il y a certaines vérités dures dans l’industrie de la beauté. La vitamine C peut éclaircir les taches foncées, par exemple, et l’acide hyaluronique hydrate – ou est-ce le cas ? Il s’avère que nous ignorions beaucoup de choses sur l’acide hyaluronique, comme la différence entre celui-ci et le hyaluronate de sodium (qui est en fait une roche saline). Ou comment ce sérum « acide hyaluronique à 99% » sur lequel vous vous êtes étalé n’est pas du tout de l’acide hyaluronique à 99%, mais plutôt un mélange d’acide hyaluronique et d’eau.
Pour nous aider à déchiffrer les merveilles de la peau que sont l’acide hyaluronique et le hyaluronate de sodium, nous avons fait appel à la chimiste cosmétique de Paris, propriétaire de la société de développement de produits, et à l’esthéticienne et fondatrice d’un salon de beauté, qui a créé son propre sérum à l’acide hyaluronique, pour nous aider à démystifier certains mythes sur l’acide hyaluronique.
Vous découvrirez bientôt la surprenante vérité sur cet ingrédient tant vanté.
Type d’ingrédient : Hydrateur
Principaux avantages : Hydrate la peau, réduit l’apparence des rides, reconstitue l’humidité des cellules, accélère la cicatrisation des blessures.
Qui devrait l’utiliser : En général, l’acide hyaluronique est sans danger pour tous les types de peau, mais il est particulièrement utile pour les personnes ayant la peau sèche. Cependant, les personnes souffrant de rosacée ou d’eczéma peuvent vouloir tester le patch HA pour s’assurer qu’il n’irrite pas la peau.
Quand vous pouvez l’utiliser : L’acide hyaluronique peut être appliqué deux fois par jour de façon topique, le matin et le soir, pendant votre routine de soins de la peau, mais l’acide hyaluronique injecté et l’acide hyaluronique ingéré doivent être administrés par un médecin.
Fonctionne bien : La vitamine C, la vitamine B5 et l’acide glycolique.
Ne pas utiliser avec : Il n’y a pas de réactions négatives connues avec l’acide hyaluronique.
Qu’est-ce que l’acide hyaluronique ?
Tout d’abord, qu’est-ce que l’acide hyaluronique exactement ? Pour commencer, c’est une molécule qui se trouve naturellement dans votre peau ainsi que dans le tissu conjonctif de votre corps. L’acide hyaluronique est un polysaccharide naturel présent dans le corps humain. Il agit comme un agent d’amortissement et de lubrification pour nos articulations, nos nerfs, nos cheveux, notre peau et nos yeux.
Les principaux usages et avantages de l’acide hyaluronique sont de maintenir la peau humide et lubrifiée. C’est une superstar pour soulager la peau sèche. L’acide hyaluronique est un liant de l’humidité, ce qui signifie qu’il s’attache à l’eau des cellules, les rendant ainsi « dodues ».
King est d’accord, ajoutant que l’ingrédient est étonnamment puissant et qu’il agit donc comme un hydratant incroyablement puissant. « L’acide hyaluronique peut extraire l’humidité de l’air et maintenir votre peau humide, en retenant près de 1000 fois son propre poids en eau », dit King. « Ce n’est donc pas seulement un hydratant, il a la capacité de retenir un supplément d’humidité ».
Vous pouvez même prendre de l’acide hyaluronique en complément, mais nous vous recommandons de consulter un médecin avant de le faire. Normalement, il est surtout utilisé comme traitement topique, comme un sérum ou un gel, mais il est aussi utilisé pour les injections de remplissage.
Avantages de l’acide hyaluronique
La raison pour laquelle l’industrie de la beauté l’aime tant réside dans sa capacité apparemment magique à retenir l’humidité. Des études ont prouvé que l’acide hyaluronique est étonnamment bon pour se lier aux molécules d’eau, ce qui en fait un facteur clé pour retenir l’humidité de la peau. Le manque d’hydratation est l’un des principaux responsables du vieillissement de la peau, c’est pourquoi cet ingrédient – qui attire l’humidité vers votre peau – est indispensable pour réparer la barrière d’hydratation de votre peau.
Il retient l’humidité : L’acide hyaluronique aide à reconstituer et à retenir l’humidité des cellules, ce qui donne une peau hydratée et repulpée.
Réduit l’apparence des rides : Comme la peau déshydratée est l’une des principales causes des rides, l’acide hyaluronique reconstitue l’humidité perdue et aide à réduire l’apparence des ridules.
Option sûre pour le comblement : La composition de l’acide hyaluronique étant étroitement liée aux substances présentes dans notre corps, il fonctionne bien en tant que produit de comblement qui ne provoque pas d’irritation majeure. Il peut également ajouter du volume à des zones comme les lèvres et les joues, qui perdent naturellement du volume avec le temps.
