Vier Pflanzenzell-Hautpflegeinhaltsstoffe erreichen Markteinführung
Aus der Liste der Inhaltsstoffe geht selten hervor, wie ein Wirkstoff hergestellt wurde. Viele pflanzliche Wirkstoffe werden aus Pflanzen gewonnen, deren chemische Zusammensetzung sich je nach Witterung, Boden und Erntezeitpunkt verändert, sodass Eigenschaften und Wirkung von Charge zu Charge variieren können. Die Arbeit des EU-finanzierten Projekts InnCoCells(öffnet in neuem Fenster) sorgt dafür, dass diese Lieferkette berechenbarer wird. Dazu werden kosmetische Inhaltsstoffe aus Pflanzen herstellt, die in kontrollierten Systemen wie Zellkulturen, Haarwurzelkulturen und Aeroponik heranwachsen, wobei dann ihre Aktivität und Sicherheit mithilfe fortgeschrittener In-vitro- und Ex-vivo-Tests ohne Tierversuche wissenschaftlich validiert werden.
Pflanzenzellkulturen erreichen echte Produkteinführung
Das Projekt InnCoCells wurde mit Produkten auf dem Markt und nicht nur mit Laborergebnissen abgeschlossen. Projektkoordinator Heiko Rischer berichtet: „Wir haben unsere ursprünglichen Erwartungen hinsichtlich des Entwicklungsstadiums übertroffen: Vier Inhaltsstoffe erreichten die vollständige Produkteinführung und mehr als zehn weitere sind in ein fortgeschrittenes vorkommerzielles Stadium eingetreten.“ Vier Produkteinführungen demonstrieren, was „Pflanzenzellen im Bioreaktor“ für die tägliche Hautpflege bedeuten können. Zwei Industriepartner brachten Produkte auf den Markt, die auf sichtbare Probleme wie dunkle Flecken und Mattigkeit, Feuchtigkeit und Barrierefunktion, Anzeichen der Hautalterung und Schutz vor UV-bedingten Schäden abzielen. Bei diesen Produkten kommen Zellkulturen zum Einsatz, die aus Pflanzen wie Jasmin, Ysop, Pfingstrose und Wacholder gewonnen werden.
Zu wenig genutzte Pflanzen, die konstant Wirkung erbringen
Im Rahmen des Projekts wurden Extrakte aus mehr als neunzig Arten auf ihre Bioaktivität und in der Praxis umsetzbare Produktionswege hin untersucht. Zu wenig genutzte Pflanzen können attraktive Quellen bioaktiver Verbindungen sein, aber Wildpflanzen im Ganzen zu ernten, kann sich als unsicher und schwer zu normen erweisen. Ein vom Team hervorgehobenes Beispiel ist das Löffelkraut, eine kleine nordische Pflanze, deren großflächiger Anbau für Kosmetika eine Herausforderung darstellen würde. Rischer erklärt, wie Zellkulturen hier hilfreich sind: „Unsere Löffelkraut-Zellkulturen sind von gleichbleibender Qualität und ergeben Extrakte, die antimikrobielle, entzündungshemmende und Anti-Aging-Eigenschaften aufweisen und zu den fünf besten Extrakten gehören, die wir auf diese Wirkungen hin getestet haben.“ Diese Konsistenz ist wichtig, da Kosmetikmarken Monat für Monat und auf allen Märkten Inhaltsstoffe mit gleicher Wirkung benötigen.
Sichere Maßstabserweiterung unter Nutzung von Nebenströmen
Die Umstellung von Laborgefäßen auf Produktion im Pilotmaßstab kann das Ende für ein Verfahren bedeuten, selbst wenn die Biologie funktioniert. Das Team von InnCoCells skalierte ausgewählte Linien auf 300 l und 1 000 l, wobei Belüftung, Lichtzufuhr und Durchmischung angepasst wurden, sodass die Zellen bei steigendem Volumen gesund und produktiv blieben. Parallel zu den Leistungstests wurden gleichermaßen Sicherheitsarbeiten durchgeführt. Im Zuge des Projekts wurde ein Zytotoxizitäts- und Phototoxizitäts-Screening durchgeführt, um die höchsten ungiftigen Konzentrationen zu ermitteln und jene Inhaltsstoffe zu priorisieren, die eine geringe Toxizität mit einer nützlichen Wirkung verbinden. Die Resultate wurden durch chemische Analysen der Stabilität untermauert. Das Team des Projekts InnCoCells erprobte zudem einen „Kaskadenansatz“. Es wurden vor der Entsorgung wertvolle Stoffe aus Nebenprodukten und Abfallströmen extrahiert. Ingwerpresskuchen, das nach dem Pressen von Ingwer übrigbleibende Fruchtfleisch, zeigte eine hohe entzündungshemmende und Anti-Aging-Wirkung, wobei Rischer anmerkt, dass „Olivenschnittabfälle sogar noch vielversprechender erschienen, da sie eine starke Wirkung gegen Lichtalterung aufwiesen und die Kollagenproduktion um 25 % steigern konnten“. Mit der Nutzung dieser Nebenströme kann das Geschäftsszenario gestärkt werden, indem geringwertige Rückstände in höherwertige Produkt umgewandelt werden. Die folgenden Schritte konzentrierten sich auf die Maßstabserweiterung der vielversprechendsten Verfahrensrouten, die Fertigstellung technischer Datenblätter und Dossiers, die die Leistungs- und Sicherheitsangaben untermauern, sowie die Übertragung robuster Anbau- und Extraktionsprotokolle in den industriellen Betrieb. Werden diese Schritte umgesetzt, erhalten die Verbraucherinnen und Verbraucher zuverlässigere „pflanzliche“ Inhaltsstoffe, die von Packung zu Packung dieselben Eigenschaften aufweisen, und Europa bekommt einen klareren Weg von der biologischen Vielfalt zu Produkten vorgegeben, ohne sich auf anfällige Ernten verlassen zu müssen.