de chromatographies en mode partage faisant principalement appel à la chromatographie de partage centrifuge (CPC), permettant de fournir des fractions chimiquement simplifiées et exploitables en biologie. La mise au point des systèmes biphasiques de solvants a nécessité une approche méthodologique afin d’optimiser la sélectivité et les phénomènes de transfert de matière. L’outil d’évaluation de ces systèmes développé ensuite, a permis de sélectionner ceux appropriés au screening des composés de l’extrait. Les tests d’activités biologiques concluants vis-à-vis de certaines des cibles visées, nous ont amené à poursuivre l’isolement des composés glycoglycérolipidiques dans le but d’amorcer les études de relation structure/activité (RMN, Masse,. . ). Enfin, nous avons développé un nouveau mode chromatographique semi-continu en CPC (multiple dual mode : MDM), afin de résoudre les problèmes de co-élution rencontrés lors de l’isolement de composés de très proches parenté structurale
@This work concerns non-food valorisation of Champagne-Ardenne agricultural resources in the field of dermo-cosmetic applications. Wheat gluten, used as starting material, contains glycérides – the molecules of interest – that have shown inhibiting effect on MMP-1 and MMP-3 (neutral proteinases implied in cutaneous ageing). The fractionation process strategy is mainly based on liquide/liquide partition in order to avoid artefact generation or degradation of the analytes often encountered with adsorption phenomena on solid support. The extraction process leading to an enriched glycoglycerolipid extract (solide liquide and liquide/liquid steps) was designed under industrial constraints in order to allow scale-up procedures. This extract was then fractionated using partition chromatographic techniques as Centrifugal Partition Chromatography (CPC), in order to establish structure-activity relationships. Pure isolated compounds were submitted to structural elucidation techniques (NMR, mass ,…). Moreover, this approach leads us to develop a simple CPC chemical screening methodology integrating selectivity and polarity criterions. Finally, we developed a semi-continuous chromatographic mode in CPC (multiple dual mode: MDM), in order to resolved co-elution problems often encountered with structurally similar molecular analytes like homologues natural compounds

Ces travaux concernent l’étude du fractionnement de plantes régionales sélectionnées pour l’obtention de fractions multifonctionnelles de type « émulsions actives » à usage cosmétique afin de permettre la substitution des ingrédients de synthèse (SDS, sulfate de lauryle, éther de glycol, PEG…) et d’élaborer directement des formulations cosmétiques 100% végétal en totum de plante conservant les activités biologiques attendues et biolabelisables. Le choix des matières premières s’est porté sur des graines oléoprotéagineuses. En plus d’être des ressources renouvelables et facilement disponibles, aussi bien issues de l’agriculture conventionnelle que de l’agriculture biologique, elles présentent des compositions très variées. Les graines de chanvre, de colza, de cardon, de pastel et de lin ont été choisies du fait de leur complémentarité en composition en acides gras et en protéines. Des caractérisations physico-chimiques et fonctionnelles liées à leur fraction protéique en particulier ont permis d’obtenir des données fondamentales pour le développement et la compréhension des procédés d’extraction mis en jeu dans ces travaux. Le fractionnement aqueux des graines a été étudié en réacteur batch agité, puis le procédé a été étendu à un procédé continu, de type extrusion bi-vis plus largement exploré. Le fractionnement aqueux en réacteur thermo-mécanochimique (TMC) des graines oléoprotéagineuses entières, seules puis en mélanges a été mis en oeuvre, puis un actif polysaccharidique naturel a été introduit in situ par le biais de la phase aqueuse extractante afin d’obtenir des fractions enrichies en molécules d’intérêt et d’augmenter la stabilisation des émulsions obtenues. Les meilleurs résultats en termes de rendement et de qualité d’émulsions ont été obtenus avec les graines de colza entières et le mélange de graines entières chanvre/colza. Les différents types d’émulsions obtenus par le procédé TMC et leur comportement en fonction de différents paramètres ont été caractérisés en microscopie optique mais également par le biais de méthodes originales telles que la DSC ou la RMN à bas champs. Des premiers essais de valorisation des émulsions en formulation galénique pour la cosmétique ont été développés
