4.2. Propagace in vitro

In vitro propagace neboli mikropropagace je variantou vegetativního způsobu propagace prováděné pomocí rostlinných explantátů kultivovaných za aseptických podmínek in vitro [87]. Nabízí možnost produkce velkého množství rostlin, které lze zkoumat pro extrakci cenných metabolitů, a zároveň snížit nadměrné využívání volně žijících a ohrožených druhů [88]. Použití diferencovaných rostlin (mikromnožených rostlin) je povinné, pokud je bioaktivní molekula produkována výhradně ve specializovaných rostlinných orgánech nebo tkáních (např. éterické oleje). Další výhoda použití in vitro množených rostlin je spojena s jejich stabilitou a vyššími výnosy sekundárních metabolitů. Použití in vitro kultivačních systémů umožňuje produkci nezávislou na sezónních omezeních a rychlou a účinnou izolaci cílené bioaktivní molekuly spolu se spolehlivostí a předvídatelností produkce [25].

Glykosid cistanche může také zvýšit aktivitu SOD v srdeční a jaterní tkáni a významně snížit obsah lipofuscinu a MDA v každé tkáni, účinně zachycovat různé reaktivní kyslíkové radikály (OH-, H₂O₂ atd.) a chránit před způsobeným poškozením DNA. OH-radikály. Cystanche fenylethanoidové glykosidy mají silnou schopnost vychytávání volných radikálů, vyšší redukční schopnost než vitamín C, zlepšují aktivitu SOD v suspenzi spermií, snižují obsah MDA a mají určitý ochranný účinek na funkci membrány spermií. Polysacharidy Cistanche mohou zvýšit aktivitu SOD a GSH-Px v erytrocytech a plicních tkáních experimentálně senescentních myší způsobených D-galaktózou, stejně jako snížit obsah MDA a kolagenu v plicích a plazmě a zvýšit obsah elastinu. dobrý čisticí účinek na DPPH, prodlužuje dobu hypoxie u senescentních myší, zlepšuje aktivitu SOD v séru a oddaluje fyziologickou degeneraci plic u experimentálně senescentních myší Experimenty prokázaly, že Cistanche má dobrou antioxidační schopnost s buněčnou morfologickou degenerací a má potenciál být lékem k prevenci a léčbě nemocí stárnutí kůže. Zároveň má echinakosid v Cistanche významnou schopnost vychytávat volné radikály DPPH a dokáže vychytávat reaktivní formy kyslíku, bránit volnými radikály indukované degradaci kolagenu a má také dobrý opravný účinek na poškození aniontů volnými radikály thyminu.

Klikněte na Na sklad cistanche Chemist

【Další informace:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】

Některé studie poukázaly na účinnost in vitro propagace z hlediska produkce bioaktivních sloučenin. Goyal a kol. (2013) zjistili, že klony lowbush borůvek získané mikropropagací vykazovaly vyšší obsah flavonoidů a fenolů ve srovnání s klony vyvinutými konvenční metodou množení [89]. Podobné nálezy byly popsány u Ziziphora senior L. od Dakah et al. (2014) [90]. Autoři zjistili, že rostlinné extrakty Ziziphora senior L. množené in vitro vykazovaly vyšší schopnost pohlcovat radikály než plané rostliny. Tento znatelný rozdíl vysvětlili také stresovými podmínkami, které vznikají při zakládání kultury in vitro nebo přítomností regulátorů růstu rostlin, které mohou mít stimulační účinek na produkci polyfenolů [90]. Huperzia serrata, důležitá tradiční bylina v čínské kultuře, je známá tím, že produkuje cennou sloučeninu, huperzin A (HupA). Extrakty Huperzia serrata získané z mikromnožených rostlin vykazovaly zvýšenou antioxidační aktivitu. Produkce HupA však zůstává nižší v mikromnožených rostlinách než v divokých. Obsah hypericinu se následně zvýšil v mikropropagovaných rostlinných extraktech Hypericum hookerianum ve srovnání s extraktem generovaným z divokých rostlin [91]. V kultuře Salvia officinalis in vitro byl abietan diterpen detekován pouze v kulturách výhonků, ale nikoli v buněčných suspenzích, kalusech nebo vlasatých kořenech [92]. Navzdory výše uvedenému může být v některých případech fenolické složení a antioxidační aktivita nižší u mikromnožených rostlin ve srovnání s divokými rostlinami, jako je Cichorium pumilum Jacq [93], Caralluma tuberculata [94] a Alocasia longiloba Miq [95]. .

