BIOFENSE

Описание

Фермент, выделенный из продуктов ферментации пробиотической бактерии Lactobacillus plantarum с последующей фильтрацией, пре-пробиотик, в котором отсутствуют бактерии и их компоненты.

Свойства

• Оптимизирует, восстанавливает и сохраняет естественный баланс микрофолоры кожи
• Стимулирует синтеза ß-дефенсина- естественного антибиотика в организме человека
• Восстанавливает кожу, пораженную акне
• Снимает воспаление и уменьшает выраженность эритемы кожи
• Улучшает сопротивляемость кожного барьера

Что представляет собой BioFense?

BioFense- фермент, полученный в результате жизнедеятельности пробиотической бактерии, Lactobacillus plantarum. Во время производственного цикла клетки бактерий разрушаются, удаляются твердые частицы и клеточный дебрис, конечный продукт подвергается стерильной фильтрации. BioFense не содержит клеток бактерий или их компонентов и является пре-пробиотиком.

Пробиотики и пре-пробиотики, механизм действия

Пробиотики - это живые микроорганизмы (лактобактерии, бифидобактерии), которые при применении в адекватных количествах, способны оказывать оздоравливающий эффект на организм. Эти безвредные для человека микроорганизмы, которые содержатся в некоторых продуктах питания, попадая в организм, начинают борьбу с патогенными микробами за место обитания, колонизируются и начинают вырабатывать важные ферменты и биопродукты. В косметической области термин «пробиотики» применяется к тем полезным микроорганизмам, которые способны оптимизировать, сохранить и восстановить естественный баланс микрофолоры кожи.

Пре-пробиотик - это фильтрат, выделенный из продуктов ферментации пробиотиков, он не содержит бактерии и их компоненты.

Кожа заселена микрофлорой: как полезной, так и вредной. Когда баланс смещается, нарушается целостность кожного покрова. В результате образуются акне, воспаление, повышается чувствительность кожи. Пре-пробиотик способствует увеличению количества полезных бактерий, препятствуя колонизации вредных микроорганизмов. Передавая сигнал клеткам кожи атаковать вредные бактерии, он стимулирует синтез естественного антибиотика ß-дефенсина, в результате чего состояние кожи нормализуется. Но, чтобы защититься от вторжения инфекции, кожа должна распознавать присутствие микроорганизмов.

Существуют рецепторы врожденной иммунной системы, называемые образраспознающими рецепторами (Pattern Recognition Receptors –PRRs). Эти рецепторы распознают структуры, обнаруживаемые на микробных патогенах, которые называются «патоген-ассоциированные молекулярные структуры» (pathogen-associated molecule patterns- PAMPs). При распознавании этих молекулярных структур (PAMP) образраспознающими рецепторами (PRRs) генерируются сигналы о присутствии инфекции, которые активизируют адаптивную иммунную систему.

Наиболее известные примеры патоген-ассоциированных молекулярных структур – PAMPs:

В грамотрицательных бактериях:

-бактериальные липополисахариды - структурные компоненты внешней мембраны грамотрицательных бактерий

В грамположительных бактериях:

-протеогликаны и липотейхоевые кислоты расположенные в мембране грамположительных/грамотрицательных бактерий.

PAMPs синтезируются только микроорганизмами и не образуются в клетках макроорганизма. Современные исследования обнаружили, что PAMPs характерны не только для патогенов, так и для представителей нормальной микрофлоры. Тем не менее, как правило, распознавание патоген-ассоциированной структуры каким – либо из образраспознающих рецепторов является сигналом о том, что в организме хозяина присутствует инфекция.

Образраспознающие рецепторы – PRRs:

PRRs представляют из себя белковые молекулы и в зависимости от функций разделяются на несколько групп. В данном случае речь пойдет о семействе сигнальных белков- Toll-подобных рецепторах (Toll-like receptors-TLRs), локализующихся на различных клетках, в том числе и на иммунокомпетентных клетках. TLRs способны распознавать патоген-ассоциированные структуры и функционируют как рецепторы врожденной иммунной системы, в частности, рецепторы семейств TLR2 и TLR4 у человека. Toll-подобные рецепторы, связываясь с PAMPs, идентифицируют "образ" как чужеродный для организма хозяина и запускают каскад реакций, обеспечивающих передачу сигнала к ядру иммунокомпетентной клетки, следствием чего является активация синтеза определенных противомикробных пептидов.

