ES2972007T3

ES2972007T3 - Composiciones y métodos para mejorar la piel

Info

Publication number: ES2972007T3
Application number: ES17807959T
Authority: ES
Inventors: Ratan K Chaudhuri
Original assignee: Sytheon Ltd
Current assignee: Sytheon Ltd
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2024-06-10
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: US20180116927A1; US10568819B2; EP3532019A1; WO2018081779A1; KR20190082254A; EP4299077A2; KR102668944B1; EP4299077A3; EP3532019B1

Abstract

La presente invención se refiere a composiciones y métodos para tratar y/o prevenir fotodaños crónicos o inducidos por rayos UV en la piel, así como daños a la piel causados por envejecimiento cronológico y enfermedades. Específicamente; Se ha descubierto que determinadas arilalcanonas inducen/producen una serie de efectos beneficiosos en la piel y en los procesos cutáneos al elevar las defensas de la piel contra el daño inducido por los rayos UV y revertir el daño foto o cronológico de la piel en la matriz extracelular (MEC) y la piel. -unión epidérmica (DEJ), que regula positivamente las metaloproteasas inhibidoras del tejido, reduce el estrés oxidativo, inhibe la actividad de las metaloproteasas de la matriz y protege la DMA. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones y métodos para mejorar la piel

Campo de la invención

Se describen composiciones y métodos para mejorar el aspecto de la piel construyendo y defendiendo su función e integridad mediante la reducción de las vías oxidativas ascendentes y la eliminación de las vías oxidativas descendentes, así como mediante la recalibración de la expresión de genes, proteínas, redes genéticas y vías celulares en la piel de los mamíferos. Específicamente, se ha descubierto que determinadas arilalcanonas inducen/producen efectos beneficiosos en la piel al elevar las defensas de la piel contra los daños inducidos por los rayos UV y los contaminantes del aire y revertir el daño foto o cronológico de la piel mediante la sobrerregulación/estimulación de genes/proteínas seleccionados, especialmente aquellas asociadas o que impactan sobre la matriz extracelular (ECM) y la unión dermo-epidérmica (DEJ); sobrerregular las metaloproteasas inhibidoras del tejido; reducir el estrés oxidativo e inhibir la actividad de las metaloproteasas de la matriz; y proteger el ADN.

Antecedentes de la invención

El envejecimiento de la piel es un proceso complejo que implica cambios metabólicos y fisiológicos que conducen a una creciente susceptibilidad a las enfermedades y, en última instancia, a la muerte. Además del envejecimiento cronológico y su impacto en la piel humana y sus procesos y funciones fisiológicos, una serie de factores y exposiciones ambientales también tienen un marcado impacto en el envejecimiento de la piel, o al menos en el aspecto y manifestación de esas consecuencias asociadas con el envejecimiento de la piel o que surgen de él. Quizás ningún factor o exposición ambiental sea más perjudicial para la piel que la exposición de la piel a la radiación UV, que causa diversos efectos biológicos, que incluyen quemaduras solares (inflamación), inducción de cáncer de piel (melanoma), envejecimiento prematuro de la piel y alteración de las células inmunitarias cutáneas (inmunosupresión), todo lo cual provoca daños, incluido daño permanente, de las células de la piel. Desafortunadamente, el daño a las células de la piel debido a la radiación UV está inducido por varios mecanismos, tal como la inmunosupresión inducida por los rayos UV, el daño al ADN inducido por los rayos UV y la acumulación de productos dañados de ADN, de modo que los esfuerzos por proteger la piel, por ejemplo, mediante la aplicación de protector solar, la aplicación de cremas hidratantes, tratamientos post-quemaduras solares y similares, si bien son eficaces en algunos aspectos, son ineficaces en otros. Más bien, para una fotoprotección integral, especialmente contra el envejecimiento prematuro de la piel, las fotoalergias, la inmunosupresión y el cáncer de piel, se cree necesario revertir o reducir los cambios bioquímicos en la piel inducidos por los rayos UV.

La patente europea EP 0797984 A2 describe una composición cosmética antienvejecimiento en la que se mezcla una sustancia enzimolizada obtenida tratando con una o más enzimas un extracto alcalino de un arroz hipoalergénico obtenido tratando el arroz previamente con una proteinasa. La patente europea EP 0797984 A2 describe el uso opcional de diversos agentes protectores UV en sus composiciones y enumera un número sustancial de clases/géneros de agentes activos y especies químicas individuales que se dice que son adecuadas, siendo la zingerona una de las enumeradas por el compuesto específico.

El documento US 3708450 A enseña derivados de pentanodiona con compuestos para su uso como agentes colagogos.

Sin embargo, para emprender esfuerzos para revertir o reducir los cambios bioquímicos en la piel inducidos por los rayos UV, primero se deben apreciar y comprender los diversos cambios y daños inducidos por los rayos UV que deben abordarse y cómo esos cambios bioquímicos afectan a la piel y sus procesos fisiológicos.

Daño al ADN y CPD

El ADN de los jóvenes está regulado para expresar los genes correctos en el momento adecuado para permitir que el sistema humano funcione adecuadamente y proteger el cuerpo de enfermedades y ataques. Sin embargo, a medida que pasan los años, la regulación del ADN se va alterando gradualmente: un factor que se manifiesta en el envejecimiento, por el que el ADN desregulado aumenta el riesgo de diferentes formas de cáncer y otras enfermedades. En concreto, la protección del ADN "juvenil" disminuyó. Evidentemente, la salud depende de mucho más que la simple regulación de nuestro ADN; sin embargo, está claro que la desregulación del ADN es un proceso fundamental que aumenta el riesgo de diferentes enfermedades (RC Slieker et al., Age-related accrual of methylomic variability is linked to fundamental aging mechanisms, Genome Biology, 2016; 17 (1) DOl: 10.1186/s13059-016-1053-6).

Hay muchas moléculas en la piel que absorben la radiación ultravioleta (UV); sin embargo, uno en particular, el ADN celular, absorbe fuertemente la radiación UV, especialmente la radiación UV solar de longitud de onda más corta. Es un hecho bien conocido que la exposición crónica a la radiación UV, así como a la radiación ionizante, provoca daños en el ADN. Este proceso subraya el fotoenvejecimiento, término que engloba a grandes rasgos los cambios en la piel asociados a la exposición a lo largo de la vida al sol: arrugas, laxitud cutánea, eritema e hiperpigmentación, entre otros. Más importante aún, desde una perspectiva clínica, el papel del daño en el ADN como evento provocador clave, si no el principal, en la mutagénesis y el desarrollo de tumores está bien documentado. De hecho, se considera que el daño al ADN inducido por la radiación ultravioleta (RUV) desempeña un papel directo en el inicio de los cánceres de piel.

Si bien existen varios tipos de daños en el ADN de la piel inducidos por la radiación UV, los más destacados son las lesiones de dipirimidina, especialmente los dímeros de ciclobutano-pirimidina (CPD) y los fotoproductos de 6-4 pirimidina-pirimidona. Los CPD desempeñan un papel importante en las mutaciones del cáncer de piel en relación con los fotoproductos 6-4 pirimidina-pirimidona y el daño oxidativo del ADN. En conjunto, los datos implican a los CPD como la lesión del ADN más fuertemente implicada en los cánceres humanos inducidos por la luz solar [GP Pfeifer y A Besaratinia, UV wavelength-dependent DNA damage and human non-melanoma and melanoma skin cancer, Photochem Photobiol Sci, 11:90-97, 2012]. La formación de CPD también es un desencadenante molecular de la supresión de la inmunidad de memoria en humanos inducida por la radiación ultravioleta simulada por el sol. El mecanismo aún está bajo investigación; sin embargo, se ha descubierto que los CPD desencadenan la pérdida de células dendríticas y la infiltración por macrófagos [JM Kuchel et al., Cyclobutane pyrimidine dimer formation is a molecular trigger for solar-simulated ultraviolet radiation-induced suppresion of memory immunity in humans Photochem Photobiol Sci, 4(8):577-582, 2005]. En total, los CPD constituyen aproximadamente el 80 % del total de las lesiones inducidas o formadas por la exposición a la radiación UV y se cree que influyen en una gran cantidad de funciones celulares tales como la replicación, la transcripción y la reparación del ADN.

Estudios recientes han señalado a los rayos UVA como un inductor clave de los CPD, pero no a los fotoproductos 6 4 (A Tiwari et al., UVA1 induces cyclobutane pyrimidine dimers but no 6-4 photoproducts in human skin in-vivo, J Invest Dermatol, 132:394-400, 2012); mientras que se ha descubierto que los rayos UVB inducen tanto los CPD como los fotoproductos 6-4. Curiosamente, el nivel de CPD inducidos por rayos UVA aumentó con la profundidad epidérmica, mientras que se observó una disminución de CPD inducidos por rayos UVA con rayos UVB, lo que sugiere que los rayos UVA pueden ser más cancerígenos de lo que se había pensado anteriormente.

Además, Brash et al han demostrado que la quimioexcitación de derivados de melanina induce fotoproductos de ADN mucho después de que haya finalizado la exposición a los rayos UV [S Premi, D Brash et al, Chemiexcitation of melanin<induces DNA photoproducts long after>U<v exposure, Science, 347(6224):842-847, 2015]. Estos autores han>demostrado además que la presencia de melanina, la activación de iNOS (óxido nítrico sintasa inducible) y NOX (NADPH oxidasa) y el estado triplete eran necesarios para la formación de CPD oscuros. Por lo tanto, si bien uno podría creer que el daño cesa una vez que se detiene la exposición a los rayos UV, estos hallazgos indican lo contrario.