4.3. Kalogeneze a buněčné suspenze

Rostliny vykazují pozoruhodnou vývojovou plasticitu pro buněčnou diferenciaci, protože je to hlavní rys rostlinných buněk. Díky této výjimečné vlastnosti mohou rostliny vytvářet neorganizované buněčné hmoty, označované jako kalusy, v reakci na omezení prostředí, s největší pravděpodobností na invazi patogenů nebo fyzické poškození [96]. Založení kalusové kultury se většinou spoléhá na dediferenciaci buněk. To lze definovat jako proces, při kterém zralé nebo specializované buňky ztrácejí svůj diferencovaný charakter a stávají se juvenilními (dediferencovanými) [97].

Prostřednictvím jejich přenosu do kapalného média se mohou shluky kalusové kultury desegregovat na malé kousky, agregáty nebo dokonce jednotlivé buňky, čímž se dosáhne buněčných suspenzních kultur. Kalus je typicky heterogenní. Buněčné suspenze jsou potenciálním zdrojem vysoce hodnotných bioaktivních sloučenin rostlinného původu [97,98]. Buněčné suspenze zahrnují homogenní buněčnou populaci, která produkuje jednotné a rychlé regulátory živin a růstu rostlin. Snadno se také přizpůsobují několika biotechnologickým strategiím, jako je elicitace, krmení prekurzorem a biokonverze nebo biotransformace, stejně jako hromadná výroba v bioreaktorech (scale-up) [7]. Několik důležitých bioaktivních sloučenin pocházejících z rostlin bylo vyrobeno pomocí technologií kalogeneze a buněčné suspenze, přičemž většina byla získána pomocí buněčných suspenzí [98]. Hlavní PDBC, které byly produkovány pomocí buněčných suspenzí, jsou Echinan 4 P, Acetos 10 P, Teoside 10 a Teupol 50 P [99,100].

Mnoho studií uvádí účinnost buněčných suspenzí pro produkci požadovaných bioaktivních sloučenin. Například produkce ginsenosidu byla získána pomocí buněčných suspenzí Panax quinquefolium vyvinutých v MS médiu v přítomnosti 1 mg/l 2.4-kyseliny dichlorfenoxyoctové a 0,25 mg/l kinetinu [1] 01]. Produkce šikoninu byla hodnocena z buněčných suspenzí Onosma bublotrichum v MS médiu doplněném 0,2 mg/l IAA a 2,10 mg/l kinetinu pro kalusy a v SH médiu pro buněčné suspenze [102]. Suspenze buněk Glycyrrhiza uralensis byly schopny produkovat významné množství flavonoidů v médiu Murashige a Skoog doplněném kombinací 2,4-D, NAA a BA a vyvolané methyljasmonátem [103]. 20- hydroxyecdyson byl získán ze suspenzí buněk Achtranthes bidentate a Vitex glabrata pěstovaných v přítomnosti NAA a 0,2 mg/l BA pro Achtranthes bidentate a přítomnosti 2,4-D a BA pro Vitex glabrata [104].