Absorption rapide : Contrairement à certains produits de soin, l’acide hyaluronique s’absorbe rapidement dans la peau, ce qui signifie que vous perdez moins de produit.
Non irritant : En général, l’acide hyaluronique est non irritant et peut être utilisé en toute sécurité avec tous les types de peau.
Injectable à court terme : Lorsqu’il est utilisé comme produit de remplissage, l’acide hyaluronique dure environ un an. Il se dissout naturellement, ce qui signifie que vous n’avez pas besoin d’aller faire enlever le produit de remplissage par un médecin.
Plusieurs formes d’utilisation : Comme vous pouvez utiliser l’acide hyaluronique par voie topique, vous le faire injecter ou le prendre en complément, il existe de nombreuses possibilités pour savoir comment et quand l’utiliser.
Disponible en vente libre : Contrairement à certains super ingrédients pour les soins de la peau, les produits à base d’acide hyaluronique sont disponibles dans la plupart des magasins de beauté et des pharmacies.
Acide hyaluronique et hyaluronate de sodium
Mais voici la partie intéressante : l’acide hyaluronique a un homologue appelé hyaluronate de sodium. L’hyaluronate de sodium est la forme saline de l’HA et est un sel soluble dans l’eau qui contient 1000 fois son poids en eau. Les ingrédients sont sous forme de sel parce qu’ils sont plus stables et moins susceptibles de s’oxyder.
L’acide hyaluronique et le hyaluronate de sodium sont tous deux utilisés dans les produits de beauté, et les spécialistes du marketing les appellent tous deux « acide hyaluronique » – mais il existe des différences essentielles. En effet, le hyaluronate de sodium a une taille moléculaire beaucoup plus petite, ce qui lui permet de mieux pénétrer la peau. « Dans le domaine des soins de la peau, il existe une formule qui détermine la capacité des produits à pénétrer la peau en fonction de leur poids moléculaire. Plus le poids est faible, plus il peut pénétrer.
Vous connaissez des sérums qui prétendent être fabriqués avec de l’acide hyaluronique à 75% ou même 99% ? Pour dire les choses simplement, ils ne le sont pas. « L’hyaluronate de sodium n’est pas disponible sous forme pure, mais sous forme de solution », explique Benjamin. « Il représente 1 à 2 % de la solution, qui est principalement composée d’eau. »
Il y a mieux : Benjamin prétend que si la solution contient plus de 4 % de hyaluronate de sodium, elle peut en fait assécher votre peau. Elle illustre cela par une analogie : Si vous mettez trop de sel sur une éponge, le sel enlèvera l’eau de l’éponge et la séchera. De la même manière, comme l’hyaluronate de sodium est une roche saline, une trop grande quantité peut éloigner l’humidité de la peau, affirme Benjamin. Elle affirme que 2 % est la plus forte concentration d’acide hyaluronique que l’on puisse mettre dans une solution sans aucun effet de séchage.
Quant à ces pourcentages trompeurs, Mme Benjamin affirme qu’il n’y a pas vraiment moyen pour quiconque de savoir exactement quelle quantité d’acide hyaluronique ou de hyaluronate de sodium il met réellement dans un produit sans l’apporter au laboratoire. Si un produit était réellement fabriqué avec 90% d’AH, ce serait une pierre de sel. Ce n’est pas vraiment 90% d’AH, c’est 90% de la solution totale, qui est principalement de l’eau. La norme industrielle pour l’acide hyaluronique est de 1 % et parfois de 2 % pour les produits en vente libre. Pour avoir une concentration d’AH supérieure à cela, il faut généralement se rendre chez un dermatologue.
Effets secondaires de l’acide hyaluronique
En général, il n’y a pas d’effets secondaires connus de l’acide hyaluronique – du moins, les versions topiques. Mais comme le souligne King, l’acide hyaluronique est souvent utilisé comme agent de remplissage, et peut donc provoquer des effets secondaires. Il peut y avoir un gonflement. Mais, comme l’AH est si étroitement lié aux substances naturelles déjà présentes dans l’organisme, la plupart des réactions proviennent de l’injection elle-même, et non de l’AH.
Si vous choisissez d’ingérer de l’acide hyaluronique, il est prouvé qu’il réduit l’apparence des rides et améliore le volume global de la peau. De plus, la plupart des gens trouvent que le supplément n’a pas d’effets secondaires.
Comment l’utiliser
Pour que l’acide hyaluronique pénètre réellement la surface de la peau lorsqu’il est appliqué localement, il doit en fait être bio-ingénié pour avoir un poids moléculaire beaucoup plus faible. Benjamin, qui a récemment lancé son propre sérum d’acide hyaluronique HA (130 CHF), affirme que les chimistes sont capables de le faire tout en conservant les avantages hydratants d’origine.