Aunque muchas, si no la mayoría, de las lesiones inducidas por la radiación UV se reparan eficientemente en la piel, dichos mecanismos endógenos de reparación para eliminar las lesiones del ADN y las bases dañadas no son eficientes 100 %. En consecuencia, la formación de CPD todavía produce diversos efectos agudos (eritema, respuestas inflamatorias), efectos transitorios (supresión de la función inmunitaria) y efectos crónicos (inducción de mutaciones y cáncer de piel). A pesar de los esfuerzos para crear conciencia y enseñar medidas preventivas como la evitación del sol, la aplicación de protectores solares de espectro completo y el uso de cremas antioxidantes, la incidencia de cánceres de piel tanto de melanoma como distintos de melanoma continúa aumentando anualmente y se estima que es comparable a la suma de todos los demás cánceres combinados. Teniendo en cuenta estas estadísticas, está claro que las medidas preventivas actuales contra el cáncer de piel son insuficientes. De hecho, ni los protectores solares ni los antioxidantes tópicos han demostrado bloquear eficazmente los efectos de la radiación UV. Esencialmente, los antioxidantes tienen una eficacia limitada y, al parecer, el nivel de estos antioxidantes contenidos en la mayoría de las cremas para la piel es demasiado bajo para tener un impacto importante sobre el daño de los radicales libres. Del mismo modo, los protectores solares también tienen un efecto limitado. Los protectores solares absorben solo una parte de la radiación ultravioleta y muchos no logran ser fotoestables, a menudo descomponiéndose o degradándose incluso después de unos pocos minutos de exposición al sol [H González, N Tarras-Wahlberg, B Stromdahl, A Juzeniene, J Moan, O Larko, A Rosen, AM Wennberg, Photostability of comercial sunscreens upon sun exposure and irradiation by ultraviolet lamps, BMC Dermatology, 7:1 (2007) www.biomedicalcentral.com/1471-5945/7/1]. Además, los estudios observacionales han encontrado repetidamente que el uso de protector solar está asociado con un mayor riesgo de melanoma cutáneo y cáncer de piel de células basales. Se supone que esta correlación existe porque los protectores solares retrasan la aparición de quemaduras solares, fomentando la exposición prolongada al sol y, por tanto, aumentando el riesgo de cáncer de piel [Yasmeen Kabir, Rachel Seidel, Braden McKnight, Ronald Moy, DNA Repair Enzymes: An Important Role in Skin Cancer Prevention and Reversal of Photodamage- A Review of the Literature, J Drugs Dermatol. 14(3):297-301,2015].

Activación de óxido nítrico (NO) e iNOS

El óxido nítrico (NO) juega un papel fundamental en la fisiología y fisiopatología humana (Oplander y Suschek, The Role of Photolabile Dermal Nitric Oxide Derivates in Ultraviolet Radiation (UVR)-Induced Cell Death, Int J Mol Sci, 14(1):191 -204,2013). Es el producto bioactivo más pequeño conocido de células de mamíferos, es altamente difusible y reactivo, y se puede producir por la mayoría de los tipos de células. En el cuerpo humano, el NO se forma de forma endógena mediante tres enzimas NO sintasa. Los queratinocitos expresan la isoforma neuronal de la NO sintasa (nNOS), mientras que los fibroblastos y otros tipos de células de la piel expresan la isoforma endotelial (eNOS). La tercera enzima NO sintasa, la isoforma inducible de NO sintasa (iNOS), normalmente no se expresa en la piel; pero, bajo ciertas condiciones, prácticamente todas las células de la piel son capaces de expresar iNOS. Por ejemplo, la irradiación de la piel mediante radiación UVB y/o UVA induce la liberación de transmisores de inflamación, como IL-1, IL-10, TGF-p1 y TNF-a, que inducen la iNOS para producir una mayor concentración de NO. La iNOS también puede inducirse por los rayos UVA en ausencia de citocinas proinflamatorias (Suschek et al., Ultraviolet A1 radiation induces nitric oxide synthase-2 expression in human skin endotelial cells in the absence of proinflammatory cytokines, J Invest Dermatol, 117:1200-1205, 2001). A continuación, estudios recientes han confirmado el papel del óxido nítrico (NO) como contribuyente a la respuesta del eritema por UV [Rhodes LE, Belgi G, Parslew R, et al. Ultraviolet-B-induced erythema is mediated by nitric oxide and prostaglandin E2 in combination. J Invest Dermatol, 117(4):880-885, 2001]. La producción de grandes cantidades de óxido nítrico (NO) tras la inducción del gen de la NO sintasa inducible (iNOS) también se han implicado en la patogénesis de diversas enfermedades inflamatorias. En consecuencia, está aceptado generalmente que los niveles elevados de NO a menudo se correlacionan con condiciones inflamatorias de la piel así como con eritema, edema y estimulación de la melanogénesis.

También se ha establecido que el NO producido en la piel por la NO sintasa puede combinarse con superóxido para formar peroxinitrilo, un oxidante altamente reactivo y mediador de la lesión tisular que se ha encontrado que altera la propia peroxidación lipídica y oxida los antioxidantes solubles en lípidos (Hogg y Kalyanaraman, Nitric oxide and lipid peroxidation, Biochim Biophys Acta, 1411:378-384, 1999). De hecho, se encuentra que estos radicales peroxinitrito reaccionan directamente con varios objetivos celulares críticos, incluidos tioles, proteínas, lípidos y ADN (Current Pharmaceutical Design, 17(35):3905-3932, 2011). Se ha estimado que las velocidades de producción de peroxinitrito in vivo en compartimentos específicos alcanzan los 50-100 pM por minuto. A la luz de las múltiples reacciones de las moléculas objetivo, se estima que las concentraciones en estado estacionario para el peroxinitrito están en el intervalo de concentración nanomolar y pueden mantenerse durante largos períodos de tiempo. Por lo tanto, bajo ciertas condiciones, la exposición al peroxinitrito puede ser significativa debido tanto al nivel como a la duración de la exposición. Además, a pesar de la vida media relativamente corta del peroxinitrito a pH fisiológico (~10 ms), su capacidad para cruzar las membranas celulares implica que el peroxinitrito generado a partir de una fuente celular podría influir en las células objetivo circundantes dentro de uno o dos diámetros celulares. Teniendo en cuenta que los sistemas biológicos expuestos al peroxinitrito experimentan o manifiestan una multitud de efectos biológicos, incluidos efectos adversos sobre la viabilidad y función celular, el grado de daño potencial se exacerba (Szabo et al., Peroxynitrite; biochemistry, pathophysiology and development of therapeutics, Nature Reviews, 6:662-680, 2007).

Especies reactivas de oxígeno (ROS)

Aunque existen varios mecanismos de daño por rayos UV en la piel, ninguno es más significativo que el debido a la acción de las especies reactivas de oxígeno (ROS), también conocidas como radicales libres. Las ROS se generan en cantidades crecientes con la edad y se sabe que dañan el ADN en general, especialmente el ADN mitocondrial, así como las células y los tejidos. Si bien todavía queda mucho por aprender, algunos de los mecanismos moleculares anteriores a la formación de ROS se han identificado recientemente habiendo surgido la fotosensibilización por cromóforos endógenos de la piel como un mecanismo que vincula la absorción inicial de fotones con la formación de ROS en la piel (GT Wondarak et al, Identification of Quenchers of Photoexcited States as Novel Agents for Skin Photoprotection, J Pharmacol and Experimental Therapeutics, 312(2):482-491, 2005; y referencias citadas en el mismo). Muchos cromóforos de la piel, incluidos el ácido urocánico, la riboflavina, las vitaminas B6, los precursores de la melanina y las porfirinas, se sospecha que son fotosensibilizadores endógenos. Las proteínas de la matriz extracelular, tales como el colágeno y la elastina, que están presentes en grandes cantidades en la piel y son ricas en productos finales de glicación avanzada (AGE) y otros fluoróforos reticulados, se han identificado como potentes sensibilizadores por rayos UVA del estrés fotooxidativo (GT Wondrak et al., Photosensitization of DNA damage by glycated proteins. Photochem Photobiol Sci 1:355-363, 2002). Después de la absorción inicial de fotones, los estados singlete excitados pueden relajarse hasta el estado fundamental con o sin emisión de luz (fluorescencia) o sufrir un cruce entre sistemas (ISC) con la formación de estados tripletes birradicales altamente reactivos. Los estados de fotoexcitación ejercen fotodaño en la piel por reacción directa con moléculas de sustrato, incluidas las bases del ADN (fotosensibilización tipo I) y el oxígeno molecular (fotosensibilización tipo II), lo que conduce a la formación de ROS. Oxígeno singlete (1O2), una forma de oxígeno molecular excitada electrónicamente, altamente reactiva, se forma después de la transferencia de energía entre el estado fotoexcitado triplete del sensibilizador y el oxígeno triplete en estado fundamental. 1O2 es un ejemplo ampliamente aceptado de un mediador del estado de excitación del fotodaño de la piel involucrado en la mutagénesis inducida por los rayos UVA, la señalización del estrés, la apoptosis y la remodelación de los componentes de la matriz extracelular durante el fotoenvejecimiento y la carcinogénesis de la piel (LO Klotz, KD Kroncke y H Sies, Singlet oxygen-induced signaling effects in mammalian cells, Photochem Photobiol Sci 2: 88-94, 2003).