Několik předchozích studií zdůraznilo velký potenciál kalusových a buněčných kultur při léčbě kožních poruch. Vodorozpustný extrakt z kultury kmenových buněk Dilochos biflorus byl charakterizován Belmontem et al. (2014) pro vysoké množství isoflavonů, zejména daidzeinu, genistinu a jejich glukosidových derivátů. Autoři zjistili, že vytvořený extrakt vykazoval znatelný inhibiční účinek na erytém vyvolaný UV zářením, což zvýraznilo ochranné účinky těchto sloučenin rostlinného původu proti UV záření, konkrétně proti spálení sluncem a slunečnímu erytému [105]. Později Imparato a kol. (2016) použili umělé modely kůže k prokázání ochranné schopnosti extraktů z buněčné kultury Dilochos biflorus na složkách ECM proti UV záření [106]. Tato vynikající dermoprotektivní aktivita byla spojena se schopností extraktu vychytávat volné radikály, inhibovat produkci kolagenázy v dermis a zachovat strukturu kolagenu po dobu až 72 hodin po vystavení UVA záření [106]. Extrakty z motýlího keře (Buddleja davidii) získané pomocí kultur buněčné suspenze produkovaly vysoké množství verbascosidu, fenylpropanoidní glykosidové sloučeniny známé pro své všestranné ochranné vlastnosti (antioxidant, chelátor, protizánětlivý). Zkoumání dermatologických vlastností vytvořených extraktů ukázalo silnou schopnost tohoto extraktu reparovat pokožku a preventivně působit proti zánětu kůže, což se připisuje silné inhibici aktivity kolagenázy a potlačení prozánětlivých faktorů [107]. Extrakty z rostlinných buněčných kultur bengálské kávy (Coffea bengalensis) neobsahují kofein a vykazují velký potenciál pro použití v péči o pleť. Například bylo prokázáno, že extrakt rozpustný ve vodě pocházející z buněčných kultur Coffea bengalensis podnítil syntézu kolagenu I a II ve fibroblastech, podpořil aktivitu lipázy a stimuloval expresi genů souvisejících s hydratací v keratinocytech [108].

5. Hlavní biotechnologické přístupy ke zvýšení produkce bioaktivních sloučenin rostlinného původu

Rostlinné buněčné a tkáňové kultury (PCTC) poskytují slibný biotechnologický nástroj pro generování širokého počtu fytochemikálií pro farmaceutické účely. Vzhledem k minimální fytochemické produktivitě, která nepostačuje k pokrytí nákladů na kultivaci, je však na trhu k dispozici pouze několik úspěšných případů [76]. Během posledního desetiletí se tedy výzkum orientoval na zvýšení produkce vysoce hodnotných fytochemikálií, aniž by se zvýšily výrobní náklady, aby se rozšířilo použití technik kultivace in vitro jako "chemické továrny" [109]. Ke zvýšení produkce PDBC se široce používá několik strategií, mezi něž patří elicitace, metabolické inženýrství, imobilizace, permeabilizace a dvoufázové systémy (obrázek 2) [77].

5.1. Vyvolávání

Elicitace je jedním z nejúčinnějších postupů používaných v současnosti ke zlepšení biotechnologické produkce PDBC. Elicitace vyžaduje použití specifických sloučenin, běžně známých jako elicitory, k urychlení obrany rostlin a spuštění biosyntézy a produkce sekundárních metabolitů [110]. Lze rozlišit dva odlišné typy elicitorů: abiotické a biotické elicitory. Abiotické elicitory shromažďují všechny nebiologické látky, jako jsou anorganické sloučeniny, například kovové ionty nebo soli (chlorid vápenatý, dusičnan stříbrný, síran hořečnatý, chlorid rtuťnatý, chlorid kobaltnatý, ionty zinku atd.), o kterých je známo, že stimulují produkci bioaktivní látky úpravou jejich sekundárního metabolismu rostlin [43]. Na rozdíl od abiotických elicitorů mají biotické elicitory biologický původ. Používají se buď jako surové extrakty nebo částečně purifikované patogeny nebo produkty rostlinného původu. Mohou mít buď komplexní složení, jako jsou houbové a kvasinkové extrakty, nebo specifické složení, jako jsou glykoproteiny, purifikovaný chitosan, alginát, xanthan, polysacharidy atd. [111]. Několik parametrů, mezi které patří typ elicitoru, koncentrace, doba expozice, typ kultury, složení média, buněčná linie, stadium a stáří kultury, jsou hlavními faktory ovlivňujícími účinnost elicitačního postupu při produkci PDBC [112]. .