This PhD work studies the fractionation of selected regional plants in order to produce multifunctional "active emulsions"type fractions , for cosmetic purposes . This process allows the direct substitution of synthetic ingredients (SDS, lauryl sulfate, glycol ether, PEG ... ) and the development of cosmetic formulations in 100% vegetal plant totum, therefore maintaining the expected biological activities and organic qualifying properties. The choice of raw materials was directed to oilseeds. Not only are oilseed seeds renewable and readily available resources, both from conventional agriculture as well as organic farming, but they also have very different compositions. Hemp, rapeseed, cardoon, woad and flax were chosen because of their complementarity in terms of fatty acid and protein composition. Indeed, physico-chemical and functional characterization related to their protein fraction,have yielded fundamental data for the development and understanding of extraction processes involved in this work. The aqueous fractionation of seeds was studied in a stirred batch reactor and then extended to a continuous fractionation process : twin screw extrusion. This method has been more widely explored. The aqueous fractionation in thermomechano- chemical (TMC) reactor of whole oilseed seeds, one variety at a time and then mixed was implemented first. Then an active natural polysaccharide was introduced in situ through the extracting aqueous phase in order to produce enriched fractions in molecules of interest and to increase the stabilization of the emulsions thus obtained. The best results in terms of yield and quality of emulsions were obtained with the whole rapeseed and the mixture of whole hemp / rapeseed. The different types of emulsions obtained by the TMC process and their behavior under different parameters were characterized by optical microscopy but also through innovative methods such as DSC or NMR low fields. The first valuation tests of formulation in emulsions for cosmetics have been developed

Les microalgues sont bien connues pour produire de nombreuses molécules bioactives qui sont de plus en plus utilisées dans les industries pharmaceutiques et agroalimentaires. Mon projet de thèse avait pour but de mettre en évidence des activités antimicrobiennes d’origine naturelle valorisables en cosmétique notamment en tant que conservateurs et antiacnéens. Des milieux de culture en phase stationnaire de croissance d’une collection de 113 microalgues cultivées au sein du laboratoire ont été prélevés. La présence d’activités antibactérienne et / ou antifongique a été évaluée sur différents microorganismes modèles. Ce criblage m’a permis d’isoler 5 microalgues sécrétant des molécules inhibant la croissance de bactéries appartenant aux genres Salmonella, Staphylococcus et Propionibacterium. La suite de mon travail a porté sur la microalgue référencée S555 qui montre une activité d’inhibiton totale de la croissance de 3 bactéries Gram + : S. aureus, S. epidermis et P. acnes, ces 2 dernières espèces étant impliquées dans l’acné. Cette microalgue a alors été mise en culture en pilote pré-industriel afin de confirmer ces inhibitions. Un élargissement du spectre d’action suggère que ces activités sont spécifiques des bactéries Gram positives. De plus, le(s) composé(s) actif(s) de S555 ne présente(nt) aucune cytotoxicité ou potentiel irritant sur des fibroblastes en culture, les rendant potentiellement utilisables en dermocosmétique. Enfin, un fractionnement du milieu de culture et de la biomasse de cette microalgue a été mis en oeuvre pour séparer le(s) composé(s) actif(s). Leur caractérisation est actuellement en cours
Microalgae are well-known to produce many bioactive molecules which are used more and more in both pharmaceutical and agroalimentary companies. The aim of my PhD project was to discover antimicrobial activitiesof natural origin which may be used in cosmetic in particular as preservatives and antiacne. Culture media in stationary phase of growth of a 113 microalgae collection, cultivated in the laboratory, were harvested. The presence of antibacterial and / or antifungal activities was evaluated on different microorganisms. This screening allowed to isolate 5 microalgae secreting molecules inhibiting the growth of bacteria belonging to Salmonella, Staphylococcus and Propionibacterium genera. Then my work concerned the S555 microalgae which show a total inhibiton activity of the growth on 3 Gram + bacteria : S. aureus, S. epidermis and P. acnes, these 2 last species being involved in the acne disease. This microalgae was then cultivated in industrial condition in order to confirm these inhibitions. A widening of the action spectrum suggests that these activities are specific to Gram + bacteria. Moreover, the S555 active compound(s) present no cytotoxicity or irritability potential on fibroblasts in vitro,making them potentially usable in dermocosmetic. Lastly, a fractionation of the culture medium and biomass of S555 microalgae were performed to separate the active compound(s). Their characterization is currently in progress