Paradójicamente, algunos protectores solares actúan como potentes sensibilizadores por rayos UV del estado triplete, mejorando la formación de ROS impulsada por la luz y el fotodaño de las células de la piel (M Gulston y J Knowland, Illumination of human keratinocytes in the presence of the sunscreen ingredient padimate-O and through an SPF-15 sunscreen reduces direct photodamage to DNA but increases strand breaks, Mutat Res 444: 49-60, 1999). Aunque se ha demostrado una fotoprotección moderada de la piel en muchos experimentos en piel humana y animal mediante la aplicación tópica de antioxidantes (L Packer L y G Valacchi G, Antioxidants and the response of skin to oxidative stress: vitamin E as a key indicator. Skin Pharmacol Appl Skin Physiol 15: 282-290, 2002), la eficacia terapéutica de la administración cutánea de antioxidantes está limitada por su agotamiento sacrificial, su pronunciada química redox espontánea y su interferencia negativa con la red antioxidante de la piel altamente regulada (A Meves A, SN Stock, A Beyerle, MR Pittelkow y D Peus, Vitamin C derivative ascorbyl palmitate promotes ultraviolet-B-induced lipid peroxidation and cytotoxicity in keratinocytes. J Investig Dermatol 119: 1103-1108, 2002). Se puede anticipar la interacción dañina de los antioxidantes químicos con la señalización redox esencial en la piel humana porque informes recientes apuntan a un potencial significativo de carcinogénesis potenciada por antioxidantes en ratones transgénicos con respuestas antioxidantes sobrerreguladas (YP Lu, YR Lou, P Yen, HL Newmark, Ol Mirochnitchenko, M Inouye y MT Huang, Enhanced skin carcinogenesis in transgenic mice with high expression of glutathione peroxidase or both glutathione peroxidase and superoxide dismutase. Cancer Res 57: 1468-1474, 1997).

A la luz de lo anterior, el papel de los estados fotoexcitados en el fotodaño y la carcinogénesis de la piel sugiere que el antagonismo molecular directo del estrés fotooxidativo por los compuestos inactivadores físicos de estados fotoexcitados (QPES) tiene el potencial de reducir la fotocarcinogénesis y el fotoenvejecimiento de la piel. Según la importancia aceptada de la irradiación UVA en el fotodaño de la piel sensibilizada, se prevé que los QPES sean los más eficaces contra el fotodaño causado por la irradiación UVA y, por lo tanto, están destinados a un uso combinado con agentes existentes para la fotoprotección de la piel, especialmente antioxidantes y agentes activos de protección solar frente a rayos UV. Por lo tanto, QPES podría ser un aditivo funcionalmente sinérgico en las fórmulas de protección solar existentes y puede proporcionar otros efectos beneficiosos, tal como la mejora de la fotoestabilidad de los protectores solares (E Chatelain y B Gabard, Photostabilization of butyl methoxydibenzoylmethane (Avobenzone) and ethylhexyl methoxycinnamate by bis-ethylhexyloxyphenol methoxyphenyl triazine (Tinosorb S), a new UV broadband filter, Photochem Photobiol 74: 401-406, 2001).

ADN mitocondrial

La mitocondria es una estructura diminuta dentro de una célula y es el principal generador de energía, en forma de trifosfato de adenosina (ATP). Las mitocondrias tienen su propio ADN que determina todas sus funciones. El ADN mitocondrial (ADNmt) está formado por 16569 pares de bases que, cuando están completamente intactas, producen energía para el cuerpo; sin embargo, cambios sutiles en el ADNmt, especialmente los que surgen del daño oxidativo, tienen efectos adversos dramáticos en la función mitocondrial y la producción de energía, así como sobre la longevidad. A continuación, la teoría del envejecimiento del reloj mitocondrial se basa en la acumulación progresiva de este daño oxidativo, especialmente el daño que surge de las especies reactivas de oxígeno (ROS).

Durante la última década, los investigadores han identificado y medido diversas formas de daño endógeno y ambiental al ADN mitocondrial (ADNmt) y han dilucidado las vías de reparación del ADNmt. Curiosamente, las mitocondrias no parecen poseer toda la gama de mecanismos de reparación del ADN que operan en el núcleo: aunque el ADNmt contiene los mismos tipos de daño que son objetivos de cada vía de reparación del ADN nuclear. La reducida capacidad de reparación puede, en parte, explicar la alta frecuencia de mutaciones del cromosoma mitocondrial [SD Cline, Mitochondrial DNA Damage and its Consequences for Mitochondrial Gene Expression, Biochim Biophys Acta, 1819(9-10): 979-991,2012].

Más recientemente, investigaciones en todo el mundo han identificado una supresión (o eliminación) específica en el ADN mitocondrial que se sabe que ocurre en respuesta al envejecimiento y la exposición a los rayos UV [SD Cline, Mitochondrial DNA Damage and its Consequences for Mitochondrial Gene Expression, Biochim Biophys Acta, 1819(9-10): 979-991, 2012; referencias allí citadas]. Esta eliminación se denomina eliminación por envejecimiento común o eliminación del par de bases 4977; sin embargo, se debe apreciar que hay muchas otras eliminaciones de ADNmt que ocurren en respuesta al envejecimiento, como la eliminación del par de bases 520, etc. De hecho, se ha descubierto que incluso cantidades menores de esta eliminación alteran gravemente la producción de energía y la función celular.

Claramente, el ADNmt es susceptible a daños endógenos y ambientales y, a diferencia de otro ADN en el cuerpo humano, carece de toda la cohorte de mecanismos de reparación del ADN nuclear. En consecuencia, el daño persistente al ADNmt representa una amenaza para la expresión de genes mitocondriales, especialmente la polimerasa mitocondrial, cuya alteración se cree que es la base de gran parte, si no de la mayoría, del daño cutáneo y, en consecuencia, de muchas enfermedades humanas.

Exposición a los rayos UV y formación de superóxido a través de la NADPH oxidasa

La nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidasa (NADPH) representa el primer paso que controla la cascada del estrés oxidativo. Hay pruebas sólidas que sugieren que las enzimas NADPH oxidasa o NOX son importantes contribuyentes al daño oxidativo en condiciones patológicas (V Jaquet et al, Small-Molecule NOX Inhibitors: ROS-Generating NADPH Oxidases as Therapeutic Targets, Antioxidants & Redox Signaling, 11(10): 2535-2552, 2009 -Revisión). A continuación, se ha establecido que los queratinocitos y los fibroblastos generan ROS en respuesta a la luz UV (SM Beak et al, Biochimie, 86: 425-429, 2004). Estas respuestas de ROS pueden bloquearse mediante inhibidores de la NADPH oxidasa, aumentando la posibilidad de que la generación de ROS, incluso en respuesta a la luz ultravioleta, no sea simplemente un proceso fisicoquímico, sino que involucre enzimas NOX. Además, se ha establecido que las ROS derivadas de NOX están implicadas en la regulación de la expresión y/o activación de metaloproteasas de la matriz (K Bedard y KH Krause, Physiol y Pathophysiol, Physiol Rev 87: 245-313, 2007). Mientras que NOX2 se produce en células normales, tanto NOX2 como NOX4 se expresan en células de melanoma. Sobre la base de experimentos antisentido, se ha sugerido que NOX4 promueve el crecimiento celular en células de melanoma (SS Brar et al, Am J Physiol Cell Physiol, 282: c1212-c1224, 2002). Por lo tanto, bloquear las acciones indeseables de las enzimas NOX puede ser una estrategia terapéutica para tratar patologías relacionadas con el estrés oxidativo, especialmente aquellas que surgen del fotodaño.

Factores adicionales

Ciertamente, la radiación UV tiene un marcado efecto adverso sobre una serie de procesos biomoleculares en la piel; sin embargo, entre otros factores e influencias, la contaminación del aire también tiene un marcado efecto adverso (P Puri et al., Effects of air pollution on the skin: A review, Indian J Dermatol Venereol Leprol. 2017 83(4):415-423, 2017). Además, debe apreciarse que dicho daño cutáneo no se limita a los procesos biomoleculares antes mencionados. Por ejemplo, la luz ultravioleta (UV) mejora la síntesis de metaloproteasas de matriz (MMP) en la piel humana in vivo, y la destrucción del colágeno mediada por MMP ocurre en el fotoenvejecimiento. La luz UV y los contaminantes del aire también inducen estrés oxidativo y mediadores proinflamatorios, tales como factores de transcripción y quimiocinas, que provocan daños en la piel inducidos por la inflamación. Por lo tanto, las estrategias para contrarrestar los efectos del envejecimiento de la piel debido a la exposición a los rayos UV y a la contaminación del aire deben ser multifacéticas y multidireccionales para que sean efectivas. En consecuencia, los esfuerzos para frenar el proceso de envejecimiento deben esforzarse en (1) lograr o establecer una protección antioxidante para limitar el daño oxidativo directo a las células, las proteínas y el ADN, (2) reducir la actividad de las enzimas oxidasas, (3) controlar o mitigar la inflamación y las respuestas inflamatorias para minimizar el envejecimiento inducido por la inflamación, (4) prevenir la degradación de las proteínas de la matriz extracelular mediante la inhibición de las metaloproteasas de la matriz (MMP) y (5) prevenir el daño cutáneo inducido por fotones y enzimas, entre otros.

Estructuras de la piel

De lo anterior, es evidente que la radiación UV tiene un marcado efecto perjudicial a nivel molecular en las células de la piel, desde el daño al ADN hasta la formación de ROS, y que las vías de daño son numerosas y de gran alcance. Además, el daño por exposición a la radiación UV no se limita al nivel molecular, sino que afecta a muchas otras estructuras y procesos que afectan negativamente a la piel. Sin embargo, estos efectos adversos no se limitan a la exposición a la radiación UV. De hecho, el envejecimiento cronológico y las enfermedades, directa e indirectamente, tienen un marcado efecto adverso sobre un amplio número de procesos biológicos en la piel así como sobre la integridad de varias estructuras de la piel y su eficacia y/u operación o función.

