El sector cosmético es un sector que está continuamente innovando para ajustarse a los requerimientos normativos y legislativos vigentes y futuros, así como para adaptarse a los reclamos de los consumidores, que exigen productos más efectivos y naturales. En la actualidad, existe una tendencia y una gran demanda de productos naturales, cuyas formulaciones estén formadas, principalmente, por ingredientes de origen natural.
Además, los consumidores reclaman productos cosméticos destinados al cuidado de la piel más efectivos, que permitan solucionar determinados problemas, como puede ser el envejecimiento, de forma más efectiva y rápida. Estas circunstancias hacen que la industria cosmética se vea en la necesidad de buscar productos e ingredientes con propiedades avanzadas. Sin embargo, aunque las demandas del sector estén claras, los procesos de formulación y los ingredientes presentan limitaciones, en la mayoría de los casos asociadas a la estabilidad y a la biodisponibilidad de los compuestos activos tras su aplicación. Una de las alternativas tecnológicas más estudiadas y exploradas es mediante procesos de encapsulación, en los cuales los principios activos sensibles pueden ser protegidos, aumentando su estabilidad y llegando a influir y mejorar la cinética de liberación y su biodisponibilidad.
En AINIA, conocedores de este paradigma, estamos estudiando y evaluando, a través del proyecto MAREA, “Nuevos materiales de encapsulación avanzados para la microencapsulación de compuestos sensibles”, la capacidad de determinados materiales de formar sistemas de liberación controlada, a través de procesos de microencapsulación, de manera que el compuesto activo se dirija de forma exclusiva a las células diana de la piel y sea liberado en ese punto concreto.
La liberación dirigida y controlada de moléculas terapéuticas es un campo que se lleva estudiando desde hace décadas debido al gran interés que comenzó suscitando en la industria farmacéutica y que, posteriormente, se trasladó también a la industria cosmética y alimentaria. Se define como un proceso de dosificación de una molécula activa a una velocidad y/o en una localización específica, permitiendo obtener valores adecuados de biodisponibilidad y garantizando el efecto terapéutico tras su aplicación. Sin embargo, estos sistemas de liberación presentan ciertas limitaciones, como es el transporte específico a las células diana de interés, según la aplicación. Para solventar esta limitación, la superficie externa de los materiales de encapsulación se puede funcionalizar con biomoléculas capaces de interactuar específicamente con receptores sobreexpresados en las células de interés.
El proyecto MAREA ha centrado su investigación en la generación de sistemas de liberación dirigida en dos tipos de materiales: los de base polimérica, que presentan propiedades de biodegradabilidad y biocompatibilidad como son el ácido poliláctico (PLA) y el ácido poliláctico-glicólico (PLGA), y materiales de origen natural como son los exosomas. Estos consisten en estructuras vesiculares secretadas por las células y que presentan alguna proteína o porciones de ácidos nucleicos en su interior. Se caracterizan por presentar ciertos marcadores específicos en su membrana que permiten la interacción con células diana, por lo que no es necesario una modificación superficial.
Para la selección de los materiales poliméricos de encapsulación (PLA y PLGA) se tuvo en cuenta tanto su capacidad técnica de formar cápsulas mediante determinados procesos de microencapsulación, como sus propiedades de biocompatibilidad y biodegradabilidad. Esta última propiedad, la de biodegradabilidad, es de gran relevancia, ya que el sector cosmético tiene por delante el gran reto de cumplir con la legislación futura en cuanto a la eliminación de los microplásticos y alcanzar, de esta manera, con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) respecto a la eliminación de microplásticos en el medio marino. La mayoría de las formulaciones cosméticas presentan muchos compuestos de origen sintético, que son considerados microplásticos. Por ello, el sector está inmerso en buscar ingredientes alternativos de origen natural que no generen microplásticos y, por tanto, no contaminen el medio marino.
Para poder direccionar las cápsulas de PLA y PLGA hacia las células diana, donde se tiene que liberar el principio activo encapsulado, y de esta manera generar los sistemas de liberación dirigida, se ha estudiado la modificación de la superficie de las cápsulas con biomoléculas capaces de interaccionar con receptores específicos expresados en las células diana de interés, que en este caso han sido los queratinocitos de la piel. Por ello, se seleccionaron determinados péptidos penetrantes, que tienen la capacidad de atravesar el estrato córneo y dirigirse a los queratinocitos de la piel, y se anclaron a la superficie de las cápsulas poliméricas. Para poder definir la forma de anclaje entre los péptidos y los polímeros, con el objetivo de obtener una cápsula estable y funcional, se llevó a cabo un estudio de modelos predictivos basado en química computacional en colaboración con la Universidad de Swansea.
La verificación de la eficacia y seguridad de los sistemas de liberación dirigida obtenidos en el proyecto se realizaron estudios in vitro en modelos celulares 3D basados en células de la piel como los queratinocitos y fibroblastos dermales. La búsqueda de evidencias que permitan apoyar las reivindicaciones de efectividad cosmética han de formar parte integral del desarrollo del producto cosmético y no solo como apoyo a la comunicación de la efectividad del producto, tal y como lo define la regulación europea (Guideline for the Evaluation of the Efficacy of Cosmetic Productos de COLIPA, The European Cosmetic and Perfumery Association). Dentro de los estudios pre-clínicos se encuentran los estudios mediante modelos in vitro a través de modelos celulares. La utilización de estos modelos celulares está adquiriendo una mayor importancia por los grandes avances que se producen en la compresión de los complejos procesos moleculares que regulan y controlan el devenir de las distintas células que forman parte de la piel, individualmente y dentro de los tejidos. Entre las múltiples ventajas que presentan, destacan la “personalización” en función del producto o la indicación buscada, la duración del ensayo y la variabilidad. Los resultados obtenidos en estos estudios in vitro con los sistemas de liberación desarrollados han servido para modificar y ajustar el desarrollo de las cápsulas para asegurar la biocompatibilidad de las muestras, así como su efectividad.
