Valorisation de la Biodiversité végétale en région Centre-Val de Loire pour la conception de nouveaux ingrédients cosmétiques
[Article paru dans le magazine Expression Cosmétique N°75 – Mai/juin 2022]
Cosmétosciences, programme financé par la région Centre-Val de Loire, valorise les partenariats entre académiques et industriels de la filière cosmétique.
Entre 2017 et 2020, le projet Valbiocosm, porté par l’Institut de Chimie Organique et Analytique (ICOA) et le Centre de Biologie Moléculaire (CBM), a posé les bases d’un travail collaboratif « circulaire », unique en France, composé de quatre laboratoires académiques : ICOA UMR 7311, LBLGC, INRAE USC1328 (Université d’Orléans), CBM UPR4301 (CNRS Orléans) et BBV EA2106 (Université de Tours) associés à quatre partenaires socio-économiques : Botanicosm’ethic, Caudalie, Sederma et le Comité de Développement Horticole (CDHRC).
Un sourcing végétal naturel et biotechnologique
La première innovation a été d’optimiser les conditions culturales de biomasses végétales – « naturelle », établie à partir de plantes, et « biotechnologique », provenant de culture de cellules végétales. L’équipe du LBLGC, spécialisée dans l’étude du métabolisme de plantes, a travaillé sur l’optimisation du sourcing en hydroponie et aéroponie.
En parallèle, le laboratoire BBV, en lien avec Sederma et le LBLGC, a mené l’optimisation des méthodes biotechnologiques en développement de cultures in vitro de types cals et des suspensions cellulaires à partir de cellules végétales des plantes sélectionnées. Ceci a permis de développer des procédés innovants biotechnologiques et de bio-production in vitro. Différentes plantes ont été sélectionnées notamment le chardon marie Silybum marianum, la bardane Arctium lappa, l’armoise annuelle Artemisia annua pour le sourcing naturel, le lin Linum usitatissimum et Linum grandiflorum, Silybum marianum pour le sourcing biotechnologique.
Approches d’extraction écoresponsables
L’ICOA a développé des approches d’extraction écoresponsables – solvants verts ou biosourcés, et des technologies avancées telles que les ultrasons et les micro-ondes.
L’analyse des nombreux extraits par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution (UHPLC-HRMS), suivie de traitements de données bio-informatiques et d’analyses statistiques, a permis de les caractériser sur le plan moléculaire et d’établir des liens de corrélation entre la structure des métabolites et leur activité biologique. La comparaison des différents profils obtenus en fonction des conditions de culture qui amènent à produire plus ou moins de molécules actives ont aidé à mieux appréhender l’impact de ces conditions sur le métabolisme des plantes, et à optimiser les procédés de culture.
Des méthodes d’objectivation biologique innovantes
Celles-ci, notamment micro-ARN spécifique, se sont avérées efficaces, pour faciliter l’identification de composés bioactifs, mais aussi pour leur attribuer de nouvelles propriétés biologiques.
Cette objectivation biologique a été opérée au CBM, par la mise en place d’un panel de six tests utilisés en routine (innocuité, régénérant, anti-oxydant, hydratant, prolifération, protection), adossés à une nouvelle plateforme de criblage d’activité biologique placée sous contrôle de l’expression du microARN 21.
Des méthodes d’objectivation biologique innovantes
Un point remarquable concerne le transfert d’échelle de production des biomasses vers les serres du CDHRC, pour générer des données technico-économiques en vue d’une possible exploitation industrielle.
Les méthodes de culture sont facilement maîtrisables, modulables grâce notamment à la mise en place et le suivi de paramètres de culture – température, suppléments salins, humidité – et ne sont que très peu climato-dépendantes.
Le projet a fait la démonstration de la faisabilité de développer un circuit court de la culture végétale à l’ingrédient actif avec une garantie de traçabilité et de qualité. Les méthodes développées au cours des 3 années de ce projet continuent leur évolution via un réseau scientifique liant industriels, producteurs de matières premières et académiques, et ont contribué au démarrage de nouvelles études.