Elicitace byla široce používána ke zvýšení produkce PDBC in vitro kultur. Několik zpráv zdůraznilo účinnost této metody. Vyvolání suspenzních buněk Pueraria cannoli pomocí kyseliny salicylové zvýšilo produkci a akumulaci isoflavonoidů, konkrétněji khwakhurinu, daidzeinu, puerarinu a genistinu, což jsou molekuly, které vykazují skvělé vlastnosti proti stárnutí [57]. U Solanum xanthocarpum elicitace kalusové kultury pomocí modrého světla vedla k maximální produkci methyl-kafeátu, eskuletinu, kyseliny kávové a skopoletinu. Tyto molekuly jsou známé svou velkou antioxidační, protizánětlivou, antidiabetickou a anti-aging aktivitou [113]. Stresová aplikace solí vyvolaná NaCl na kultivovaný kalus kardy (Cynara cardunculus L. var altilis) zvýšila celkový obsah fenolů a antioxidantů, což vedlo ke zvýšení produkce prokolagenu a aquaporinu v dermálních buňkách, čímž se zvýšila produkce bioaktivních látek. sloučeniny, které lze použít pro kosmetické formulace [114]. Elicitace methyljasmonátu aplikovaná na kultury vlasatých kořenů Isatis indigotica prokázala vynikající výsledky v produkci lignanů. To také umožnilo objev AP2/ERFs TF, které se podílejí na produkci této třídy bioaktivních sloučenin, stejně jako upregulovaných biosyntetických genů, což podtrhuje důležitost vyvolání identifikace klíčových regulačních mechanismů, které mohou být použity pro metabolické inženýrství in vitro kultury [115]. Další příklady účinnosti vyvolání stimulace produkce PDBC jsou uvedeny v tabulce 3.

5.2. Krmení prekurzory a živinami

Krmení prekurzory je biotechnologická strategie, která závisí na schopnosti rostlin a rostlinných buněčných kultur přeměnit prekurzory (doplněné kultivací média) na požadované produkty pomocí již existujících enzymů [135,136]. Tato technologie byla široce používána ke spuštění výroby specifických sloučenin. Četné zprávy například prokázaly účinnost podávání prekurzorů při stimulaci syntézy PDBC. Kultury chlupatých kořenů linum album krmené známým prekurzorem lignanu, jehličnatým aldehydem, vedly ke značnému zvýšení produkce pinoresinolu, lariciresinolu a podofylotoxinu [137]. V kalusu a buněčných suspenzích pocházejících z listů Centella asiatica bylo akumulace asiaticosidů dosaženo přidáním aminokyselin do kultivačního média, přesněji leucinu [138]. Karppinen a kol. (2007) uvádějí podobná zjištění pro produkci hyperforinu z kultur výhonků Hypericum perforatum. Autoři například zjistili, že podávání isoleucinu a valinu do kultury střelby bylo zodpovědné za produkci hyperforinu. Sledováním inzerce isoleucinu a valinu pomocí značených forem těchto aminokyselin autoři zjistili, že tyto dvě aminokyseliny byly začleněny do acylového postranního řetězce hyperforinu i hyperforinu [138].

Podle stejného principu jako prekurzorové krmení je cílem krmení živinami zvýšit výtěžek PDBC úpravou fyzikálních a chemických faktorů kultivačního média. Tato strategie se ukázala jako účinná pro zvýšení biomasy a produkci ginsenosidu z kultur ženšenu s náhodnými kořeny. Jak je uvedeno v [139], produkce biomasy a množství ginsenosidu se zvýšilo, když byla kultura doplněna čerstvě připraveným kultivačním médiem. Podobné nálezy byly také hlášeny pro produkci vedlejších produktů kávy z kultur adventivních kořenů Echinacea purpurea [140] a produkci taxolu z buněčných suspenzí Taxus chinensis [141].

5.3. Metabolické inženýrství

Metabolické inženýrství je definováno jako produkce specifických látek nebo molekul, jako jsou léčiva, chemikálie, paliva a léky, narušením metabolických drah v buňkách [142]. Poskytuje zcela nové stanovisko k lepšímu pochopení cest biosyntézy PDBC prostřednictvím studií nadměrné exprese. Může také znamenat represi jiných drah (kompetitivních cest) ke zvýšení metabolického toku mediátorů specifických cest biosyntézy k zajištění zvýšené produkce [143]. Hlavním cílem této strategie je vyvolat buněčnou aktivitu prostřednictvím manipulace s buněčnými funkcemi pomocí technologie rekombinantní DNA. Dosud existuje několik strategií, jako je zavedení genů izolovaných ze stejného druhu nebo různých organismů, promotory zvyšující expresi cílových genů (konstitutivní exprese cílených genů pomocí promotoru 35S, například) nebo disruptivní exprese cíleného genu nebo genů (antisense RNA interference nebo technologie CRISPR/Cas9), byly použity k dosažení tohoto účelu [144]. Nejběžnějším příkladem genetické manipulace je použití genetické transformace zprostředkované Agrobacterium tumefacient, která může umožnit zavedení požadovaného genu.