Quizás el cambio fisiológico subyacente clave en el envejecimiento de la piel sea un adelgazamiento y una degradación general de la piel, lo más notablemente una degradación y/o pérdida de diversas células y/o constituyentes químicos necesarios para mantener las características fisiológicas de una piel joven. Específicamente, a medida que la piel envejece naturalmente, la velocidad de división de las células de la piel se ralentiza, lo que provoca una reducción general en la cantidad de células y vasos sanguíneos que suministran nutrientes y otros elementos básicos necesarios para la piel, lo que resulta en una disminución significativa en el grosor de la epidermis. Al mismo tiempo, a medida que la piel envejece, las proteínas, especialmente las fibras de colágeno y elastina en las capas subyacentes de la piel que proporcionan la estructura para las capas superficiales, comienzan a debilitarse y deteriorarse y/o manifestar un deterioro en sus capacidades de reticulación, lo que hace que la piel pierda elasticidad, además de dar como resultado un aplanamiento y una pérdida simultánea de propiedades mecánicas, incluidas la resistencia y la flexibilidad, en particular, pero no exclusivamente, en la unión dermo-epidérmica (Neerken S, Lucassen G W, Bischop M A, Lenderink E, Nuijs T A, J Biomed Opt. marzo-abril de 2004; 9(2):274-81 y Oikarinen, "The Aging of Skin: Chronoaging Versus Photoaging", Photodermatol. Photoimmunol. Photomed., vol. 7, págs. 3-4, 1990).

La unión dermo-epidérmica (DEJ) es un componente crítico de la piel y está compuesta por una red de proteínas estructurales que proporcionan una conexión firme entre los queratinocitos basales de la epidermis y la dermis. Esta red estructural está formada por (1) el complejo de filamentos de anclaje de hemidesmosomas; (2) la membrana basal que comprende dos capas, la lámina lúcida y la lámina densa, y (3) fibrillas de anclaje. La lámina lúcida es una capa más delgada y se encuentra directamente debajo de la capa epidérmica de queratinocitos basales. La lámina densa, más gruesa, está en contacto directo con la dermis subyacente. Los queratinocitos basales están conectados a la membrana basal a través del complejo de anclaje de hemidesmosomas y la membrana basal, a su vez, está conectada a la dermis a través de las fibrillas de anclaje. Cada uno de estos componentes de la DEJ tiene constituyentes específicos, en particular lamininas, integrinas tenascina y, sobre todo, colágenos, específicamente colágeno IV, y un papel muy preciso que desempeñar (Allen J., Hno. J. Dermatol. diciembre de 1997; 137 (6): 907-15), (M. Aumailley, Kidney Internat., Vol 47, Supl. 49 (1995), págs. S-4-S-7). Al mismo tiempo, estas estructuras son el objetivo de lesión inmunológica en el penfigoide ampolloso y la epidermólisis ampollosa.

Las fibras de colágeno son elementos importantes de la dermis y los colágenos y la proteína más abundante del cuerpo humano; la dermis por sí sola está compuesta por aproximadamente un 75 % de proteínas de colágeno en peso seco. Hasta el momento se han identificado veintiocho especies de colágeno. De estas, se ha informado que la piel contiene los tipos de colágeno 1, 3, 4-7, 13 y 14, siendo el colágeno principal de la dermis el colágeno tipo 1. Los colágenos que se asocian con la fibra de colágeno tipo 1 se clasifican como colágenos FACIT y pueden proporcionar propiedades mecánicas adicionales a los tejidos. Los colágenos se caracterizan por secuencias repetidas de glicina-X-Y y forman estructuras de triple hélice que se modifican ampliamente después de su secreción en el espacio extracelular. En tejidos inmaduros, tales como los que se encuentran en la curación de heridas y la fibrosis, se expresa colágeno tipo 3; sin embargo, todavía no es lo suficientemente fuerte como para soportar tejidos conectivos maduros.

A medida que la herida madura, el colágeno tipo 1 se vuelve dominante. En la dermis están presentes fibrillas de colágeno heterotípicas de tipo 1 y 3. El colágeno tipo 4 forma individualmente un filamento único llamado microfilamento (T Nemoto et al., Viscoelastic Properties of the Human Dermis and Other Connective Tissues and Its Relevance to Tissue Aging and Aging-Related Disease, Intech, Capítulo 7, DOI: 10.5772/50146 y referencias citadas allí).

La fibra elástica comprende elastina y microfibrillas. Dado que la dermis debe estirarse para adaptarse al movimiento de las partes del cuerpo, la elasticidad es una propiedad crítica de la dermis. La elastina, una molécula única que se estira y encoge, se secreta como tropoelastina (el precursor soluble de la elastina madura) y posteriormente se procesa y se reticula dentro del espacio extracelular. La reticulación mediante la formación de lisil oxidasa y desmosina es una etapa crucial para la estabilización de la elastina dentro de los tejidos. Otro elemento en las fibras elásticas es la fibrilina de las microfibrillas. Las microfibrillas son elementos fibrosos de 10 nm de ancho y están compuestos principalmente por fibrilinas. La fibrilina es una glicoproteína grande rica en residuos de cisteína y que se ensambla homotípicamente en una microfibrilla de manera bien regulada. Las fibrilinas se alinean de forma paralela, desde la cabeza hasta la cola, de forma escalonada dentro de las microfibrillas extracelulares. Otras moléculas de la matriz extracelular (ECM), incluidas las glicoproteínas asociadas a microfibrillas (MAGP), las proteínas de unión a TGF-beta latentes (LTBP), el colágeno tipo 16, la emilina y el versicano, pueden asociarse con las microfibrillas a través de su afinidad de unión con las fibrilinas. Las fibulinas son otro componente más de la fibra elástica, que puede unir la elastina y las microfibrillas gracias a sus propiedades de unión.

La dermis cambia notoriamente con la edad; por ejemplo, el espesor de la dermis se adelgaza y aparecen arrugas. Se reduce el contenido de colágeno bioquímico y la densidad histológica de la fibra de colágeno. El versicano es una molécula clave para la viscoelasticidad de la dermis (T Nemoto et al., Viscoelastic Properties of the Human Dermis and Other Connective Tissues and Its Relevance to Tissue Aging and Aging-Related Disease, Intech, Capítulo 7, DOI: 10.5772/50146; y referencias citadas allí). La pérdida o reducción de versicano conduce a una alteración de la viscoelasticidad de la dermis. El versicano se acumula en gran medida dentro de la elastosis solar, que es un sello distintivo de la piel fotoenvejecida y donde se han acumulado componentes de fibras elásticas, incluidas la elastina y la fibrilina-1 (EF Bernstein et al., Differential Expression of the Versican and Decorin Genes in Photoaged and Sun-Protected Skin. Comparison by Immunohistochemical and Northern Analyses. Lab Invest. 72662669, 1995). Clínicamente, la piel fotoenvejecida no es viscoelástica y presenta arrugas profundas.

Las fibulinas son una familia de glicoproteínas extracelulares que se unen al calcio asociadas con las membranas basales y las fibras elásticas de los vertebrados. Las fibulinas no forman grandes agregados homotípicos, a diferencia de muchas otras proteínas de la ECM, pero tienen la capacidad de unirse a otras estructuras supramoleculares tan diversas como redes de membrana basal, fibras elásticas, varios tipos de microfibrillas y agregados de proteoglicanos. La fibulina-1 es un componente destacado de la piel que es esencial para la morfología de las células endoteliales que recubren las paredes capilares y la integridad de los vasos sanguíneos pequeños [WS Argraves et al., Fibulins: physiological and disease perspectives. EMBO Rep, 4:1127 - 1131,2003; R Timpl et al., Fibulins: A versatile family of extracelular matrix proteins, Mol Cell Biol, 4:479-489, 2003 en Viscoelasticity - From Theory to Biological Applications, libro editado por Juan de Vicente, ISBN 978-953-51-0841-2, Publicado: 7 de noviembre de 2012].

Se han realizado numerosos esfuerzos para mejorar la unión dermo-epidérmica que dan como resultado una serie de técnicas exitosas, al menos hasta cierto punto. Por ejemplo, Marionnet et. al. han demostrado la utilidad de la vitamina C para mejorar la formación de DEJ en un modelo de piel humana reconstruida in vitro, lo que lleva a una estructura de DEJ más cercana a la de la piel humana normal de aspecto joven (Marionnet C, Vioux-Chagnoleau C, Pierrard C, Sok J, Asselineau D, Bernerd F, Resúmenes de reuniones, 34a Reunión Anual de la Sociedad Europea de Investigación Dermatológica, septiembre de 2004, Viena, Austria). De manera similar, Fisher et. al. han demostrado una mejora en la formación de DEJ y proteínas de la matriz extracelular derivadas de los retinoides (Fischer G J y Voorhees J, J. Molecular mechanisms of retinoid actions in skin. FASEB J. 10, 1002-1013 (1996).