Shamban ajoute que les traitements en cabinet peuvent aider l’acide hyaluronique à pénétrer plus profondément dans la peau. Lorsqu’il est combiné avec un Hydra Facial ou un SaltFacial, par exemple, le sérum est infusé dans la peau pour une meilleure ou plus efficace pénétration des plus petites molécules que l’application sur le haut de l’épiderme seul.
Pour ceux qui souhaitent utiliser l’acide hyaluronique comme agent de remplissage, il est évidemment préférable de demander l’avis d’un médecin avant de commencer. Tout comme l’AH topique, l’AH injectable imite également les matériaux déjà présents dans notre corps. L’injection d’un produit de remplissage d’AH sous forme de gel à l’aide d’une seringue dans les différentes zones du visage, des yeux ou d’autres zones est acceptée et reste dans le corps, et est utilisée comme nos autres cellules comme un « partenaire » de remplissage, en donnant du volume à cette zone », explique Douglas.1. Introduction et contexte historique de l’AH La recherche sur l’acide hyaluronique (AH) s’est développée sur plus d’un siècle. L’étude first à laquelle on peut se référer concernant l’AH date de 1880 : le scientifique français Portes a observé que la mucine du corps vitré était différente des autres mucoïdes de la cornée et du cartilage et l’a appelée « hyalomucine ». Néanmoins, ce n’est qu’en 1934 que Meyer et Palmer ont isolé à partir de l’humeur vitrée des bovins un nouveau polysaccharide contenant un sucre aminé et un acide uronique et l’ont appelé HA, de « hyaloïde » (vitré) et « acide uronique ». Au cours des années 1930 et 1950, l’HA a également été isolé à partir du cordon ombilical humain, du peigne du coq et des streptocoques. Les propriétés physico-chimiques de l’AH ont été largement étudiées à partir des années 1940, et sa structure chimique a été résolue en 1954 par Meyer et Weissmann. Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, la compréhension progressive des rôles biologiques de l’AH a déterminé un intérêt croissant pour sa production et son développement en tant que produit médical pour un certain nombre d’applications cliniques. Ainsi, les procédés d’extraction des tissus animaux ont été progressivement optimisés, mais ils portaient toujours severalproblemsofpurificationfromunwantedcontaminants (c’est-à-dire des micro-organismes, des protéines).
Des études sur la production d’HA par fermentation bactérienne et synthèse chimique ont été menées avant les années 1970. L’HA de qualité pharmaceutique first a été produit en 1979 par Balazs, qui a développé une méthode efficient pour extraire et purifier le polymère des peignes de coq et des cordons ombilicaux humains. La procédure de Balazs a jeté les bases de la production industrielle d’HA. Depuis le début des années 1980, l’HA a été largement étudié comme matière première pour développer des lentilles intraoculaires pour l’implantation, devenant un produit majeur en ophtalmologie pour son effet de sécurité et de protection sur l’endothélium cornéen. En outre, il a été constaté que l’AH était également utilisé sur beneficial pour le traitement des maladies articulaires et de la peau, pour la cicatrisation des blessures et pour l’augmentation des tissus mous. Depuis la fin des années 1980, l’HA a également été utilisée pour formuler des systèmes d’administration de médicaments, et les efforts se poursuivent encore aujourd’hui pour développer des véhicules à base d’HA afin d’améliorer la thérapeutique efficacy. Au cours des années 1990 et 2000, une attention particulière a été accordée à l’identification et à la caractérisation des enzymes impliquées dans le métabolisme de l’HA, ainsi qu’au développement de techniques de fermentation bactérienne pour produire de l’HA de taille et de polydispersité contrôlées. Aujourd’hui, l’HA représente une molécule clé dans une variété d’applications médicales, pharmaceutiques, nutritionnelles et cosmétiques. Pour cette raison, l’HA est encore largement étudiée pour élucider ses voies de biosynthèse et sa biologie moléculaire, pour optimiser sa production biotechnologique, pour synthétiser des dérivés aux propriétés améliorées et pour optimiser et mettre en œuvre ses utilisations thérapeutiques et esthétiques. Compte tenu du grand intérêt porté à l’HA par différents fields, du nombre croissant d’études et de notre intérêt pour ce sujet, nous avons décidé de fournir un aperçu complet concernant l’HA et ses potentialités, en faisant une mise à jour concise des derniers progrès. À titre d’exemple, une recherche sur les bases de données publiques les plus courantes (c’est-à-dire Pubmed, Scopus, Isi Web of Science, ScienceDirect, Google Scholar, ResearchGate et Patent Data Base Questel) avec le mot clé « hyaluron* », a donné un total de 161 863 résultats : 142.575 articles et 19.288 brevets. Cette énorme quantité de données ne cesse de croître. Ainsi, dans le but de