Genetické narušení meziproduktů biosyntézních drah lze také provést pomocí jiných alternativních transformačních metod, jako je transformace protoplastů, biolistika (bombardování mikroprojektily), transformace zprostředkovaná liposomy nebo dráhy pylové trubice [143]. Metabolické inženýrství nabízí mnoho výhod pro produkci bioaktivních sloučenin nadměrnou expresí genů (odpovědných za produkci regulačních enzymů), které se účastní jejich biosyntetických drah [145]. Vzhledem ke složitosti regulačního procesu v rostlinných buňkách a přítomnosti kritických a rychlost omezujících enzymů odpovědných za zpětnovazební regulaci množství bioaktivních sloučenin je však produkce PDBC prostřednictvím metabolického inženýrství omezená. K identifikaci kroků omezujících rychlost a jejich regulace jsou tedy zapotřebí další šetření [146,147].

5.4. Imobilizace

Imobilizace je jednou z klíčových strategií, které lze použít ke zvýšení produkce PDBC v systémech PCTC. Spoléhá na použití gelové matrice, která umožňuje zachycení buněk. Současně jsou buňky vystaveny vysokým koncentracím iontů, aby se neutralizoval nežádoucí dopad na buněčný metabolismus. Tato strategie přilákala vědce a výzkumníky po celém světě, protože umožňuje zvýšení buněčné životaschopnosti a stability produkovaných bioaktivních sloučenin, navíc ke zvýšení produkce žádoucích molekul [148]. Pro zachycení nebo imobilizaci buněk lze jako gelovou matrici použít několik chemikálií, jako je agaróza, alginát, agar a polyakrylamid kombinovaný s alginátem. Alginátové polymery jsou nejběžnějšími látkami používanými pro imobilizaci buněk, protože vykazují nejlepší výsledky z hlediska výtěžků produkce PDBC. Například zachycení agregátu buněk Eurycoma longifolia pomocí 2,5 procenta alginátového polymeru po dobu tří týdnů vedlo k podstatnému nárůstu produkce 4H-imidazol-4-jednoho, může ztenčit-6-jednoho a striktosidin-syntázy ve srovnání k neimobilizovaným buňkám [149]. Pro výrobu chitosanázy z Gongronella sp. buněk, nejvyšší produkce bylo dosaženo při použití imobilizace buněk gelem alginátu vápenatého (E404) v kombinaci s polyuretanovou pěnou při pH 5,5 [150]. V Juniperus chinensis, Premjet a kol. (2007) zjistili, že produkce podofylotoxinu vzrostla o 96–98 procent v zachycených buňkách pomocí alginátového polymeru [151]. Imobilizované buňky Plumbago rosea s použitím E404 vedly k trojnásobnému zvýšení produkce plumbaginu, důležité bioaktivní sloučeniny uváděné u tohoto rostlinného druhu, ve srovnání s nezachycenými buňkami [152,153]. Příznivé účinky imobilizace buněk lze vysvětlit skutečností, že gelová (polymerní) matrice vytváří vhodný difúzní gradient přes imobilizované buňky, což zlepšuje biochemickou komunikaci. Polymerní matrice automaticky spouštějí tvorbu buněčných agregátů, čímž snižují závislost buněk na kultivačním médiu, což vede k vyššímu výtěžku PDBC [148]. Ačkoli imobilizace buněk zvyšuje produkci PDBC, bioaktivní sloučeniny jsou často zachyceny a často uloženy v buněčných vakuolách. Proces imobilizace a produkce buněk jsou tedy ekonomicky závislé na schopnosti buňky vylučovat žádoucí bioaktivní sloučeniny do sousedního média, k čemuž může docházet přirozeně pomocí přirozených (pasivní a aktivní transport) nebo umělých (strategie permeabilizace) sekrečních mechanismů [135].