Ciertamente, si bien se han dirigido muchos esfuerzos al DEJ, éste ciertamente no es la única área de atención. De hecho, varios investigadores han demostrado el impacto beneficioso de la aplicación tópica de retinoides en el aspecto de la piel, así como en diversos parámetros histológicos, tales como el engrosamiento de la epidermis, incluido el estrato granuloso, un aumento de la altura de las crestas o retes epidérmicas de la DEJ y el número de papilas dérmicas, un desplazamiento gradual del depósito de elastina dérmica relacionado con la edad por colágeno y peptidoaminoglicanos, normalización de la función de los melanocitos y un aumento en el número de fibroblastos dérmicos. Véase, por ejemplo, Kligman, patentes de EE.UU. núms. 4.603.146 y 4.877.805; Zelickson, A. S., J. Cutaneous Aging Cosmet. Dermatol., 1:4147 (1988); Weiss, J. S., JAMA, 259:527-532 (1988); J. Bhawan, Arch. Dermatol., 127:666-672 (1991); y Kligman, L. H., Connect. Tissue Res., 12:139-150 (1984). De manera similar, Varani et. al. han demostrado que la vitamina A antagoniza la disminución del crecimiento celular y las metaloproteasas elevadas de la matriz que degradan el colágeno, al mismo tiempo que estimula la acumulación de colágeno en la piel humana envejecida naturalmente. Varani J, et. al., J Investigative Dermatology, 114:480-486, 2000). Dyer et. al. (patente de EE.UU. núm. 7.351.745) enseñan un método para aplicar una cantidad fisiológicamente eficaz de un agente activo, en donde dicho agente activo es S-metil-L-cisteína y S-fenil-L-cisteína en un vehículo dermatológicamente, farmacéuticamente o fisiológicamente aceptable, suficiente para aumentar los niveles de expresión de al menos un gen seleccionado del grupo que consiste en: beta-catenina, colágeno 4, colágeno 7, frizzled 10, receptor de estrógeno alfa, ácido hialurónico sintasa y combinaciones de los mismos y para mejorar la condición y el aspecto de la piel. Bernerd (solicitud de patente de EE.UU.: 2004/0005342) enseña el uso de ácido ascórbico o un análogo del mismo en un medio farmacéutica o cosméticamente aceptable para aumentar la síntesis de tenascina y/o colágeno VII para reforzar la cohesión en la DEJ. Dal Farra et. al. (patente de EE.UU. núm. 7.211.269) enseñan un método para preparar composiciones cosméticas o dermatológicas de una cantidad suficiente de péptidos de secuencia (Gly-Pro-Gln)n-NH2, en donde n es de 1 a 3, y en donde los aminoácidos pueden estar en la forma L, D o DL: estando diseñadas estas composiciones para promover la adhesión entre células de la piel, para mejorar la adhesión celular, para proporcionar un tratamiento curativo y/o preventivo para síntomas de envejecimiento de la piel (de origen fisiológico o solar) y para mejorar el aspecto de la piel. En una realización preferida, el péptido es de secuencia (Gly-Pro-Gln)2-NH2. Bonte et. al. (patente de EE.UU. núm. 6.641.848) enseñan el uso de saponinas o sapogenoles, particularmente los extraídos de plantas tales como la soja o el Medicago, en cosmetología y para la fabricación de composiciones farmacéuticas para el tratamiento de la piel con el fin de aumentar la cantidad de colágeno IV en la unión dermo-epidérmica. Paufique (patente de EE.UU. núm. 6.531.132) describe un proceso para extraer un principio activo de una levadura mediante el cual el principio activo se usa para retardar la degradación de la unión dermo-epidérmica para mejorar el estado de la superficie de la piel. Dumas et. al. (patente de EE.UU. núm.

6.495.147) describen el uso de D-xilosa, sus ésteres u oligosacáridos que contienen D-xilosa para estimular la síntesis y/o secreción de proteoglicanos y/o glucosaminoglucanos mediante los queratinocitos de un ser humano que los necesita. Bonte et. al. (patente de EE.UU. núm. 6.471.972) enseñan un método de tratamiento cosmético para luchar contra los efectos del envejecimiento de la piel en donde el método comprende la aplicación de al menos un agente para promover la adhesión de los queratinocitos de la capa basal epidérmica a la unión dermo-epidérmica, especialmente al colágeno IV de dicha unión, tal como, en particular, una sal o un complejo de metal divalente, preferiblemente aspartato de magnesio o cloruro de magnesio, opcionalmente en asociación con un estimulante de la síntesis de colágeno IV y/o un estimulante de la síntesis de colágeno VII. LeSquer et. al. (patente internacional WO 2002/015869) describieron combinaciones de ácido ursólico y/o ácido oleanólico con un pentapéptido de palmitoilo específico Lys-Thr-Thr-Lys-Ser como un aumento/estimulación sinérgica de la neosíntesis de compuestos de la DEJ, incluido el colágeno IV.

A pesar de todos los esfuerzos que se han realizado para formular composiciones eficaces para mejorar la unión dermo-epidérmica, los productos actuales no son enteramente eficaces. La vitamina C y algunos de sus derivados no son fotoquímica ni hidrolíticamente estables. En determinados entornos, especialmente en presencia de hierro y peróxido de hidrógeno, la vitamina C puede actuar como un prooxidante. Los retinoides son muy eficaces, pero también sufren problemas de estabilidad. Además, los retinoides también pueden provocar irritación de la piel, sensibilización y son teratogénicos. Los extractos de plantas, si no están estandarizados frente a agentes activos clave, muchas veces no son eficaces. Los péptidos son eficaces, pero aún no están completamente caracterizados. Por ejemplo, aunque no se manifiestan en el uso a corto plazo, algunas impurezas peptídicas menores pueden causar efectos adversos en el uso a largo plazo. En consecuencia, el usuario a menudo se encuentra sin resultados o con un resultado no deseado, por ejemplo, irritación, sensibilización, sensación de ardor, eritema, etc. de la piel.

Los enfoques alternativos para mejorar la condición o aspecto de la piel envejecida que han recibido una atención creciente implican la modulación de proteínas de la matriz extracelular y enzimas y factores de transcripción que degradan la matriz. Las descripciones representativas en esta área incluyen: Mancini A, Di Battista J A, "Transcriptional regulation of matrix metalloprotease gene expression in health and disease", Front Biosci, 11:423-446, 2006. S Reitamo, A Remitz, K Tamai y J Uitto, "Interleukin-10 modulates type I collagen and matrix metallo protease gene expression in cultured human skin fibroblasts", Cin Invest, 1994, 94(6):2489-2492, 1994 von Marcschall Z, Riecken E O, Rosewicz S, "Induction of matrix metalloprotease-1 gene expression by retinoic acid in the human pancreatic tumor cell line Dan-G", Br J Cancer, 80(7):935-939, 1999. Bair E L, Massey C P, Tran N L, Borchers A H, Heimark R L, Cress A E, Bowden G T, "Integrin- and cadherin-mediated induction of the matrix metalloprotease matrilysin in co-cultures of malignant oral squamous cell carcinoma cells and dermal fibroblasts", Exp Cell Res, 270(2):259-267, 2001. Nagahara S, Matsuda T, "Cell-substrate and cell-cell interactions differently regulate cytoskeletal and extracelular matrix protein gene expression", J Biomed Mater Res, 32(4):677-86, 1996 Smits P, Poumay Y, Karperien M, Tylzanowski P, Wauters J, Huylebroeck D, Ponec M y Merregaert J, "Differentiation-Dependent Alternative Splicing and Expression of the Extracellular Matrix Protein 1 Gene in Human Keratinocytes", J Invest Dermatol, 114: 718-724, 2000. Reunamen N, Westermarck J, Hakkinen L, Holmstrom, Elo I, Eriksson J E, Kahari V M, "Enhancement of fibroblast collagenase (matrix metalloproteinase-1) gene expression by ceramide is mediated by extracelular signal-regulated and stressactivated protein kinase pathways", J Biol Chem, 273(9):5137-45, 1998. McKay I A, Winyard P, Leigh I M, Bustin S A, "Nuclear transcription factors: potential targets for new modes of intervention in skin disease", Br J Dermatol, 131 (5): 591-597, 1994.

Como es evidente por la discusión anterior, el envejecimiento de la piel es un proceso biológico complejo influenciado por una combinación de factores endógenos o intrínsecos y exógenos o extrínsecos. Debido a que la salud y la belleza de la piel se consideran uno de los principales factores que representan el "bienestar" general y la percepción de "salud" en los seres humanos, el desarrollo de estrategias antienvejecimiento ha sido durante mucho tiempo y sigue siendo un objetivo clave de los esfuerzos de investigación y desarrollo en el ámbito de la salud y la belleza [R Ganceviciene et al., Skin anti-aging strategies, Dermatoendocrinol. 4(3): 308-319, 2012 y referencias allí citadas]. El fotodaño crónico de la piel se manifiesta como envejecimiento extrínseco de la piel (fotoenvejecimiento), en donde el fotodaño del ADN y las especies reactivas de oxígeno (ROS) generadas por los rayos UV son los eventos moleculares iniciales que conducen a la mayoría de las manifestaciones histológicas y clínicas típicas del fotodaño crónico de la piel. Las arrugas y los cambios pigmentarios están directamente asociados con el fotoenvejecimiento prematuro y se consideran sus manifestaciones cutáneas más importantes. Hasta la fecha, los esfuerzos de investigación y desarrollo se han centrado en dos grupos principales de compuestos para su uso como agentes antienvejecimiento: los antioxidantes y los reguladores celulares. Los antioxidantes, tales como las vitaminas, los polifenoles y los flavonoides, reducen la degradación del colágeno al reducir la concentración de radicales libres en los tejidos. Los reguladores celulares, tales como los retinoles, los péptidos y los factores de crecimiento (GF), tienen efectos directos en el metabolismo del colágeno e influyen en la producción de colágeno. Desafortunadamente, estos esfuerzos han sido limitados, proporcionando resultados marginales debido a la especificidad de sus acciones y la infinidad de mecanismos y procesos involucrados, como se detalló anteriormente.

En consecuencia, existe una necesidad urgente y enorme no satisfecha de métodos y composiciones eficaces que puedan prevenir el daño de la piel y revertir el fotoenvejecimiento y/o el envejecimiento cronológico en múltiples frentes simultáneamente, previniendo y/o mitigando y/o retrasando así su aparición.

Específicamente, existe la necesidad de proporcionar métodos y composiciones que tengan una eficacia significativa y marcada para minimizar y/o prevenir, muy especialmente para revertir, el daño cutáneo crónico inducido por los rayos UV y los contaminantes del aire a nivel molecular, incluido el ADN, así como a través de la reducción de otros biomarcadores relacionados inducidos por los rayos UV.