Примеры PRRs:

- TLR2 (toll- рецептор, распознающий протеогликаны и липотейхоевые кислоты)

- TLR4 (toll-рецептор, вовлеченный в распознавание бактериальных липополисахаридов)

На схеме показан механизм реакции, результатом которой является синтез антимикробного пептида - ß–Дефенсина. При распознавании рецептором TLR2 липотейхоевых кислот и протеогликанов, содержащихся в Biofense, рецептор активизируется и происходит передача сигнала от TLR2 в ядро, итогом этого многоэтапного пути является синтез человеческого ß-дефенсина 2 (hBD2). Активированный рецептор связывается с адапторной молекулой MyD88, что обеспечивает последующую передачу сигнала с привлечением ядерного фактора NF-kB, представленного группой плазматических белков, присутствующих во всех клетках человека. В цитоплазме клетки NF-kB находится в неактивном состоянии в комплексе с ингибиторным белком IkB. Стимулирующий агент (в данном случае-липотейхоевые кислоты/протеогликаны Biofense) приводит к тому, что IkB фосфорилируется под действием IkB-киназы, IkB деградируется. При этом NF-kB высвобождается от ингибирующего комплекса, перемещается в ядро и индуцирует экспрессию гена hBD2,в результате чего запускается синтез человеческого ß-дефенсина 2.

Аналогичные реакции, в результате которых синтезируется hBD2, происходят, когда активизируется TLR4, чувствительный к липополисахаридам, содержащимся в оболочке бактерий.

Что такое ß – Дефенсины? Это семейство низкомолекулярных белков – пептидов. У человека идентифицировано α- и ß- подсемейство дефенсинов. ß-Дефенсин 2 человека (hBD2)- антимикробный пептид , который обнаруживается во многих клетках, в том числе и кератиноцитах. Он секретируется в клетках кожи естественным путем, содержится в себуме. Синтез ß-Дефенсина 2 человека индуцируется деятельностью некоторых видов бактерий. Он связывается с нежелательными бактериями: действует избирательно, имея свою характерную антимикробную специфичность. Образуя отверстие в бактериальной мембране, он нарушает проницаемость мембраны, что вызывает последующую гибель бактерии.

Дефенсины – эффективнейшие эндогенные, т. е вырабатываемые самим организмом, антибиотики, активные против широкого спектра патогенов. Противомикробные свойства дефенсинов обусловлены их электростатическим взаимодействием с бактериями.

На рисунке схематично изображен механизм их действия: имеющие положительный заряд молекулы дефенсинов аккумулируются на поверхности мембраны бактерии, ориентируясь параллельно ее поверхности. Затем, благодаря силе электростатического притяжения, молекулы дефенсинов взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфолипидными группами внутреннего слоя бактериальной мембраны во многих участках, формируя своеобразный пептидный ковер: поверхность бактерии как бы покрыта молекулами пептидов. Вследствие этого в мембране бактерий образуются ионные каналы, трансмембранные поры, и она начинает полностью разрываться на куски.

Ниже приведены данные, полученные в результате исследования активности ß -Дефенсина 2 человека (hBD2) против нозокомиальных (внутрибольничных) штаммов микроорганизмов (Routsias и соавт.)

В концентрации 10 мг/мл hBD2 вызывал гибель бактерий в 99%:

- A. Baumannii (14 штаммов)

- Pseudomonas Aeruginosa (9 штаммов)

- Staphylococcus aureus (9 штаммов)

- Enterococcus faecalis (8 штаммов)

- Enterococcus faecium (2 штамма)

Активность hBD2 в отношении E. coli и Staphylococcus aureus (по данным исследований Jung с соавт.):

Принцип действия BioFense

BioFense содержит большое количество протеогликанов и липотейхоевых кислот, которые, по аналогии с патогенной бактерией, распознаются рецепторами TLR2 как «чужеродный» образ; клеткам передается сигнал, запускающий выработку hBD2. Принцип действия заключается в том, что BioFense, абсолютно безвредный для организма и не являющийся по сути бактерией, является своего рода эмулятором бактерии извне, в ответ на присутствие которой в организме начинают интенсивно синтезироваться ß-дефенсины-2 человека. Соответственно, концентрация hBD2 относительно присутствующих в организме патогенных микроорганизмов увеличивается, что и обуславливает антимикробные свойства BioFense.