donner une image plus claire de l’orientation des recherches et des applications dans le field, le présent travail commence par une mise à jour des propriétés physico-chimiques, structurelles et hydrodynamiques de l’hyaluron et poursuit avec la discussion de la biologie de l’hyaluron : occurrence, biosynthèse (par les hyaluronanes synthases), dégradation (par les hyaluronidases et le stress oxydatif), rôles, mécanismes d’action et récepteurs. En outre, les méthodes conventionnelles et récemment développées pour la production industrielle de l’HA et sa dérivation chimique sont décrites. Enfin, les applications médicales, pharmaceutiques, cosmétiques et diététiques de l’HA et de ses dérivés sont passées en revue, en donnant des exemples de produits à base d’HA qui sont actuellement sur le marché ou font l’objet de recherches plus approfondies. Recherche documentaire : nous avons effectué des recherches dans le Cochrane Controlled Trials Register (Central), Medline, EMBase et Cinahl depuis leur création jusqu’en novembre 2006 en utilisant des variations tronquées de noms de préparations, y compris des noms de marques, combinées à des variations tronquées de termes liés à l’arthrose, le tout sous forme de texte. Aucune méthodologie filter pour les essais cliniques contrôlés n’a été appliquée (la stratégie de recherche exacte est disponible auprès des auteurs). Nous avons saisi les articles pertinents dans l’index des citations scientifiques afin d’extraire les rapports qui ont cité ces articles, effectué une recherche manuelle dans les actes de conférence et les manuels, examiné les listes de référence de tous les articles obtenus et vérifié les actes du groupe consultatif de la Food and Drug Administration des États-Unis relatifs aux demandes d’approbation pertinentes. Enfin, nous avons demandé aux auteurs et aux experts en contenu de nous fournir des références pertinentes et avons contacté les fabricants connus pour avoir mené des essais sur la viscosupplémentation.
Propriétés physico-chimiques, structurelles et hydrodynamiques de l’HA. L’HA est un polymère naturel et non ramifié appartenant à un groupe d’hétéropolysaccharides appelés glycosaminoglycanes (GAG), qui sont diffusés dans les tissus épithéliaux, conjonctifs et nerveux des vertébrés. Tous les GAG (c’est-à-dire HA, sulfate de chondroïtine, sulfate de dermatan, sulfate de kératine, sulfate d’héparine et héparine) sont caractérisés par la même structure de base constituée d’unités disaccharides d’un sucre aminé (N-acétyl-galactosamine ou N-acétyl-glucosamine) et d’un sucre uronique (acide glucuronique, acide iduronique ou galactose). Toutefois, l’HA diffère car il n’est pas sulfaté et il
Polymères
n’est pas synthétisé par les enzymes de Golgi en association avec des protéines. En effet, l’HA est produit à la face interne de la membrane plasmique sans aucune liaison covalente avec un noyau protéique. De plus, l’HA peut atteindre un poids moléculaire très élevé (HMW, 108 Da), alors que les autres GAG sont relativement plus petits (<5×104 Da, généralement 1,5-2×104 Da). La structure primaire de l’HA est une chaîne linéaire contenant des unités disaccharides répétitives liées par des liaisons ß-1,4-glycosidiques. Chaque disaccharide est constitué de N-acétyl-D-glucosamine et d’acide D-glucuronique reliés par des liaisons ß-1,3-glycosidiques. Lorsque les deux monosaccharides se trouvent dans la position ß configuration, la structure est moyennement stable, chaque groupe fonctionnel volumineux (hydroxyle, carboxyle, acétamido, carbone anomérique) se trouve dans la position équatoriale stériquement favorable, tandis que chaque petit atome d’hydrogène occupe la position axiale moins favorable du point de vue énergétique. Ainsi, la libre rotation autour des liaisons glycosidiques du squelette de l’HA est limitée, ce qui donne une conformation rigide où les plaques hydrophobes (groupes CH) sont alternées avec des groupes polaires, qui sont liés par des liaisons hydrogène intra et intermoléculaires (liaisons H). Au pH physiologique, chaque groupe carboxyle a une charge anionique, qui peut être équilibrée par un cation mobile tel que Na+, K+, Ca2+ et Mg2+. Ainsi, en solution aqueuse, l’HA est chargé négativement et forme des sels généralement appelés hyaluronane ou hyaluronate, qui sont très hydrophiles et, par conséquent, entourés de molécules d’eau. elle relient les groupes carboxyle et acétamido de l’HA à des liaisons H qui stabilisent la structure secondaire du biopolymère, décrite comme une hélice simple brin gauche avec deux résidus de disaccharides par tour (double hélice). En solution aqueuse, les hélices doubles HA forment des duplex, c’est-à-dire une structure tertiaire en feuille ß, en raison des interactions hydrophobes et des liaisons H intermoléculaires, qui permettent l’agrégation des chaînes polymères avec la formation d’un réseau maillé étendu.