L'industrie cosmétique a un recours croissant aux espèces végétales comme sources de principesactifs naturels. Leur extraction nécessite des supports sélectifs tels que les polymères à empreintesmoléculaires (MIP). Les travaux de cette thèse reposent sur le développement de MIP pourl’extraction sélective de la glucosamine, de la fructosazine et de la 2,5-déoxyfructosazine.Dans une première partie, trois approches ont été développées pour extraire la glucosamine par desMIP : l’approche covalente, semi-covalente et non covalente. Pour chacune, les différents paramètresintervenant dans la synthèse des MIP ont été optimisés. Les meilleurs résultats ont été obtenus avecun MIP synthétisé selon une approche non covalente ionique reposant sur la complexation de laglucosamine par un acide sulfonique. Les performances du MIP se sont avérées supérieures à cellesde supports commerciaux et des extractions à partir de végétaux ont été réalisées. Le potentielindustrialisable du MIP a été validé lors de premiers tests à plus grande échelle.Dans une deuxième partie, l’extraction simultanée de la fructosazine et de la 2,5-déoxyfructosazine aété réalisée suite au développement d’un MIP synthétisé selon une approche covalente reposant surla formation d’esters boroniques. Une méthode de synthèse originale est exposée puisque lestemplates ont été formés in situ lors de la polymérisation. Le MIP obtenu s’est avéré sélectif dechaque composé et a permis de purifier et de séparer la fructosazine et la 2,5-déoxyfructosazine dematrices végétales et alimentaires.Tous ces travaux ont été réalisés dans une démarche éco-responsable s’appuyant sur l’emploi desolvants aqueux lors de la polymérisation et de l’extraction
The cosmetic industry uses plants as sources of natural active ingredients. The extraction of theseactive ingredients requires selective extraction method such as molecularly imprinted polymers (MIP)technique. This thesis describes the development of MIP for the selective extraction of glucosamine,fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine.In the first part, three approaches were developed to extract glucosamine by MIP technique: thecovalent approach, semi-covalent and noncovalent. For each approach, the various parametersinvolved in the synthesis of the MIP were optimized. The best results were obtained with a MIPsynthesized with a non-covalent ionic approach based on the complexation of glucosamine by asulfonic acid. The MIP exhibits higher performance than commercial media and extractions fromplants were performed. The potential for industrialization of the MIP was validated during initial testson a larger scale.In the second part, the simultaneous extraction of fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine wasperformed following the development of a MIP synthesized using a covalent approach based on theformation of boronic esters. An original synthesis method is exposed since the templates were formedin situ during the polymerization. The MIP obtained showed good selectivity for each compound andallowed to separate and purify fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine from plant and food matrices.All these works were performed according to an eco-friendly approach based on the use of aqueoussolvents as solvents for polymerization and extraction

Les plantes halophiles sont des plantes résistantes au stress salin, qui subissent une grande variété de stress dans leur environnement naturel. Ces conditions les ont menées à synthétiser des molécules de défense, qui peuvent présenter des activités biologiques intéressantes de par leur structure et diversité. Dans le cadre d’une collaboration avec la PME Salipouss, trois espèces ont été choisies sur la base de tests antioxydants préliminaires, avec pour objectif d’optimiser (i) la multiplication de plants in vitro pour des cultures industrielles en serre et (ii) d’améliorer le niveau d’activité de leurs extraits. La diversité des composés potentiellement actifs présents dans ces extraits est ensuite analysée par fractionnement bioguidé, afin d’isoler des molécules valorisables. Ce fractionnement est appuyé par des analyses de composés par RMN, permettant d’obtenir des informations sur la structure des composés bio-actifs. Les résultats obtenus montrent le fort potentiel de valorisation de ces trois espèces dans l’industrie, et plus particulièrement dans la nutrition et la cosmétique