Compendio de la invención

Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que la aplicación, especialmente la aplicación tópica, de ciertas arilalcanonas proporciona un efecto significativo y marcado para minimizar y/o prevenir, muy especialmente para revertir, la manifestación molecular, micro y macro del envejecimiento de la piel, especialmente el envejecimiento de la piel debido al fotodaño crónico inducido por los rayos UV y al daño oxidativo de los contaminantes del aire. Estas arilalcanonas manifiestan propiedades tanto de antioxidantes como de reguladores celulares y tienen un amplio efecto en una multitud de procesos biológicos moleculares, así como procesos fisiológicos en la piel. Específicamente, ahora se ha descubierto que las arilalcanonas seleccionadas son capaces de reducir y/o eliminar la concentración de radicales inactivando directamente los estados fotoexcitados, eliminando directamente los radicales y/o inhibiendo las enzimas oxidasas, tales como la NADPH oxidasa, y también actúan como reguladores celulares para aumentar la síntesis de matriz extracelular y genes/proteínas dermo-epidérmicas.

En un aspecto, se proporciona una composición tópica para usar en el tratamiento o revertir daños en la piel como se describe en las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada de la invención

Tal como se usan en la presente memoria, los siguientes términos tendrán los significados tal como se presentan:

Un "vehículo dermatológicamente aceptable" se refiere a un material que actúa como diluyente, dispersante o vehículo para los agentes activos indicados, especialmente la(s) arilalcanona(s), y está reconocido en la industria como aceptable o adecuado para el uso, preferiblemente para uso a largo plazo, en contacto con la piel y, en la medida apropiada o aplicable, ha sido aprobado o es de otro modo aprobable por una agencia reguladora de un gobierno u organismo gubernamental o se enumera en la Farmacopea de los EE. UU. u otra farmacopea generalmente reconocida para uso en seres humanos.

El término "mejora" o "mejorado" se usa para transmitir que la presente invención cambia las características y/o los atributos físicos del tejido al que se proporciona, aplica o administra y/o influye en las actividades biomoleculares y/o procesos en la piel de una manera que contrarresta, directa o indirectamente, los efectos perjudiciales de la exposición a los rayos UV, la exposición a contaminantes del aire y/o el envejecimiento de la piel.

El término "inhibir" generalmente se refiere a la capacidad de prevenir o retrasar la aparición de un evento, proceso, acción o reacción, o síntoma o manifestación de una condición o trastorno dado.

El término "opcional" u "opcionalmente" significa que el sujeto, evento o circunstancia descrito posteriormente puede ocurrir o no, y que la descripción incluye ejemplos los que el evento ocurre y ejemplos en los que no ocurre y/o cuando el sujeto está presente y cuando no está presente.

Los términos "cantidad eficaz" y "cantidad eficaz para mejorar la piel" se refieren a la cantidad del compuesto o composición especificada que cuando se aplica a la piel es capaz de afectar el efecto deseado ya sea a nivel molecular, como se evidencia por cambios en el nivel o concentración de materiales objetivo, y/o en un nivel macro mediante donde los cambios visuales o microscópicos en el tejido son evidentes. La mejora de la piel se refiere tanto a la capacidad de inhibir, prevenir y/o excluir daños como a la capacidad de revertir los daños existentes.

De acuerdo con la presente enseñanza, se proporciona un método para tratar la piel para mitigar, prevenir y/o revertir la manifestación del envejecimiento de la piel, comprendiendo dicho método aplicar a la piel una o más arilalcanonas correspondientes a la Estructura general 1

En donde Ri, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono; y R6 es COCH3 o CO2R7, en donde R7 es un alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. Lo más preferiblemente, la arilalcanona se aplica tópicamente en un vehículo o como componente de una composición cosmética y/o para el cuidado de la piel.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente enseñanza, se proporcionan composiciones tópicas que comprenden una cantidad eficaz para mejorar la piel de una o más arilalcanonas correspondientes a la Estructura general 1

En donde R1, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono; y R6 es=COCH3 o CO2R7, en donde R7 es un alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono, en un vehículo dermatológicamente aceptable. Tales composiciones tópicas normalmente comprenden de 0,01 a 20, preferiblemente de 0,1 a 10 por ciento en peso de la arilalcanona basado en el peso total de la composición.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente enseñanza, se proporcionan composiciones cosméticas y para el cuidado de la piel mejoradas, que incluyen composiciones terapéuticas para el cuidado de la piel, en donde la mejora reside en la inclusión en dichas composiciones de una cantidad eficaz que mejora la piel, preferiblemente de 0,01 a 20, más preferiblemente de 0,1 a 10 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición, de una o más arilalcanonas correspondientes a la Estructura general 1

En donde R1, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono; y R6 es COCH3 o CO2R7, en donde R7 es un alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. Los ejemplos de composiciones cosméticas y para el cuidado de la piel incluyen maquillaje, base de maquillaje, colorete, composiciones humectantes, composiciones de protección solar, bálsamos labiales, cremas rejuvenecedoras y similares.

El aspecto clave y crítico de la presente enseñanza son la selección de arilalcanonas. Como se ha señalado, las arilalcanonas usadas de acuerdo con la presente enseñanza corresponden a la Estructura I

En donde Ri, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono; y R6 es COCH3 o CO2R7, en donde R7 es un alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono, lo más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono.

Los compuestos preferidos según la estructura 1 son aquellos en donde

Compuesto A. R1, R2 y R5 son H y R4 es un grupo alquilo o alcoxi de 1 a 8, preferiblemente de 1 a 6, más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono, lo más preferiblemente OCH3, y R6 es COCH3 o CO2C2H5;

Compuesto B. R1 y R5 son H, R2 y R4 son OCH3, R3 es OH y R6 es COCH3 o CO2C2H5;

Compuesto C. R1, R2 y R5 son H, R4 es OCH3, R3 es OH y R6 es COCH3 o CO2C2H5; y

Compuesto D. R1, R2 y R5 son H, R4 y R3 son alcoxi, que puede ser el mismo o diferente alcoxi, y R6 es COCH3 o CO2C2H5.

Los compuestos más preferidos son aquellos compuestos de Estructura 2 como sigue:

Los compuestos preferidos a modo de ejemplo incluyen:

Compuesto 1 (Acetil zingerona): R2 es H; R3 es OH; R4 es OCH3; y R6 es COCH3;

Compuesto 2: R2 es H; R3 es OH; R4 es OCH3; y R6 es CO2C2H5;

Compuesto 3: R2 y R4 son H; R3 es OH; y R6 es COCH3;

Compuesto 4: R2 y R4 son H; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5;

Compuesto 5: R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3;

Compuesto 6: R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5;

Compuesto 7: R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es COCH3;

Compuesto 8: R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es CO2C2H5;

Compuesto 9: R2 y R4 son H; R3 es OCH3; y R6 es CO2C2H5; y

Compuesto 10: R2 y R4 son H; R3 es OCH3; y R6 es COCH3.

Aunque la arilalcanona podría aplicarse directamente a la piel, normalmente se aplica como componente de una composición. Lo más preferiblemente, la composición comprende la arilalcanona en un vehículo o excipiente dermatológicamente aceptable y/o como un componente de una composición cosmética y/o para el cuidado de la piel y/o como un componente de una composición farmacéutica aplicada tópicamente.

En términos generales, las arilalcanonas se pueden combinar con/incorporar en cualquier vehículo o composición base conocida empleada en composiciones para el cuidado/tratamiento de la piel; especialmente aquellos vehículos y excipientes que son adecuados para una aplicación repetida y a largo plazo sobre la piel sin manifestar sensibilización o irritación o inflamación. Los vehículos y excipientes adecuados incluyen cualquiera de los excipientes tópicos conocidos y agentes similares necesarios para lograr la forma particular de la composición para el cuidado de la piel deseada. Los excipientes ejemplares incluyen, p. ej., aceites minerales, aceites de silicona y agentes emulsionantes, así como agua, alcohol o combinaciones de agua/alcohol, u otro(s) disolvente(s) o sistemas de disolventes en los que los agentes activos antes mencionados pueden ser, p. ej., solubles, dispersos, emulsionado, etc. Preferiblemente, sin embargo, las composiciones según la presente enseñanza incluirán excipientes y similares que creen una composición homogénea y sustancialmente estable y/o proporcionan cuerpo, coeficiente de partición mejorado y viscosidad a la composición de modo que la arilalcanona no simplemente se escurre de la piel una vez aplicado. Los vehículos y composiciones de vehículos adecuados se describen detalladamente, por ejemplo, en González et. al. - documento US 7,186,404; Aust et. al. - documento US 7,175,834; Roseaver et. al.- documento US<7,172,754; Simoulidis et. al. - documento>U<s 7,175,835; Mongiat et. al. - documento US 7,101,536; Maniscalco ->documento US 7,078,022; Forestier et. al. documentos US 5,175,340, US 5,567,418, US 5,538,716, y US 5,951,968; Deflandre et. al. - documento US 5,670,140; Chaudhuri - documentos US 6,831,191, US 6,602,515, US 7,166,273, US 6,936,735, y US 6,699,463; Chaudhuri et. al. - documentos US 6,165,450 y US 7,150,876; Bonda et. al. documento US 6,962,692; Rodan et. al. - documento US 9,144,434, Wang et. al. documento US 5,830,441 y Auspitz et. al. -documento US 2007/0110685 A1.

La forma final de estas composiciones y su método de fabricación dependen, en parte, del modo de administración, así como de los demás ingredientes que se incorporarán a la composición. Por consiguiente, las composiciones que contienen las arilalcanonas pueden estar en forma de disoluciones, suspensiones, emulsiones, cápsulas, cápsulas que contienen líquidos, polvos, cremas, lociones, geles, formulaciones de liberación sostenida, emulsiones, aerosoles, pulverizadores, suspensiones y similares. A continuación, las composiciones se pueden preparar mediante mezcla, disolución, granulación, preparación de grageas, levigación, emulsión, suspensión, encapsulación, etc. convencionales. Todas estas opciones y métodos son convencionales en la técnica.