5.5. Permeabilizace

Jak bylo uvedeno výše, PDBC jsou obvykle zachyceny ve specializovaných orgánech nebo buněčných strukturách, obvykle v buněčných vakuolách. Uvolnění PDBC do kultivačního média spojené s vhodným postupem čištění tedy může umožnit rekuperaci požadovaných sloučenin. Strategie permeabilizace se opírá o použití chemických nebo fyzikálních přístupů ke zvýšení permeability membrán rostlinných buněk. Chemicky zprostředkovanou permeabilizaci lze snadno provést pomocí organických rozpouštědel, jako je dimethylsulfoxid [DMSO] a isopropanol, a polysacharidů, jako je chitosan [135]. Ke zvýšení permeability buněčné kultury Taxus chinensis byly použity taxol, hexadekan, dibutylftalát nebo dekanol [141]. K získání PDBC z buněčných vakuol lze použít i jiné permeabilizační metody, jako jsou elektrická pole a sonikace [135]. Všimněte si, že akumulace PDBC může být změněna buď zpětnovazební regulací (inhibicí) syntézy produktu nebo degradací bioaktivních sloučenin v médiu. Této překážce se lze vyhnout použitím odstranění produktu in situ, které zahrnuje přímou separaci kapalina–kapalina nebo kapalina–pevná látka [154], kde tato separace vykazovala lepší výsledky než systém kultivace kapalina–kapalina. Pro systémy pevná látka-kapalina se běžně používají pryskyřice XAD4, XAD7 a aktivní uhlí. Například již dříve bylo prokázáno, že použití XAD7 zlepšilo produkci ajmalicinu a serpentinu u C. roseus, plumbaginu u Pityriasis rosea, alkaloidu u Eschscholzia californica a taxuyunnaninu C u Taxus chinensis [155–158]. XAD4 byl úspěšně aplikován na produkci antrachinonů z Morinda elliptica [159].

6. Výroba antioxidačních látek pro kosmetické přípravky s využitím biotechnologie

PCTC techniky v kombinaci s různými biotechnologickými přístupy zaměřenými na produkci vysokých množství PDBC vedly k vývoji několika kosmetických produktů s anti-aging a dermoprotektivní aktivitou. Některé z nich byly patentovány a několik kosmetických produktů bylo vyvinuto předními společnostmi v kosmetickém průmyslu. Níže jsou uvedeny některé příklady patentů, které byly zaregistrovány v posledním desetiletí. Byly náhodně vybrány, aby ukázaly konkrétní aplikace biotechnologie, zejména technik rostlinných tkáňových kultur, při formulaci galenických a kosmetických produktů:

• Patent registrovaný ve Spojených státech Blum et al. v roce 2012 související s vývojem dediferencovaných rostlinných buněk z plodů Malus domestica cv Uttwiler Spaetlauber a jejich použití při formulaci kosmetických přípravků k zajištění ochrany kmenových buněk před vnitřními i vnějšími stresovými faktory, podpoře množení kmenových buněk a prevenci buněčné apoptózy (patent US 8,580,320 B2). Z těchto buněčných suspenzí byly vyvinuty různé kosmetické přípravky, mezi které patří mizející krémy, tekuté balzámy, intenzivní vlasové masky a oční krémy. Účinnost vyvinutých kosmetických přípravků byla testována na kmenových buňkách pocházejících z pupeční šňůry, vlasových folikulů a fibroblastů.

• Rostlinné buňky Syringa vulgaris byly úspěšně vytvořeny z in vitro kultury rostlinných tkání za aseptických podmínek v růstových nádobách doplněných o specifické regulátory růstu rostlin italským týmem (Dal Monte et al., 2006; Patent číslo: US 7 718 199 B2). Vodná extrakce byla provedena na buněčných suspenzích odvozených z kalusu. HPLC profilování odhalilo přítomnost významných množství verbascosidu a verbascosidu. Extrakty získané z buněčné suspenze prokázaly silnou antioxidační a čisticí aktivitu proti volným radikálům. Kromě toho vyvinuté extrakty vykazovaly skvělé vlastnosti proti vypadávání vlasů díky své schopnosti inhibovat 5-alfa reduktázu a lipoxygenázu. Vytvořené extrakty také vykazovaly silnou anti-tyrosinázovou aktivitu a pozoruhodné bělící vlastnosti pokožky.

• Nediferencované buňky kosatcových rostlin (Iris pallida, Iris germanica a Iris florentina) generovali Breton a Gueniche v roce 2001. Z vytvořených buněk byly vyvinuty galenické preparáty. Podle tvrzení vynálezců vyvinuté přípravky zahrnovaly opalovací krémy s aktivními složkami, které zajišťovaly ochranu proteinů extracelulární matrix, například před UV zářením, prostřednictvím enzymatické inhibice proteinů MMP (Breton a Gueniche v roce 2001, číslo patentu: EP 1 174 120 B1).