Biologie de l’AH
La présenceu d’AH dans les organismes vivants et la diffusion dans le corps humain de l’hyaluronane est largement diffusée dans la nature : il est présent en l’homme et les animaux, tels que le lapins, bovins, coqs, bactéries, telles que Streptococcus, Streptococcus zooepidermicus, Streptococcus equisimilis, Streptococcus pyogenes, Streptococcus uberis, Pasteurella multocida, algues, telles que l’algue verte Chlorella sp. infectées par le chlorovirus , les levures, telles que Cryptococcus neoformans , et les mollusques. Cependant, on ne la trouve pas dans les champignons, les plantes et les insectes. Dans le corps humain, la teneur totale en HA est d’environ 15 g pour un adulte de 70 kg. L’AH est principalement distribué autour des cellules, où il forme un revêtement péricellulaire, et dans la matrice extracellulaire (MEC) des tissus conjonctifs. Environ 50 % de l’AH total réside dans la peau, à la fois dans le derme et dans l’épiderme. Le site Synovialjointfluidandeyevitreousbody, principalement composé de MEC, contient des quantités importantes d’hyaluronane : 3-4 mg/mL et 0,1 mg/mL (poids humide), respectivement. De plus, l’AH est également abondant dans le cordon ombilical (4 mg/mL), où il représente le principal composant de la gelée de Wharton avec le sulfate de chondroïtine. Le renouvellement de l’HA est rapide (5 g/jour) et est finely régulé par la synthèse et la dégradation enzymatiques.
Synthèse de l’HA dans le corps humain. Dans le corps humain, l’HA est synthétisé sous forme de polymère linéaire libre par trois isoenzymes glycosyltransférases transmembranaires appelées hyaluronanes synthases, HAS : HAS1, HAS2 et HAS3, dont les sites catalytiques sont situés sur la face interne de la membrane plasmique. Les chaînes de croissance de HA sont extrudées à la surface de la cellule ou dans le MCE à travers la membrane plasmique et les complexes protéiques de HAS. Les trois isoformes HAS partagent les 50-71% de leurs séquences d’acides aminés (55% HAS1/HAS2, 57% HAS1/HAS3, 71% HAS2/HAS3), et en effet, elles sont toutes caractérisées par sept régions couvrant la membrane et un domaine cytoplasmique central. Cependant, les séquences de gènes HAS sont localisées sur des chromosomes différents (hCh19-HAS1, hCh8-HAS2 et hCh16-HAS3), et l’expression et l’activité des isoformes HAS sont contrôlées par des facteurs de croissance, des cytokines et d’autres protéines telles que les kinases de différentes manières, qui apparaissent dans les cellules et les tissus specific [50,90,93,94]. Ainsi, les trois gènes HAS peuvent répondre différemment aux signaux de transcription : par exemple, chez l’homme fibroblasts comme les synoviocytes, le facteur de croissance transformant ß régule l’expression de HAS1, mais l’expression de HAS3 est régulée à la baisse . De plus, les propriétés biochimiques et synthétiques de HAS sont différentes : HAS1 est l’isoenzyme la moins active et produit du hyaluronane HMW (de 2 × 105 à 2×106 Da). La HAS2 est plus active et synthétise des chaînes de HAS plus grandes que 2×106 Da. Il représente la principale enzyme de synthèse de l’hyaluronane dans les cellules adultes normales, anditsactivityisfinelyregulated. Le HAS2 régule également les processus de développement et de réparation de la croissance des tissus, et il peut être impliqué dans inflammation, le cancer, le cancer pulmonaire fibrosis et les cicatrices chéloïdes. L’HAS3 est l’isoenzyme la plus active et produit des molécules d’HA dont la masse moléculaire est inférieure à 3×105 Da. La dysrégulation et la mauvaise régulation de l’expression des gènes HAS entraînent une production anormale d’HA et, par conséquent, un risque accru d’événements pathologiques, une altération des réponses cellulaires aux lésions et des processus biologiques aberrants tels que la transformation maligne et les métastases. Même si les mécanismes de régulation et les fonctions exactes de chaque isoenzyme HAS n’ont pas encore été complètement élucidés, toutes les études susmentionnées suggèrent que les HAS sont des médiateurs critiques des processus physiologiques et pathologiques, car elles sont impliquées dans le développement, les blessures et les maladies.