La arilalcanona se aplica o administra en una cantidad eficaz. -Generalmente, como se señaló anteriormente, la arilalcanona se aplica o administra como un componente de una composición que comprende la arilalcanona en un vehículo dermatológicamente aceptable, sola o junto con uno o más co-constituyentes, que puede ser un constituyente activo que complementa la actividad de la arilalcanona y/o proporciona otro beneficio para la piel y/o como parte de una composición farmacéutica tópica tal como las usadas en el tratamiento de la psoriasis, dermatitis atópica y similares, y/o como parte de una composición tópica común tales como una composición de protección solar, una composición cosmética, una crema hidratante, etc.

Cuando la arilalcanona es parte de una composición, normalmente está presente en dicha composición en una cantidad que, cuando la composición se aplica de acuerdo con las instrucciones o la práctica común, es suficiente para lograr el efecto deseado. Normalmente, la cantidad de arilalcanona presente en estas composiciones será de 0,01 a 20, preferiblemente de 0,1 a 10, por ciento en peso basado en el peso total de la composición.

Como se señaló, las arilalcanonas se incorporan preferiblemente o se combinan con un vehículo u otra composición. Tales composiciones pueden tener, como objetivo principal, la aplicación de la arilalcanona o la arilalcanona puede ser un ingrediente suplementario o coactivo. Por ejemplo, las composiciones incluyen opcionalmente una cantidad eficaz de uno o más ingredientes protectores y/o de tratamiento de la piel tales como antioxidantes, agentes activos de protección solar, vitaminas, agentes antiinflamatorios, agentes autobronceadores, hidratantes, emolientes, humectantes, aclaradores de la piel, ingredientes antiacné, solutos compatibles y similares, y mezclas de los mismos, en sus cantidades convencionales. Alternativamente, o además de esto, estas composiciones también pueden incluir otros ingredientes que tienen poca o ninguna relación con el uso final o la aplicación prevista del aspecto de tratamiento de estas composiciones, pero que ayudan en la preparación y/o longevidad de las mismas, tales como solubilizantes, tensioactivos, estabilizadores, espesantes, conservantes, tampones, etc. y/o las cualidades estéticas de los mismos, p. ej., tintes, perfumes, aromas, opacificantes, colorantes, etc. Además, como se mencionó anteriormente, la arilalcanona se puede incorporar o añadir a productos existentes para el cuidado de la piel, incluidos cosméticos, productos para el cuidado general de la piel y otros productos farmacéuticos.

No es práctico intentar enumerar todos los ingredientes que se pueden combinar con las arilalcanonas y/o todas las composiciones en las que se pueden incorporar las arilalcanonas. Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán lo mismo fácilmente.

La cantidad de arilalcanona, especialmente la composición de arilalcanona, que se va a aplicar es generalmente la cantidad que es suficiente para proporcionar una película delgada de la composición a la piel tratada. Normalmente, se aplica a la piel una pequeña cantidad de la composición, por ejemplo de 0,1 a 5 ml, desde un recipiente o aplicador adecuado y se extiende y/o se frota sobre la piel usando las manos o los dedos o un dispositivo adecuado. Preferiblemente, la composición de arilalcanona se aplica al menos una vez al día hasta que se hace evidente una mejora en el aspecto de la piel, típicamente, de 7 días a 6 meses, dependiendo del estado de la piel, la concentración de los componentes activos usados en el método inventivo, la cantidad de composición usada y la frecuencia con la que se aplica. Lo más preferiblemente, la composición de arilalcanona se aplica continuamente, como un ritual diario, para inhibir constantemente los efectos del envejecimiento natural de la piel y, más importante, los efectos perjudiciales de la exposición al sol y los contaminantes del aire. En este sentido, un usuario puede adoptar una rutina de aplicación de una composición de arilalcanona donde la arilalcanona es la clave o un ingrediente activo clave para abordar la manifestación ya existente de envejecimiento de la piel y/o daño solar hasta que se resuelva, seguido del uso de una composición hidratante, protectora solar y/o cosmética diaria que además contiene la arilalcanona como tratamiento preventivo y terapéutico constante.

Habiendo descrito en general el presente método y las composiciones, ahora se llama la atención sobre los siguientes ejemplos y estudios que demuestran el sorprendente rendimiento de las arilalcanonas para fijar como objetivo e inhibir los procesos y sitios más asociados con el envejecimiento de la piel y el daño por exposición al sol y a los contaminantes del aire. En los siguientes ejemplos, se hace referencia al uso de compuestos seleccionados según la Estructura 2 anterior.

Ejemplos

Estrés oxidativo y piel

Como se señaló en los antecedentes anteriores, la luz UV induce estrés oxidativo y factores de transcripción proinflamatorios, citocinas, quimiocinas y enzimas que causan daño cutáneo inducido por la inflamación. Sin aislarse de la exposición a la luz UV, se hace necesario, entre otros factores, realizar una protección antioxidante para limitar el daño oxidativo directo a las células, las proteínas y el ADN. Usando el método de W. Mullen et al. (Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(8):3754-3762, 2011) se comparó el poder antioxidante del Compuesto 1 (acetil zingerona anterior) y el Compuesto 7 con el tocoferol natural, un antioxidante bien conocido, para evaluar sus respectivas capacidades para eliminar especies radicales y no radicales.

Los resultados se resumen en la Tabla 1, que muestra sorprendentemente que el Compuesto 1 es un eliminador tanto de radicales como de no radicales de amplio espectro y muy superior al antioxidante tópico comúnmente usado Tocoferol. Además, el marcado resultado mostrado para el poder antioxidante del Compuesto 7, que no tiene el OH fenólico libre ni doble enlace, con respecto al oxígeno singlete demuestra claramente que las arilalcanonas funcionan predominantemente mediante un mecanismo de inactivación en lugar de un mecanismo de eliminación como es el caso de los antioxidantes convencionales.

Tabla 1: Poder antioxidante del compuesto 1 frente a tocoferol natural (poder antioxidante en pmol equivalente de

Trolox/gramo)

Exposición a los rayos UV y formación de superóxido mediante la NADPH oxidasa.

Como también se señaló en la sección de antecedentes anterior, existe evidencia sólida de que la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidasa (NADPH), también conocida como enzimas NOX, contribuye de manera importante al daño oxidativo en condiciones patológicas (V Jaquet et al, Small-Molecule NOX Inhibitors: ROS-Generating NADPH Oxidases as Therapeutic Targets, Antioxidants & Redox Signaling, 11(10): 2535-2552, 2009 -Revisión). Por lo tanto, se cree que un mecanismo para abordar el daño de los rayos UV es bloquear las acciones indeseables de las enzimas NOX. Para evaluar si las arilalcanonas de la presente enseñanza podrían servir para bloquear NOX, se llevó a cabo un estudio de la actividad inhibidora de NOX de los Compuestos 1 y 8 siguiendo el método descrito por A Valencia e IE Kochevar (Valencia y Kochevar, Nox1-Based NADPH Oxidase Is the Major Source of UVA-Induced Reactive Oxygen Species in Human Keratinocytes. J Invest Dermatol, 128:214, 2008). GKT 137831 (2-(2-clorofenil)-4-[3-(dimetilamino)fenil]-5-metil-1H-pirazolo[4,3-c]piridin-3,6(2H,5H)-diona) es un inhibidor dual específico de la NADPH oxidasa Nox1/Nox4 (T Aoyama et al., Hepatology, 56(6):2316-2327, 2012) y se usó como el control positivo. Los resultados de estos estudios se resumen en la Tabla 2.

Como se muestra en la Tabla 2, tanto el Compuesto 1 como el Compuesto 8 fueron notablemente eficaces para reducir la actividad de NOX inducida por la radiación UVA así como por la radiación UVB. Las pruebas ampliadas con el Compuesto 1 en dos niveles diferentes demostraron que los resultados dependían de la dosis con una alta significancia estadística.

Tabla 2: Efecto de los Compuestos 1 y 8 en la reducción de la actividad de NOX

* dependencia de la dosis p <0,001 ** dependencia de la dosis p <0,007

Exposición a los rayos UV y formación de óxido nítrico a través de la óxido nítrico sintasa

Como se señaló anteriormente, la producción de grandes cantidades de óxido nítrico (NO) después de la inducción del gen de la NO sintasa inducible (iNOS) se ha implicado en la patogénesis de diversas enfermedades inflamatorias. Además, también se ha establecido que el NO producido en la piel por la NO sintasa se combina con el superóxido para formar peroxinitrilo, un oxidante altamente reactivo y mediador de la lesión tisular que se encuentra que altera la peroxidación lipídica en sí, oxida los antioxidantes solubles en lípidos y causa daño al ADN. Por lo tanto, los agentes que inhiben la actividad de iNOS y, en consecuencia, la producción de NO serían beneficiosos para contrarrestar los efectos adversos de la exposición a los rayos UV.

En consecuencia, se llevó a cabo una investigación para evaluar la eficacia de los compuestos según la presente enseñanza en comparación con compuestos que están estrechamente relacionados estructuralmente con los mismos para inhibir el producto NO. Específicamente, el Compuesto 1 se comparó con zingerona que tiene la estructura

En donde R3 es OH y R4 es OCH3. Los resultados se presentan en la Tabla 3 donde se ve que el Compuesto 1 es 2,5 veces más eficaz para reducir la actividad de iNOS que la zingerona.

Tabla 3: Reducción de la actividad de iNOS

Exposición a los rayos UV y formación de CPD:

Como se señaló anteriormente, entre los diversos tipos de daño al ADN inducido por la radiación UV, el más destacado es la formación de lesiones de dipirimidina, más especialmente los dímeros de ciclobutano-pirimidina (CPD), que se sabe que desempeñan un papel importante en la mutación del cáncer de piel.