Halophytes are salt tolerant or salt-resistant plants which undergo high stress in their natural habitat. As a consequence of environmental stresses, they produce a number of active defense molecules which display interesting biological activities because of their diverse actions or structures. For the present study, three halophytic species were selected from preliminary antioxidant screening. In collaboration with Salipouss SME, objectives of the work were (i) to optimize in vitro halophyte multiplication in order to produce biomass under greenhouse and (ii) to elicit particular metabolic pathways in order to improve extract activities. To attempt to isolate molecules with potentially valuable activities, the variety of compounds from these extracts is reduced by successive fractionations. In addition, NMR analyzes allow to obtain indications on the nature and on the structure of the active compounds. First results highlight the strong activities of the selected halophytes, making them promising candidates for industrial uses, especially in nutrition and cosmetics

Les plantes halophiles sont des plantes résistantes au stress salin, qui subissent une grande variété de stress dans leur environnement naturel. Ces conditions les ont menées à synthétiser des molécules de défense, qui peuvent présenter des activités biologiques intéressantes de par leur structure et diversité. Dans le cadre d’une collaboration avec la PME Salipouss, trois espèces ont été choisies sur la base de tests antioxydants préliminaires, avec pour objectif d’optimiser (i) la multiplication de plants in vitro pour des cultures industrielles en serre et (ii) d’améliorer le niveau d’activité de leurs extraits. La diversité des composés potentiellement actifs présents dans ces extraits est ensuite analysée par fractionnement bioguidé, afin d’isoler des molécules valorisables. Ce fractionnement est appuyé par des analyses de composés par RMN, permettant d’obtenir des informations sur la structure des composés bio-actifs. Les résultats obtenus montrent le fort potentiel de valorisation de ces trois espèces dans l’industrie, et plus particulièrement dans la nutrition et la cosmétique
Halophytes are salt tolerant or salt-resistant plants which undergo high stress in their natural habitat. As a consequence of environmental stresses, they produce a number of active defense molecules which display interesting biological activities because of their diverse actions or structures. For the present study, three halophytic species were selected from preliminary antioxidant screening. In collaboration with Salipouss SME, objectives of the work were (i) to optimize in vitro halophyte multiplication in order to produce biomass under greenhouse and (ii) to elicit particular metabolic pathways in order to improve extract activities. To attempt to isolate molecules with potentially valuable activities, the variety of compounds from these extracts is reduced by successive fractionations. In addition, NMR analyzes allow to obtain indications on the nature and on the structure of the active compounds. First results highlight the strong activities of the selected halophytes, making them promising candidates for industrial uses, especially in nutrition and cosmetics

La thèse, réalisée en France, porte sur le transfert de la biotechnologie Plantes à Traire® (brevet Université de Lorraine – INPL-INRA-ENSAIA), de la France vers le Brésil par le Programme International de Sauvegarde de l'Amazonie, Mata Atlântica et des Amérindiens pour le Développement Durable (PISAD). Cette organisation non gouvernementale scientifique à but non lucratif intervient dans le tiers secteur : l'économie sociale et solidaire. Elle allie un projet économique de co-développement durable à une finalité sociale : a) l'offre de principes actifs naturels utiles à la recherche médicale et à l'innovation des industries du secteur pharmaceutique, nutraceutique, et cosmétique ; b) la sauvegarde de la biodiversité des forêts d'Amazonie et Mata Atlântica et des Peuples autochtones Índios, qui en sont de grands connaisseurs. Cette ONG est le maître d'ouvrage et le maître d'œuvre du projet Herb'Içana©, qu'elle réalise en partenariat avec une communauté Índios Baniwa de