Mécanismes d’action de l’HA HA exerce ses actions biologiques selon deux mécanismes de base : elle peut agir comme une molécule structurelle passive et comme une molécule de signalisation. Il a été démontré que ces deux mécanismes d’action dépendent de la taille de la molécule. Le mécanisme passif est lié aux propriétés physico-chimiques de l’HMW HA. En raison de sa taille macromoléculaire, de son hygroscopicité et de sa viscoélasticité marquées, l’HA est capable de moduler l’hydratation des tissus, l’équilibre osmotique et les propriétés physiques des MCE, structurant un espace extracellulaire hydraté et stable où les cellules, le collagène, l’élastine fibers et d’autres composants des MCE sont firmly maintenus. L’HA agit également comme une molécule de signalisation en interagissant avec ses protéines de liaison. En fonction de la MW de l’HA, de sa localisation et des facteurs de la cellule – specific (expression des récepteurs, voies de signalisation et cycle cellulaire), la liaison entre l’HA et ses protéines détermine des actions opposées : activités pro- et anti-inflammatory, promotion et inhibition de la migration cellulaire, activation et blocage de la division et de la différenciation cellulaire. Tous les facteurs qui déterminent les activités de l’HA en tant que molécule de signalisation pourraient être liés : MW peut influence l’absorption d’HA par les cellules et peut affecter le récepteur affinity. En outre, les complexes de récepteurs peuvent se regrouper différemment en fonction de l’activité de l’HA. Le balayage des protéines de liaison de l’HA se distingue des protéoglycanes de liaison de l’HA (hyaloadhérines extracellulaires à matrice normale) et des récepteurs de surface des cellules d’HA (hyaloadhérines cellulaires). Le HA a montré deux mécanismes moléculaires différents d’interaction avec ses hyalo-adhérines. Tout d’abord, l’HA peut interagir de manière autocrine avec ses récepteurs sur la même cellule. Deuxièmement, il peut se comporter comme une substance paracrine, qui se lie à ses récepteurs sur les cellules voisines et active ainsi différentes cascades de signaux intracellulaires. Si l’HA a un HMW, une seule chaîne peut interagir simultanément avec plusieurs récepteurs de surface cellulaire et peut se lier à plusieurs protéoglycanes. Ces structures, à leur tour, peuvent s’agréger avec des protéines ECM supplémentaires pour former des complexes, qui peuvent être liés à la surface de la cellule par des récepteurs d’HA. Ainsi, l’HA agit comme une structure qui stabilise la structure des MCE non seulement par son action structurelle passive, mais aussi par son interaction active avec plusieurs haloadhérines extracellulaires, telles que l’aggrécan (présente dans le cartilage), le neurocan et le brévican (présents dans le système nerveux central) et le versican (présents dans différents tissus mous) [60]. Pour ces raisons, l’AH péricellulaire est impliquée dans la préservation de la structure et de la fonctionnalité des tissus conjonctifs, ainsi que dans leur protection contre les facteurs environnementaux.
Récepteurs de surface cellulaire de l’HA Les interactions de l’HA avec ses récepteurs de surface cellulaire sont à l’origine de trois processus biologiques : la transduction du signal, la formation de couches péricellulaires et l’internalisation à médiation par les récepteurs. La présente sous-section décrit les récepteurs de surface des cellules HA et les actions biologiques qu’ils contrôlent lorsqu’ils sont liés par l’HA. Le principal récepteur de l’AH est le CD44, qui est une glycoprotéine transmembranaire multifonctionnelle. Elle est exprimée sous de nombreuses isoformes diffusées dans presque tous les types de cellules humaines. Le CD44 peut interagir non seulement avec l’HA, mais aussi avec différents facteurs de croissance, cytokines et protéines de la matrice extracellulaire comme fibronectin. Le domaine intracellulaire du CD44 interagit avec le cytosquelette ; ainsi, lorsque son domaine extracellulaire se lie à l’hyaluronane ECM, un lien entre les structures cytosquelettiques et le biopolymère est créé. L’interaction HA-CD44 est impliquée dans une variété de voies de signalisation intracellulaires qui contrôlent les processus biologiques cellulaires : l’internalisation/dégradation de l’hyaluronane médiée par le récepteur, l’angiogenèse, la migration cellulaire, la prolifération, l’agrégation et l’adhésion aux composants de la MCE. Ainsi, le CD44 joue un rôle essentiel dans inflammation et la cicatrisation des plaies. Cependant, une activation anormale des cascades de signalisation HA-CD44, ainsi qu’une surexpression et une régulation à la hausse des CD44 (due à des cytokines proinflammatory telles que l’interleukine-1, et à des facteurs de croissance tels que les facteurs de croissance épidermiques) peuvent entraîner le développement de lésions pathologiques et une transformation maligne. En effet, le CD44 est surexprimé dans de nombreuses tumeurs solides, telles que le cancer du pancréas, du sein et du poumon.