• Nediferencované buňky Leontopodium alpinum získané pomocí in vitro buněčných kultur byly použity pro formulaci kosmetických přípravků francouzskými vynálezci (Gracioso et al.). Objev byl zveřejněn jako patent vynálezci v roce 2016 (Patent deposition in 2015, Patent number: WO 2016/113659 A1). Vyvinutý produkt byl navržen jako kosmetické ošetření pro obnovu homeostázy buněk stárnutí pokožky a zvýšení buněčného metabolismu a energetické aktivity.

• Nediferencované buňky Marrubium vulgare byly použity jako surovina pro vývoj kosmetických přípravků Ringenbachem et al. pro známou kosmetickou firmu. Patent byl zaregistrován v roce 2016. Pro tento patent byla připravena kosmetická kompozice z rostlinných buněk získaných pomocí procesu buněčné kultury in vitro. Vynálezci navrhli tento kosmetický přípravek pro topické ošetření ke zlepšení celkového stavu pokožky, vzhledu a příloh, přesněji pro stažení pórů a nedokonalostí pokožky. Z objevené aktivní složky byly vyvinuty různé galenické přípravky, mezi které patří krémy, séra, tkáňové masky a čisticí pleťové vody (číslo patentu: WO 2017/163174 A1).

• Kosmetický přípravek byl vyvinut italským týmem (Tito et al.) v roce 2016. Vynález, na který se vztahuje tento patent, se zaměřuje na použití somatických embryí tří rostlinných druhů: Lotus japonicus, Citrus limon a Rosa gardenia. Vytvořené extrakty prokázaly skvělý účinek proti nedokonalostem stárnutí pleti a obsahují vlastnosti pro omlazení kožních tkání (číslo patentu: WO 2016/173867 A1).

• Kosmetický přípravek se schopností chránit pokožku před vysycháním a/nebo předcházet poškození UV zářením byl vyvinut z dediferencované extrakce kmenových buněk Camellia sinensis var assamica od Berry et al. Vyvinutý produkt byl patentován v roce 2017. Účinnost vynálezu byla testována na dermálních fibroblastech dospělých lidí. Podle vynálezců vykazovaly vytvořené čajové extrakty protizánětlivé vlastnosti, zabraňovaly vysychání kožních buněk a chránily kožní buňky před UV zářením (číslo patentu: WO 2017/178238 AI).

7. Závěry

Stárnutí kůže je jedním z nejčastějších dermatologických problémů ovlivňujících lidskou pokožku a její vzhled, což má za následek selhání hojení ran, tvorbu vrásek a ztrátu tonusu a pružnosti pokožky. V průběhu let bylo vyvinuto několik produktů na chemické bázi, které zabraňují procesu stárnutí pokožky a snižují jeho dopad. S používáním chemických přípravků se však objevilo několik problémů spojených většinou s buněčnou citlivostí, alergiemi a vedlejšími účinky některých chemických přípravků a látek. Jako alternativa byly navrženy přírodní produkty a produkty rostlinného původu na základě jejich vynikajících vlastností. Vývoj bioaktivních složek rostlinného původu je však vysoce závislý na rostlinném materiálu, který může být ovlivněn jak vnitřními, tak vnějšími faktory. Techniky rostlinných tkáňových kultur mohou dodávat obrovské množství homogenního rostlinného materiálu nezávisle na těchto faktorech, aby byla zajištěna dostatečná produkce bioaktivních sloučenin. Kromě toho mohou být PDBC produkovány pomocí biotechnologických strategií, jako je elicitace, metabolické inženýrství, krmení živinami a prekurzory, imobilizace a permeabilizace. Tato práce předložila komplexní přehled biotechnologických technik používaných k výrobě bioaktivních sloučenin se zaměřením na antioxidanty vykazující vlastnosti proti stárnutí. Některé příklady technik rostlinných tkáňových kultur používaných při výrobě kosmetických produktů jsou rovněž věnovány zdůraznění významu biotechnologických nástrojů pro udržitelnou produkci PDBC.

【Další informace:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】