l'État d'Amazonas, des institutions gouvernementales, des centres d'excellence brésiliens et français, pour la valorisation équitable de la biodiversité et des savoirs traditionnels Índios sur les plantes médicinales, par le biais des biotechnologies vertes, du bioengineering et bioprocess de production d'extraits aux principes actifs naturels thérapeutiques et cosmétiques (Meyer, 2003, 2004a et b, 2005, 2007).Dans ce contexte, la construction de formations ad hoc est liée aux enjeux d'implantation de ce dispositif technique, d'implémentation des technologies et biotechnologies Plantes à Traire®, et d'apprentissage des techniques et des savoirs relatifs au travail de bioproduction d'extraits végétaux pharmacologiques hautement purifiés par des membres des tribus Índios. La recherche en formation est engagée selon une approche d'anthropologie de l'activité humaine, envisagée comme l'expression du couplage entre un acteur et son environnement (Maturana & Varela, 1987 ; Varela, Thompson & Roch, 1993 ; Theureau 1999, 2004, 2006 ; Durand, 2006, 2008), pour la conception d'outils innovants favorisant l'apprentissage et le développement individuel et collectif, utiles à des intervenants variés (scientifiques, techniciens occidentaux brésiliens et français ; medicine-men Índios ; professeurs des écoles bilingues interculturelle et formateurs des organisations indigènes), amenés à agir de concert en situation interculturelle de travail de formation. Elle s'inscrit dans un empan temporel long, et comme une contribution à un programme anthropotechnologique de l'activité humaine et de conception de formations sous l'hypothèse de l'enaction, développé par Durand (2008).Les objectifs de l'étude conduite sur le terrain de l'entreprise française Plant Advanced Technologies, détentrice des droits de licence mondiaux d'exploitation du brevet Plantes à Traire®, sont : la compréhension du travail, de l'organisation de l'activité et de la culture en action des professionnels engagés dans des pratiques de recherche et développement de principes actifs naturels et de leur bioproduction semi-industrielle.Les résultats des analyses présentées dans la thèse alimentent la conception de formations accompagnant le transfert de technologies réalisé par le PISAD à partir de 2015. La thèse ouvre des perspectives de recherche s'intéressant aux relations entre transfert de technologies et culture d'action, expériences fictionnelles mimétiques et construction de connaissances entre scientifiques et Peuples premiers d'Amazonie dans une visée d'ergonomie de la formation
The thesis, realised in France, is on the subject of the transfer of the biotechnology « Plant milking technology » “Plantes à Traire” (patented by the University of Lorraine – INPL – INRA – ENSAIA) from France towards Brazil by the International Programme of the Safeguard of Amazônia, Mata Atlântica and the Amerindians for Sustainable Development (PISAD). This scientific, non-governmental, non-profit–making organisation intervenes in the third sector: solidary and responsible economy. It unites an economical project with a social objective: a) the proposal of natural active principles, useful for medical research, and the innovation of industries in the pharmaceutical, nutraceutical and cosmetic sectors; b) the safeguard of the biodiversity of the forests of Amazônia and Mata Atlântica and the native Índios, who are experts in the matter (these techniques). This non-governmental organisation is the maître d'ouvrage and the maître d'oeuvre of the project “Herb'Içana©” realised in partnership with the Indian community “Índios Baniwa” of the state of Amazonas, government institutions, Brazilian and French centres of excellence for the equitable valorisation of the biodiversity and the Índios's traditional knowledge of medicinal plants, through green biotechnology, bioengineering and the bioprocess for production of extracts containing natural therapeutic and cosmetic active principles (Meyer, 2003, 2004,a et b 2005, 2007).In this context, the construction of training ad hoc courses is linked with the stakes of the implantation of these technical tools, the implementation of the plant milking technologies and biotechnologies, and the apprenticeship of the techniques and of the knowledge related to the bioproduction of highly purified pharmacological plant extracts by the Índios tribes. The research in training is undertaken according to an anthropological approach of human activity, considered as the expression of a coupling between an actor and his environment (Maturana & Varda 1987, Varela, Thompson & Roch, 1993; Theureau 1999, 2004, 2006, Durand 2006, 2008), for the conception of innovative tools favouring individual and collective apprenticeship and development, useful for various intervening participants (Brazilian and French technicians and scientists, Índios medicine-men, teachers in cross-cultural bilingual schools and instructors from indigenous organizations cooperating in an intercultural context of training. It is part of a long time span, and is a contribution to an anthropotechnological programme of human activity and conception of training under the hypothesis of enaction developed by Durand (2008).The objectives of the study conducted in situ of the French company Plant Advanced Technologies, holder of the world patent license for the plant milking technology are: the comprehension of the work, the organisation of the activities and the “culture in action” of the professionals engaged in the practices of research and development of natural active ingredients and their semi-industrial bioproduction.The results of the analysis presented in the thesis supports the conception of training accompanying the transfer of technologies realized by PISAD from 2015. The thesis opens new research perspectives on the relationship between the transfer of technologies and the “culture of action”, “mimetic fictional experiences” and the construction of knowledge between Scientist and Native people of Amazônia in the perspective of ergonomics and training

Les antioxydants occupent une place essentielle dans les formulations cosmétiques, tant pour assurer leur stabilité que pour leurs effets bénéfiques sur la peau. Toutefois, leur incorporation pose des défis majeurs en raison de leur faible solubilité et de leur sensibilité aux facteurs externes, pouvant entraîner une dégradation prématurée des formulations et compromettre la sécurité des consommateurs. L’encapsulation se présente comme une solution prometteuse pour améliorer la solubilité et la stabilité tout en permettant une libération contrôlée. Ce projet de thèse vise à développer des microcapsules actives et innovantes à base d’ingrédients naturels pour des applications cosmétiques. Deux objectifs principaux ont été poursuivis : d’une part le développement de méthodes d’encapsulation fiables et d’autre part l’étude du comportement des microcapsules dans des matrices cosmétiques. Deux techniques d'encapsulation ont été explorées : le spray-drying pour l’encapsulation de l'acide ascorbique, et la coacervation complexe pour l'α-tocophérol. Il a été démontré que le ratio biopolymères-actif lors du spray-drying, influence de manière significative la morphologie des microcapsules, optimisant ainsi leur efficacité d'encapsulation et la protection de l’actif dans des conditions de stockage extrêmes. Une fois intégrées dans des émulsions ou des gels, ces microcapsules ont impacté les propriétés de texture, telles que l’étalement. L’association du chitosane fongique et de la gomme Arabique par coacervation complexe a permis l'encapsulation efficace de l'α-tocophérol, avec une stabilité renforcée, notamment après l'ajout d’acide tannique comme agent réticulant. Enfin, ces microcapsules, stables et robustes, ont significativement impacté la structure, la texture et les propriétés rhéologiques des formulations. Les retombées pratiques de cette étude sont significatives pour divers secteurs, notamment l’industrie cosmétique. Le développement de microcapsules stables et multifonctionnelles ouvre des perspectives prometteuses pour la conception de formulations novatrices aux propriétés texturales améliorées, tout en assurant la protection efficace des actifs encapsulés. Cela pourrait améliorer la stabilité et les performances des produits, renforçant ainsi leur durabilité et efficacité
Antioxidants play a key role in cosmetic formulations, whether to stabilize products or for their skin benefits. However, their incorporation remains a challenge due to their low solubility and sensitivity, which can lead to premature degradation of formulations and even pose risks to consumers. Encapsulation offers a promising solution to improve their solubility, stability, and enable controlled release. This thesis project aims to develop active and innovative microcapsules based on natural ingredients for cosmetic applications. Two main objectives were explored: developing reliable encapsulation methods and analyzing the behavior of microcapsules in natural cosmetic matrices, mainly emulsions. Two encapsulation techniques were studied: spray-drying for ascorbic acid encapsulation and