le première hyaloadhérine cellulaire isolée. Elle existe sous plusieurs isoformes, qui peuvent être présentes non seulement dans la membrane cellulaire, mais aussi dans le cytoplasme et dans le noyau. Lorsqu’elle est appréciée par l’HA, la RHAMM de surface cellulaire assure la médiation et favorise la migration cellulaire, tandis que la RHAMM intracellulaire module le cycle cellulaire, la formation et l’intégrité du fuseau mitotique. Les interactions entre l’AH et le RHAMM jouent un rôle important dans l’inflammation et la réparation des tissus, en déclenchant une variété de voies de signalisation et en contrôlant ainsi des cellules telles que les macrophages et les fibroblastes. Le récepteur Hyaluronan pour l’endocytose (HARE) a d’abord été isolé des cellules endothéliales du foie, des ganglions lymphatiques et de la rate, puis a été trouvé dans les cellules endothéliales des yeux, du cerveau, des reins et du cœur. Il est capable de se lier non seulement à l’AH, mais aussi à d’autres GAG, à l’exception du sulfate de kératine, du sulfate d’héparine et de l’héparine. Il est impliqué dans l’élimination des GAG de la circulation. De plus, le récepteur hyaluronanique endothélial des vaisseaux lymphatiques 1 (LYVE1, une protéine de liaison à l’HA exprimée dans l’endothélium vasculaire lymphatique et les macrophages) contrôle le renouvellement de l’HA en médiant son adsorption des tissus vers la lymphe. De cette façon, LYVE1 est impliqué dans la régulation de l’hydratation des tissus et de leurs propriétés biomécaniques. De plus, LYVE1 forme des complexes avec des facteurs de croissance, des prostaglandines et d’autres médiateurs tissulaires, qui sont impliqués dans la régulation de la lymphangiogenèse et de l’adhésion intercellulaire. Enfin, HA est impliqué dans la régulation de l’activité des TLR qui, reconnaissant les lipopolysaccharides bactériens et les lipopeptides, sont capables d’initier la réponse immunitaire innée. Deux mécanismes possibles ont été proposés pour expliquer comment l’HA peut influencer les TLR. Selon la première théorie, l’hyaluronane de LMW agit comme un agoniste des TLR2 et TLR4, provoquant ainsi une réaction inflammatoire. Au contraire, selon la seconde théorie, l’hyaluronane ne se lie pas aux TLR, mais il est capable de réguler les interactions des TLR avec leurs ligands à travers la barrière de gelée péricellulaire qu’il forme. En effet, dans des conditions physiologiques, l’AHMM crée une couche protectrice dense et visqueuse autour des cellules, couvrant ainsi les récepteurs de surface tels que les TLR et limitant leurs interactions avec les ligands. Au cours de l’inflammation, un déséquilibre entre la synthèse et la dégradation de l’HA se produit, ce qui modifie l’épaisseur et la viscosité de la barrière péricellulaire de l’HA. Plus précisément, l’HA est rapidement dégradée en raison de la réduction du pH, de l’augmentation des ROS et de la présence possible de pathogènes produisant de l’HYAL. Par conséquent, le PM de l’HA diminue, réduisant la capacité de liaison à l’eau du polymère ainsi que l’épaisseur et la viscosité de sa barrière péricellulaire. Il en résulte une accessibilité accrue des récepteurs cellulaires à leurs ligands, dans l’initiation. Résumé des récepteurs de surface des cellules HA et des actions qu’ils contrôlent lorsqu’ils sont liés par des HA.
Le récepteur de la motilité cellulaire médiée par l’HA (RHAMM) est également connu sous le nom de CD168, et il s’agit de l’hyaloadhérine cellulaire isolée first. Elle existe sous plusieurs isoformes, qui peuvent être présentes non seulement dans la membrane cellulaire, mais aussi dans le cytoplasme et dans le noyau. Lorsqu’elle est appréciée par l’HA, la RHAMM de surface cellulaire assure la médiation et favorise la migration cellulaire, tandis que la RHAMM intracellulaire module le cycle cellulaire, la formation et l’intégrité du fuseau mitotique. Les interactions entre l’AH et le RHAMM jouent un rôle important dans le inflammation et la réparation des tissus, en déclenchant une variété de voies de signalisation et en contrôlant ainsi des cellules telles que les macrophages et le fibroblasts. Le récepteur Hyaluronan pour l’endocytose (HARE) a d’abord été isolé des cellules endothéliales du foie, des ganglions lymphatiques et de la rate et a ensuite été trouvé dans les cellules endothéliales des yeux, du cerveau, des reins et du cœur. TwopossiblemechanismshavebeenproposedtoexplainhowHAcaninfluenceTLRs. Selon la théorie first, l’hyaluronane LMW agit comme un agoniste pour TLR2 et TLR4, provoquant ainsi une réaction inflammatory. Au contraire, selon la seconde théorie, l’hyaluronane ne se lie pas aux TLR, mais il est capable de réguler les interactions des TLR avec leurs ligands à travers la barrière de gelée péricellulaire qu’il forme. En effet, dans des conditions physiologiques, l’AHMM crée une couche protectrice dense et visqueuse autour des cellules, couvrant ainsi les récepteurs de surface tels que les TLR et limitant leurs interactions avec les ligands. Au cours de inflammation, un déséquilibre entre la synthèse et la dégradation de l’HA se produit, ce qui modifie l’épaisseur et la viscosité de la barrière péricellulaire de l’HA. Plus précisément, l’HA est rapidement dégradé en raison de la réduction du pH, de l’augmentation des ROS et de la présence possible de pathogènes produisant de l’HYAL. Par conséquent, le PM de l’HA diminue, réduisant la capacité de liaison à l’eau du polymère ainsi que l’épaisseur et la viscosité de sa barrière péricellulaire. Il en résulte une accessibilité accrue de la
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à leurs ligands, dans l’initiation de la réponse immunitaire innée et dans l’amélioration de la réaction inflammatory. Pour cette raison, l’HA peut également être impliquée dans la pathogénie de maladies soutenues par des processus immunologiques.
