Extraction et évaluation des propriétés biologiques des ulvanes et oligo-ulvanes de l'algue verte Ulva sp. : actions sur le métabolisme de cellules cutanées et sur le microbiote cutané

Extraction and evaluation of biological properties of ulvans and oligo-ulvans from green seaweed Ulva sp. : actions on the metabolism of skin cells and on skin microbiota

• Auteur / Autrice : Mathilde Fournière
• Direction : Nathalie Bourgougnon, Gilles Bedoux, Thomas Latire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies
• Date : Soutenance le 12/05/2021
• Etablissement(s) : Lorient
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de biotechnologie et de chimie marines (Vannes ; Lorient)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines / LBCM
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Guivarc'h
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Feuilloley
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Laroche, Laurent Misery

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibroblastes

Biomolécules actives

Polysaccharides

Ulva

Matrice extracellulaire

Mots clés libres

Extraction assistée par enzyme

Ulvanes

Microbiote cutané

Enzyme-assisted extraction

Ulvans

Skin microbiota

Résumé

Les ulvanes sont des polysaccharides matriciels sulfatés constitutifs de la paroi de l’algue verte Ulva sp.. Bien que proliférative et quantitativement disponible, Ulva sp. est peu valorisée avec des applications dans des domaines à faible valeur ajoutée. Ce projet de thèse a pour objectif la production de fractions enrichies en ulvanes et en oligo-ulvanes dans le but d’évaluer leurs propriétés biologiques sur le système cutané. Les fractions d’ulvanes ont été produites par macération et extraction assistée par enzyme suivie de différents procédés de purification : précipitation éthanolique et dialyse. Des dépolymérisations radicalaire et acide ont permis d’obtenir des fractions d’oligo-ulvanes. Ces fractions d’ulvanes et d’oligo-ulvanes stimulent la prolifération de fibroblastes dermiques humains. Une augmentation de la synthèse protéique de composants matriciels dont les collagènes de type I et III, et les glycosaminoglycanes a été mise en évidence. Les fractions stimulent également l’expression, la synthèse et l’activité enzymatique de MMP-1. Au niveau du microbiote cutané, ces fractions n’altèrent pas la croissance des bactéries commensales S. epidermidis, S. aureus et C. acnes, mais peuvent modifier la formation de biofilm. Les fractions d’ulvanes et d’oligo-ulvanes diminuent également le potentiel inflammatoire des kératinocytes HaCaT induit par C. acnes. Ainsi, les travaux ont démontré que les fractions d’ulvanes et d’oligo-ulvanes présentent des activités biologiques prometteuses pour des applications dermo-cosmétiques dans le cadre de stratégies de réparation tissulaire, anti-vieillissement, ou anti-inflammatoire, dans le respect du microbiote commensal cutané.

Ulvans are matrix sulfated polysaccharides constitutive of green seaweed Ulva sp. cell wall. Although proliferative and quantitatively available, Ulva sp. is little valued with applications in low added value sectors. The objective of this project is to produce fractions enriched in ulvans and oligo-ulvans in order to evaluate their biological properties on cutaneous system. Ulvan fractions were produced by maceration and enzyme-assisted extraction followed by different purification processes: ethanolic precipitation and dialysis. Radical and acid depolymerization processes allowed to obtain oligo-ulvan fractions. Ulvan and oligo-ulvan fractions have been shown to stimulate human dermal fibroblasts proliferation. An increase in the synthesis of extracellular matrix components such as type I and III collagens, and glycosaminoglycans has been demonstrated. Fractions also stimulate the expression, synthesis and MMP-1 enzymatic activity. At the skin microbiota level, the fractions do not alter the growth of commensal bacteria S. epidermidis, S. aureus and C. acnes, but may modify the biofilm formation. Ulvan and oligo-ulvan fractions also reduce the inflammatory potential of HaCaT keratinocytes induced by C. acnes. Thus, this work has shown that the ulvan and oligo-ulvan fractions exhibit promising biological activities for dermo-cosmetic applications in tissue repair, anti-ageing or anti-inflammatory strategies while preserving commensal skin microbiota.