Neue Kosmetikprodukte auf mikrobieller Basis gehen unter die Haut
Die Forscher des MICROSMETICS-Projekts haben neuartige Naturstoffe mit Ursprung in der weltweiten mikrobiellen Biodiversität entdeckt und untersucht. „Der erste Schritt bestand darin, ein präzises, funktionales Prognosemodell für alle bekannten kosmetischen Anwendungen zu erstellen“, erklärt Projektkoordinator Professor Nikolas Fokialakis. „Zusätzlich wurden für bestimmte kosmetische Zielrezeptoren (einschließlich Elastase und Kollagenase) Homologiemodelle entwickelt, für die es bereits In-vitro-Tests gibt.“ Tausende mikrobielle Kandidaten aus der ganzen Welt Mit Hilfe des Modells sowie eines virtuellen Screening-Verfahrens für die ausgewählten Rezeptoren und eines Toxizitätsprofil-Filters wurden über 40 000 mikrobielle Metaboliten untersucht. Aus der resultierenden Datenfülle ermittelte das Team 100 Mikroorganismen, die in der Lage sind, die gewünschten Metaboliten oder ihre Analoga zu erzeugen. Die Kandidaten stammen von extremen Standorten auf der ganzen Welt, darunter Alaska, die Antarktis und Hawaii. Um ihr Potenzial zu maximieren und ihre chemische Diversität voll auszuschöpfen, wurden sie von den Forschern in verschiedenen Nährstoff-Arrays kultiviert. Nach einer Analyse der 100 bioaktivsten Extrakte wurden 8 Pilze und 12 Aktinomyzeten zur weiteren Untersuchung ausgewählt. Die aussichtsreichsten Kandidaten zeichnen sich durch Eigenschaften aus, die im Kosmetikbereich von zentraler Bedeutung sind: fünf zeigten antioxidative Wirkung, fünf weitere besaßen Potenzial als Hautaufheller, acht hatten hautschützende Eigenschaften, einer zeigte antioxidative sowie hautschützende Wirkung und ein weiterer besaß hautaufhellende und hautschützende Wirkung. Endkandidaten für die Kosmetik Nach Abschluss aller biologischen In-vitro- und zellbasierten Experimente sowie einer zytotoxischen und physikochemischen Charakterisierung wurden die zwei vielversprechendsten Kandidaten zur Fertigung in Bioreaktoren in den Produktionsmaßstab übertragen. Ein Pilz mit Anti-Aging-Eigenschaften und ein Aktinomyzet mit hautaufhellender Wirkung kristallisierten sich als Endkandidaten heraus. Der isolierte Pilzstamm, Cercospora spp., produzierte den Anti-Aging-Wirkstoff Fulvosäure. Seine Vorzüge sind weithin bekannt: er besitzt antimikrobielle und entzündungshemmende Eigenschaften und wirkt mildernd bei Symptomen von Kontaktdermatitis, Ekzemen und Psoriasis. In den tiefsten Hautschichten entfaltet er antioxidative Wirkung und schützt Kollagen- und Elastinzellen für eine stärkere, glattere Haut. Trichostatin A (TSA) aus dem Aktinomyzet Streptomyces hygroscopicus ist ein vielversprechender Wirkstoff zur Hautaufhellung. „Obwohl seine antimykotische, antibiotische Wirkung und seine biologische Aktivität als epigenetischer Modulator wohlbekannt sind, wurde sein hautaufhellendes Potenzial bisher noch nicht ausgelotet“, so Professor Fokialakis. Ausrichtung auf den kosmetischen Einsatz Die Forscher warten derzeit noch weitere endgültige Ergebnisse ab und werden solche mit kommerziellem Wert entsprechend schützen, bevor die Produktion der Extrakte schließlich im industriellen Maßstab aufgenommen wird. Die Partner werden ihre Zusammenarbeit auch nach dem Projekt fortsetzen und eine Reihe neuer Endophyten aus Spanien auf mögliche neuartige kosmetische Wirkstoffe untersuchen. Erste Ergebnisse liegen bereits vor und werden als Grundlage für die Beantragung weiterer Fördermittel bei internationalen Fördereinrichtungen dienen. Dank der vollen Ausschöpfung der Biodiversität und dem Einsatz neu entstehender, innovativer Technologien in den Bereichen Biotechnologie, Naturstoffchemie und angewandte Mikrobiologie steht das Projekt nun kurz vor der Kommerzialisierung von zwei Produkten. Professor Fokialakis fasst die bemerkenswerten Ergebnisse des Projekts für uns zusammen: „MICROSMETICS hat ein erfolgreiches Modell für die langfristige Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft zur nachhaltigen Ausschöpfung von bestehendem Know-how aufgebaut und neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Kosmezeutika hervorgebracht.“
Schlüsselbegriffe
MICROSMETICS, Haut, Kosmetik, Hautaufhellung, Hautschutz
