La crescente ricerca sulle fonti naturali, più specificamente quelle di origine marina, ha fornito un numero infinito di nuove molecole con promettenti bioattività, meritevoli di ulteriore sfruttamento nel campo dell'invecchiamento cutaneo. Tra questi, i cianobatteri si distinguono per la loro capacità di produrre metaboliti secondari bioattivi con strutture e meccanismi d'azione unici. Oltre a rappresentare l'unico gruppo di procarioti in grado di eseguire la fotosintesi ossigenata, analogamente alle piante, i cianobatteri sono auto-rinnovabili, hanno esigenze nutrizionali di base, richiedono uno spazio di coltivazione minimo e hanno un basso impatto ambientale.
Tra i fattori esogeni, i raggi UV sono forse l'agente più dannoso a cui la pelle è maggiormente esposta. L'eccessiva esposizione ai raggi UV aumenta la generazione di radicali liberi, innescando una cascata di eventi che colpiscono un'ampia varietà di strutture cellulari ed enzimi, determinando una risposta infiammatoria immediata e infine culminando in un invecchiamento precoce della pelle. Un bersaglio particolarmente colpito in questo tema è la matrice extracellulare (ECM), una rete tridimensionale di fibre di elastina e collagene circondate dalle sostanze fondamentali, come l'acido ialuronico (HA), che agiscono insieme per mantenere il riempimento, l'elasticità e la flessibilità. Sotto un quadro di stress ossidativo, le fibre di elastina e collagene, responsabili dell'elasticità e della resistenza della pelle, possono perdere la loro struttura. Questo fenomeno, in parte dovuto all'attività deregolamentata delle metalloproteinasi della matrice (MMP), come l'elastasi, la collagenasi e la ialuronidasi, è alla base del prematuro invecchiamento cutaneo associato a fattori esterni. Queste alterazioni influenzano lo spessore, la struttura e l'aspetto dell'epidermide, con conseguente secchezza, pori dilatati, linee sottili e rughe. Pertanto, la ricerca di ingredienti nuovi, efficaci, multitarget e innovativi per formulazioni cosmetiche in grado di raggiungere il maggior numero di obiettivi chiave nel processo di invecchiamento cutaneo è stata al centro dell'industria cosmetica negli ultimi decenni.
Concentrandosi sulle formulazioni cutanee, i cianobatteri producono un'ampia gamma di metaboliti bioattivi, inclusi composti fenolici, proteine, pigmenti e inibitori delle MMP, che coprono i principali processi che costituiscono la base dell'invecchiamento cutaneo, ovvero azione antiossidante, azione fotoprotettiva e la capacità di inibire enzimi cruciali dell'ECM. Per quanto riguarda l'attività antiossidante, è stato riportato che numerosi ceppi hanno una quantità rappresentativa di metaboliti con capacità di scavenging dei radicali, come i carotenoidi, ad esempio quelli dei generi Leptolyngbya, Synechocystis eWollea, ficobiliproteine (PBP), come Arthospira spp. e Spirulina spp. e composti fenolici, come Nostoc commune. Nel campo della fotoprotezione, i cianobatteri si distinguono anche per la produzione dei noti composti che assorbono i raggi UV, aminoacidi simili a micosporina (MAA) e scitonemina (SCY). Per quanto riguarda il potenziale di inibizione di collagenasi, elastasi, ialuronidasi e tirosinasi, in letteratura sono riportati diversi esempi, come la micosporina-2-glicina (M2G), isolata dal cianobatterio Aphanothece halophytica., i depsipeptidi ciclici tutuilamidi A−C, da Schizothrix spp. e Coleofasciculus spp., un polisaccaride da Nostochopsis lobatus, e l'estratto Phormiskin Bioprotech G ®, da Phormidium persicinum, rispettivamente.
Le estrazioni sono state condotte in diversi solventi (acqua, etanolo e due combinazioni di acqua: etanolo). Le principali molecole con capacità antiossidante e fotoprotettiva erano gli amminoacidi simili alle micosporine (MAA), la scitonemina e i composti fenolici. Gli estratti di cianobatteri hanno presentato una maggiore attività antiossidante rispetto a quelli delle macroalghe rosse. Sono state osservate correlazioni positive dell'attività antiossidante con diverse molecole, in particolare polifenoli, biliproteine e MAA. Gli estratti idroetanolici di alcune specie incorporate nelle creme hanno mostrato un aumento della capacità di fotoprotezione rispetto alla crema base. Gli estratti di questi organismi potrebbero essere utilizzati come fotoprotettori naturali migliorando la diversità dei filtri solari. La combinazione di diversi estratti arricchiti in scytonemin e MAA potrebbe essere utile per progettare prodotti cosmeceutici a schermo UV naturale a banda larga.
I cianobatteri (alghe blu-verdi) sono un gruppo antico e di successo di organismi che si trovano in una vasta gamma di habitat marini e d'acqua dolce e in condizioni estreme come il caldo delle regioni vulcaniche e il freddo dell'Antartide. La classe più comune di composti trovati nei cianobatteri sono gli oligopeptidi (prevalentemente peptidi ciclici). Questi sono sintetizzati da peptidi sintetasi non ribosomiali e molti contengono aminoacidi unici o insoliti. Alcune delle altre classi di composti che sono state isolate dai cianobatteri includono terpeni e alcaloidi.
Nel siero Mermaid Glow Potion è presente la microalga blu-verde (o meglio il cyanobattere) Phormidium Persicinum Extract (ecocert & cosmos aproved).