complex coacervation for α-tocopherol. It was demonstrated that the biopolymer-active ratio during spray-drying significantly influences the morphology of the microcapsules, enhancing their encapsulation efficiency and the protection of the active ingredient under extreme storage conditions. Integrated into emulsions or gels, these microcapsules impacted the texture properties, particularly spreadability. Furthermore, the combination of fungal chitosan and gum Arabic through complex coacervation allowed the effective encapsulation of α-tocopherol, with improved stability, especially after the addition of tannic acid as a cross-linking agent. Finally, these stable and robust microcapsules had a notable impact on the structure, texture, and rheological properties of the formulations. The practical outcomes of this study are significant for various sectors, particularly the cosmetic industry. The development of stable and multifunctional microcapsules presents promising opportunities for the formulation of innovative products with enhanced textural properties, while ensuring effective protection of the encapsulated actives. This could enhance the stability and performance of products, thereby improving their durability and effectiveness

Les coquilles des mollusques sont constituées à plus de 95% de CaCO3 et de moins de 5% d’une matrice organique composée en partie de protéines, de glycoprotéines et de polysaccharides. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux activités biologiques potentielles des composants de cette matrice issues de la coquille de trois mollusques bivalves exploités : Pecten maximus, Mytilus edulis et Crassostrea gigas sur des fibroblastes dermiques humains en culture primaire. Nous avons démontré que les composants matriciels des coquilles présentent des effets différents sur le métabolisme global des fibroblastes. De plus, les extraits coquilliers issus de P. Maximus stimulent l’expression et la synthèse du collagène de type I et de type III, ainsi que des GAGs. Cette augmentation de l’expression du collagène de type I par les extraits coquilliers est induite, en partie, par le recrutement de facteurs transactivateurs (Sp1, Sp3 et hc-krox) sur la région promotrice -112/-61 pb de COL1A1. Au contraire, les extraits coquilliers issus de M. Edulis et C. Gigas favorisent la voie catabolique en diminuant la synthèse de collagène de type I, et en augmentant la synthèse de MMP-1. Enfin, la réalisation de tests de blessure in vitro a permis de mettre en évidence que les extraits coquilliers de P. Maximus et M. Edulis ne présentent que peu d’effets sur la migration cellulaire. Ainsi, nos recherches ont permis de démontrer que la matrice organique issue de la coquille des trois mollusques bivalves, et particulièrement celle provenant de P. Maximus, présente des activités biologiques intéressantes pour des applications dans le domaine de la dermo-cosmétique
Mollusc shells are composed of more than 95% of calcium carbonate and less than 5% of an organic matrix consisting partly of proteins, glycoproteins and polysaccharides. Previous studies have enabled to highlight biological activities of the shell matrice from bivalve molluscs such as Pinctada maxima or Patinopecten yessoensis on skin, especially on the expression of ECM components by fibroblasts. In this thesis, we were interested in the potential biological activities of shell matrix components from three reared bivalve molluscs: Pecten maximus, Mytilus edulis and Crassostrea gigas on human dermal fibroblasts in primary culture. As a first step, we have demonstrated that shell matrix components had different effects on the global metabolism of fibroblasts. We have shown that the shell matrix components from Pecten maximus stimulate the synthesis of types I and III collagens, as well as sulfated GAGs. This increased expression of type I collagen is mediated, in part, by the recruitment of transactivating factors (Sp1, Sp3 and hc-Krox) on the -112/-61 bp COL1A1 promoter region. On the contrary, shell extracts from Mytilus edulis and Crassostrea gigas promote catabolic pathway by decreasing the synthesis of type I collagen, and increasing the synthesis of MMP-1. Finally, additional work enabled to highlight that shell extracts from Pecten maximus and Mytilus edulis have only little effect on cell migration during wound repair process in vitro. Thus, our research has highlighted that the shell organic matrix from three bivalve molluscs, especially from Pecten maximus, has biological activities that may be interesting for dermo-cosmetic applications