Production industrielle d’AH La pléthore d’activités d’une molécule alimentaire a suscité un intérêt important pour la santé publique : le marché mondial de l’AH était de 7,2 milliards de dollars en 2016, et il devrait atteindre une valeur de 15,4 milliards de dollars d’ici 2025. En effet, l’hyaluronane suscite un intérêt croissant et exponentiel pour de nombreuses applications pharmaceutiques, médicales, alimentaires et cosmétiques, en raison de ses importantes activités – antiinflammatory, cicatrisation et immunosuppression – et de ses nombreuses et incomparables propriétés biologiques et physico-chimiques, telles que la biocompatibilité, la biodégradabilité, la non-immunogénicité, la mucoadhésivité, l’hygroscopicité, la viscoélasticité et le pouvoir lubrifiant. Il y a donc un fort intérêt à optimiser les processus de production de l’HA pour obtenir des produits qui fulfill répondent à des normes de qualité élevées et se caractérisent par un rendement et des coûts accessibles. Boththesourceandthepurification les caractéristiques de l’HA produit en termes de pureté, de MW, de rendement et de coût. Par conséquent, la production d’AH de haute qualité avec un rendement élevé et des méthodes moins coûteuses représente l’un des plus grands défis de la recherche appliquée sur l’hyaluronane field. Le processus de production first appliqué à l’échelle industrielle consiste en l’extraction d’HA à partir de sources animales, telles que le vitré bovin et les peignes de coqs. Malgré l’amélioration des protocoles d’extraction au fil des ans, cette méthodologie a toujours été entravée par plusieurs limitations techniques, ce qui a conduit à la production d’HA hautement polydispersé (MW≥106 Da) avec un faible rendement. Cela était dû à la polydispersité intrinsèque du polymère, à sa faible concentration dans les tissus et à sa dégradation incontrôlée causée par l’HYAL endogène et les conditions d’isolement difficiles. D’autres inconvénients de l’AH d’origine animale étaient représentés par le risque de contamination biologique – présence de protéines, d’acides nucléiques et de virus – et par les coûts élevés de purification. Par conséquent, des méthodologies alternatives pour la production industrielle d’AH ont été développées. Actuellement, l’hyaluronane commercial est principalement produit à l’aide de la biotechnologie (fermentation microbienne). L’AH dérivé de microorganismes est biocompatible avec le corps humain car la structure de l’AH est très bien conservée chez les différentes espèces. Les souches A et C de streptocoques étaient les bactéries first utilisées pour la production d’HA, et de nos jours, de nombreux produits commerciaux sont dérivés de Streptococcusequi (comme Restylane® de Q-med AB et Juvederm® d’Allergan). Les conditions optimales de culture bactérienne pour obtenir de l’HMW HA (3,5-3,9×106 Da) ont été déterminées sur le site 37◦C, à un pH de 7, en présence de lactose ou de saccharose. Le rendement en hyaluronane a été optimisé jusqu’à 6-7 g/L, qui est la limite technique supérieure du procédé en raison de la limitation du transfert de masse causée par la viscosité élevée du bouillon de fermentation. Comme les genres de streptocoques comprennent plusieurs pathogènes humains, il est nécessaire de disposer d’un purification précis et coûteux de l’HA produit. C’est pourquoi d’autres micro-organismes ont été et sont actuellement étudiés pour synthétiser l’AH. Un micro-organisme idéal pour la biosynthèse de l’HA doit être généralement considéré comme sûr (GRAS), ne sécréter aucune toxine et être capable de produire au moins 106 Da HA, car la qualité et la valeur marchande du polymère augmentent avec sa pureté et son MW, qui affectent les propriétés rhéologiques et biologiques et define les applications appropriées. Comme les organismes naturels produisant de l’hyaluronane sont pour la plupart pathogènes, le génie métabolique représente actuellement une opportunité intéressante pour obtenir de l’HA à partir de micro-organismes GRAS non pathogènes. L’AH sans endotoxine a déjà été synthétisé.
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