Il Phormidium P. è un microorganismo primitivo di 3,8 miliardi di anni fa. Fa parte delle specie che hanno contribuito a creare l’ossigeno molecolare sulla terra, permettendo la creazione della vita. E’ capace di sopravvivere in condizioni climatiche estreme come Antartide, Artico, in alte temperature e in altissime concentrazioni di sale (Lake Savish –Krimea).
Per evitare l’utilizzo di fonti naturali e per estrare il Phormidium P., senza alterare le sue proprietà sono state sviluppate delle tecniche biotecnologiche avanzate, per coltivarlo dentro a dei bioreattori, sotto condizioni controllate di temperatura, mezzo di coltura, luce ecc…
PHORMIDIUM PERSICINUM EXTRACT (estratto biotecnologico di microalga blu-verde):
ricco di un pigmento fotoprotettivo il Glucoside Biopterina capace di assorbire le radiazioni UVA e rigenerante del sistema antiossidante cellulare, tramite la stimolazione della sintesi della TIOREDOSSINA. L’attivazione della Tioredossina esplica varie funzioni importanti a livello cellulare:
- protegge le membrane mitocondriali dalla ossidazione e dalla citotossicità prodotta dai radicali liberi – PROTEZIONE.
- gioca un ruolo importante nella divisione cellulare, differenziazione e riparazione dei danni cellulari – RIDENSIFICAZIONE della pelle.
- gioca un ruolo importante nella rigenerazione dell’acido ascorbico (Vitamina C) all’interno della cellula. La vitamina C stimola la sintesi del collagene ed è un inibitore della melanogenesi- AZIONE ILLUMINANTE.
L’uso di strumenti biotecnologici, hanno permesso di coltivare Phormidium Persicinum in fotobioreattori ed ottenere una concentrazione finale di Biopterina di 15mg/kg del peso secco.
Il contenuto di Biopterina unito all'attività stimolante della Tioredossina rende l’estratto di Phormidium Persicinum un potente candidato per proteggere la pelle dal fotoinvecchiamento.
Si è visto con test eseguiti su fibroblasti coltivati da pelle umana che l’estratto di Phormidium Persicinum:
- al 2% aumenta la densità cellulare del 34%, rispetto all’uso di vitamina C+ Glutatione che stimola la densità cellulare solo del 19%.
- allo 0,5% diminuisce la sintesi della melanina del 40%. Test eseguito su melanociti coltivati B16 per 72h.
La melanogenesi si verifica nei melanociti, situati alla base dell'epidermide, in un processo che coinvolge diverse reazioni chimiche ed enzimatiche per la produzione di melanina, un componente importante del colore della pelle. L'iperpigmentazione può verificarsi attraverso un aumento del numero di melanociti o attraverso l'iperattività degli enzimi melanogenici, la Tirosinasi. L'accumulo di quantità anomale di melanina è causato principalmente dall'esposizione ai raggi UV, che aumenta la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS). I ROS sono prodotti nell'epidermide della pelle e stimolano i melanociti a convertire la tirosina in melanina per ossidazione, attraverso l'azione della tirosinasi. La tirosinasi è un enzima cruciale che catalizza la sintesi della melanina nei melanociti. Pertanto, la pigmentazione della pelle può essere prevenuta dagli inibitori della tirosinasi. Alcuni dei ben noti inibitori della tirosinasi sono l'idrochinone (HQ), l'acido cogico e l'arbutina. Pur essendo efficaci come agenti depigmentanti, questi composti non sono privi di effetti dannosi. È già stato dimostrato che l'HQ ha effetti mutageni e di citotossicità. Per quanto riguarda l'acido kojico, l'irritazione cutanea e la dermatite allergica sono state sviluppate dopo l'utilizzo di prodotti per la cura della pelle che lo contengono. Per quanto riguarda l'arbutina, l'applicazione di concentrazioni più elevate ha provocato irritazione cutanea e iperpigmentazione. Inoltre, presentano elevata tossicità, bassa stabilità, scarsa penetrazione cutanea e attività insufficiente. Di fronte agli esposti, è estremamente importante trovare alternative per superare l'iperpigmentazione, o trovare nuovi inibitori della tirosinasi con efficacia ed effetti collaterali meno dannosi. La ricerca sull'inibizione della tirosinasi da parte di cianobatteri e composti derivati da microalghe è stata fino ad oggi molto limitata e la maggior parte degli studi disponibili esplora la tirosinasi dei funghi come modello enzimatico, rendendo difficile la traduzione dei risultati nell'ambiente umano. Tuttavia, negli ultimi anni sono emersi alcuni promettenti composti ed estratti bioattivi di cianobatteri e microalghe. Nonostante gli scarsi studi in vitro sulla tematica dell'iperpigmentazione utilizzando cianobatteri e composti derivati da microalghe, l'azienda CODIF Research & Nature ha fatto un passo avanti con una sperimentazione che ha coinvolto volontari umani. Questa azienda biotecnologica, che esplora le risorse marine per la produzione di cosmetici, ha sviluppato un estratto biotecnologico, PHORMISKIN Bioprotech G®, dal cianobatterio Phormidium persicinum, in grado di ridurre la sintesi di melanina. In uno studio, 15 volontari di età compresa tra i 25 ei 46 anni hanno applicato l'estratto, in una concentrazione del 2%, per 28 giorni consecutivi. Dopo il periodo sperimentale, il tono della pelle è diventato più uniforme e la pelle più luminosa. L'estratto ha inoltre stimolato la sintesi della proteina tioredossina, nota per le sue proprietà antiossidanti e disintossicanti.
Nonostante gli studi presentati sopra, il numero di ceppi di cianobatteri esplorati nel campo della cosmesi è ancora molto basso, considerando le potenzialità di questa risorsa.