На графике 1 показано, что после обработки препаратом BioFense в течение 48 ч произошло увеличение экспрессии мРНК ß -дефенсина-2 (hBD2) в эпидермальных кератиноцитах человека.

С целью оценки эффекта, оказываемого на кожу BioFense, была проведена серия исследований, результаты которых проиллюстрированы ниже.

1. Скорость восстановления кожи, пораженной акне: размер очага воспаления

Проводился эксперимент, в котором принимали участие добровольцы с начальной стадией гнойничковых поражений кожи.

Исследование 1: 6 испытуемых, 12 очагов воспаления

Исследование 2: 10 испытуемых, 80 очагов воспаления

Положительный контроль: при проведении исследования в качестве препарата сравнения использовалось 1% салициловая кислота (лекарство безрецептурного отпуска в США, применяемое против акне в концентрации 0.5~2.0%)

Исследование проводилось в течение 5 дней, все это время осуществлялся регулярный контроль воспаленных участков кожи.

Динамика восстановления кожи прослеживается на снимках: очевидно, что в течение 5 дней воспалительные изменения редуцировались, одновременно снижалась выраженность эритемы.

BioFense уменьшает размер воспаленного участка кожи и выраженность эритемы. Принимая во внимание тот факт, что при применении BioFence уменьшался размер очага воспаления и покраснения кожи, страдающей от акне, провели эксперимент для оценки его как анти-акне средства, способствующего снятию воспаления и покраснения кожи. В результате исследования BioFense продемонстрировал более выраженный положительный эффект по сравнению с салициловой кислотой, что и проиллюстрировано на графиках 2и 3:

График 2: BioFense уменьшает размер очага воспаления кожи, вызванного акне

Примечание: салициловая кислота должна вводиться в рецептуру при низком pH, обычно ниже 4.0

Кроме этого, салициловая кислота обладает способностью вызывать раздражение кожи, в противоположность BioFense, который, наоборот, укрепляет кожный барьер и уменьшает ощущение покалывания.

График 3: 1% BioFense снижает выраженности эритемы наполовину за 3 дня, в концентрации 5% этот срок сокращается до 2 дней

2. BioFense сокращает численность микрофолоры кожи.

С целью оценки влияния BioFence на микрофлору, присутствующую на коже, был проведен эксперимент, в котором сравнивали эффект на кожу от действия молочнокислых бактерий и триклозана. Исследование продолжалось 2 месяца, в нем участвовали 29 добровольцев. Оценивались результаты, полученные через 1 месяц и через 2 месяца. Было выявлено, что после 1 и 2 месяцев применения BioFense бактериальная нагрузка снизилась на 40%. Данные эксперименты обобщены на графике 1.

Важным является то, что кожа привыкает к действию триклозана, чего не наблюдалось в отношении BioFence.

Эффект на микрофлору кожи, оказываемый лактобактериями и триклозаном

3. Повышение сопротивляемости кожного барьера

Эксперимент с использованием метода клейкой ленты проводился на 29 добровольцах. Использовались 1% BioFense и, в качестве контрольного вещества для сравнения, использовался 0.1% триклозан. Результаты изображены на диаграмме:

За счет чего BioFense укрепляет кожный барьер? Здесь можно провести аналогию с клетками эпителия, выстилающими желудочно-кишечный тракт: существует предположение, что Lactobacillum plantarum увеличивает экспрессию белка окклюдина, участвующего в формировании плотных контактов между клетками, формируя, таким образом, крепкий защитный барьер.

4. BioFense уменьшает интенсивность покалываний, возникающих в коже

В последнее время все чаще употребляется термин «стингинг эффект» (от англ. слова stinging- колоть, саднить). Таким образом характеризуют ощущения, испытываемые, когда в коже возникает неприятное легкое покалывание или чувство жжения, которые возникают беспричинно или в ответ на какой-либо невидимый раздражитель. Исследования показали, что BioFence способен уменьшать интенсивность этих покалываний на 27% после применения его в течение 1 месяца и на 39% после использования BioFense в течение 2 месяцев. Снижение интенсивности упомянутых неприятных ощущений может быть связано с тем, что BioFense способен укреплять кожный барьер.

Заключение

В заключение следует отметить, что использование BioFense в косметике как пре-пробиотика, стимулирующего естественный механизм защиты в коже, представляется новым подходом в создании средств по уходу за проблемной кожей.