Dada la importancia de los CPD en el envejecimiento y el daño de la piel, se llevó a cabo un estudio para determinar si los compuestos de la presente invención tienen la capacidad de proteger directamente el genoma de las células de la piel del efecto mutagénico de la luz UV, como lo demuestra la inhibición de los CPD. El estudio se realizó de acuerdo con el método descrito por Mitchell et. al. [Mitchell, DL, The relative cytotoxicity of (6-4) photoproducts and cyclobutane dimers in mammalian cells. Photochem Photobiol, 48(1 ):51 -57, 1988)] conforme al cual se determinó la formación de CPD inmediatas (iCPD) inducida por UVA y UVB. Los resultados de esta investigación se resumen en la Tabla 4.

Se llevó a cabo un segundo estudio, similar al primero, excepto que esta vez el análisis consistió en evaluar la eficacia, si la hubiera, de las arilalcanonas actualmente enseñadas para reducir la formación retardada de CPD (dCPD) inducida por los rayos UVA. Los resultados de este estudio se resumen en la Tabla 5.

Tabla 4: % de reducción en la formación de iCPD frente al control

‘ Concentración usada: 25 gg/ml; Concentración usada: 50 pg/ml

Tabla 5: % de reducción en la formación de dCPD frente al control

QPES y estrés fotooxidativo

Se llevó a cabo un estudio para determinar si las arilalcanonas de la presente invención tienen la capacidad de reducir el estrés fotooxidativo mediante el mecanismo físico de inactivación de estados fotoexcitados (QPES) bajo luz UV empleando el método de Wondarak et al. (J Invest Dermatol, 119:489, 2002). Brevemente, se irradiaron 100 ng (experimento 1) o 200 ng (experimento 2) de ADN superenrollado del bacteriófago RF $X-174 en presencia de 25 ng de albúmina sérica bovina glicada filtrada (20 mg/ml de BSA reaccionaron durante 3 semanas con 180 mg/ml de glucosa a 37 °C) en un volumen final de 100 pl. La irradiación se realizó en una placa de 96 pocillos sin tapa, con lámpara UVA (Ultra-lum UVA-28T a 6,4 mW/cm2) durante 2h, distribuyendo una energía total de 46 J. Después de la irradiación, se mezclaron 10 pl de la mezcla de reacción con 2 pl de tampón de carga, se resolvieron en gel de agarosa al 1 % (a 90 V durante 20 minutos) y se tiñeron con bromuro de etidio (0,5 ng/ml). La banda inferior (de migración más rápida) intacta (superenrollada) y la banda superior (de migración más lenta) dañada por los rayos UVA (desenrollada) se visualizaron usando un transiluminador Hoefer. Luego se procesaron fotografías de los geles usando ImageJ de NIH y se calculó la relación de bandas desenrolladas (dañadas) y superenrolladas (intactas) y se usó para evaluar la actividad protectora de los materiales de prueba. Los resultados se presentan en la Tabla 6.

Como se ve en la Tabla 6, tanto el Compuesto 1 como el Compuesto 7 redujeron significativamente el daño al ADN. Además, los resultados confirman un mecanismo de acción QPES, no un mecanismo antioxidante, ya que el Compuesto 7 no tiene OH fenólico.

Tabla 6. % de reducción en roturas de cadenas de ADN inducidas por albúmina UVA/AGE

Por separado, se evaluó un estudio de la capacidad de inactivación del oxígeno singlete del Compuesto 1 y del Compuesto 7. Los resultados se presentan en la Tabla 7.

Como se ve en la Tabla 7, tanto el Compuesto 1 como el Compuesto 7 demostraron una capacidad de inactivación significativa y comparable con buena certeza estadística (±10 % de error). Nuevamente estos resultados confirman que las arilalcanonas, especialmente el Compuesto 1 y el Compuesto 7 (que no contiene OH fenólico libre ni dobles enlaces no aromáticos) funcionan como inactivadores del oxígeno singlete y no como eliminadores como es el caso de los antioxidantes.

Tabla 7. Inactivación de oxígeno singlete

Exposición a los rayos UV y daño mitocondrial:

Nuevamente, como se señaló en los antecedentes, el ADN mitocondrial (ADNmt) es susceptible al daño endógeno y ambiental, pero carece de la cohorte completa de mecanismos de reparación del ADN nuclear, lo que amenaza la actividad mitocondrial. Se cree que la alteración de la polimerasa mitocondrial por el daño del ADNmt subraya el daño de la piel y, en consecuencia, muchas enfermedades humanas. En consecuencia, se realizó un estudio para determinar si los compuestos de la presente invención tienen la capacidad de proteger directamente las mitocondrias y las paredes celulares mitocondriales.

El estudio se realizó de acuerdo con los protocolos de Berridge et al, (MV Berridge y AS Tan, Characterization of the celular reduction of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT): subcellular localization, substrate dependence, and involvement of mitocondrial electron transportin MTT reduction, Arch. Biochem. Biophys, 303:474-482, 1993) y Voigt (W Voigt, Sulforhodamine B assay and chemosensitivity, Methods Mol Med, 110:39-48, 2005). El metabolismo celular se determina usando el ensayo de MTT para medir la actividad de las deshidrogenasas mitocondriales, tal como la succinato deshidrogenasa, que están implicadas en la cadena respiratoria de transporte de electrones en la mitocondria [MV Berridge & Tan Biochem Biophys, 303:474-482, 1993]. Además, las muestras se sometieron al ensayo Mitocondrial ToxGlo (Manual técnico de Promega, G8000 y G8001), que es un método de ensayo basado en células que se ha desarrollado para cuantificar la potencial disfunción mitocondrial como resultado de la exposición a xenobióticos, usando una química multiplexada de adición secuencial. Los resultados de estos estudios se resumen en las Tablas 8-10.

La Tabla 8 presenta el resultado en el efecto de la radiación UVA sobre el metabolismo celular 3 horas después de la irradiación. Como se indicó, el Compuesto 1 mejora el metabolismo celular, incluso a una concentración de uso muy baja. La Tabla 9 presenta el efecto de una preincubación de 24 horas en el daño mitocondrial inducido por rayos UVA medido por la producción de ATP en fibroblastos dérmicos humanos. Estos resultados demuestran que el Compuesto 1 revirtió casi por completo el daño del ATP, de nuevo, incluso a una concentración de uso muy baja. Finalmente, la Tabla 10 presenta el efecto de una preincubación de 24 horas sobre la alteración de la membrana plasmática inducida por rayos UVA en fibroblastos dérmicos humanos. Como se indicó, el Compuesto 1 revirtió casi por completo la alteración de la membrana plasmática, nuevamente a una concentración de uso muy baja. Estos estudios demuestran que las arilalcanonas tienen un efecto marcado y significativo en la prevención y/o reversión del daño al ADNmt inducido por radiación UV.

Tabla 8: Efecto de la irradiación UVA sobre el metabolismo celular

Tabla 9: Preincubación de 24 h en el daño mitocondrial inducido por UVA

Tabla 10: Alteración de la membrana plasmática inducida por rayos UVA en fibroblastos dérmicos humanos

Matriz extracelular y genes/proteínas dermoepidérmicas

Como se señala en los antecedentes, si bien la exposición a los rayos UV es un factor importante en el daño de la piel y el envejecimiento prematuro de la piel, el envejecimiento de la piel es una progresión natural que surge con mayor frecuencia o se correlaciona con cambios adversos o una creciente ineficiencia de ciertas expresiones genéticas que, a su vez, tienen un marcado efecto adverso sobre una serie de procesos y estructuras de la piel. Esto es particularmente cierto con respecto a la matriz extracelular y las uniones dermo-epidérmicas. De hecho, estas áreas han sido un foco clave de muchos esfuerzos a largo plazo para abordar el envejecimiento de la piel, particularmente mediante la manipulación y el control de genes.

A la luz de la eficacia de las arilalcanonas para abordar muchos de los procesos moleculares/biomoleculares dañados por la exposición a los rayos UV, se llevó a cabo un estudio para evaluar si estos compuestos también serían eficaces para abordar los síntomas asociados con el envejecimiento de la piel no inducido por los rayos UV, incluido el envejecimiento cronológico así como condiciones patológicas que asimismo afectan negativamente a los procesos de la piel. Los estudios realizados involucran micromatrices de ADN, matriz de PCR, cultivos celulares y actividad inhibidora de enzimas.

Sorprendentemente, como se muestra en la Tabla 11, se ha descubierto que las arilalcanonas seleccionadas según la presente enseñanza tienen un impacto marcado y beneficioso en la expresión genética relacionada con una serie de procesos y funciones de la piel, incluyendo la matriz extracelular y la matriz dermo-epidérmica. unión. De hecho, los resultados fueron de amplio espectro y afectaron beneficiosamente muchas expresiones de genes/proteínas, lo que sugiere que estos compuestos pueden ser un aditivo utópico en la lucha contra el envejecimiento de la piel.

Tabla 11: Perfil de expresión génica del compuesto 1

Colágenos 1, 3 y 4 que potencian la propiedad del compuesto 1

Siguiendo con lo anterior, se realizó un estudio centrado en los colágenos y la capacidad de las arilalcanonas presentes para manipular la producción e integridad del colágeno. A este respecto, cabe recordar que el envejecimiento de la piel se caracteriza predominantemente por una reducción de la cantidad de colágeno tipo 1, especialmente en la velocidad de su producción, y un aumento de su degradación y glicación que conduce a una fragmentación de las fibras de colágeno. La estimulación del colágeno tipo 1 se considera una actividad importante para la integridad mecánica del tejido de la piel.

En este estudio, se realizó una investigación en relación con la capacidad, si la hubiera, de las arilalcanonas para estimular la producción de proteínas de colágenos 1, 3 y 4. El estudio se realizó usando fibroblastos humanos de acuerdo con el método de J Dobak et al. (J Dobak, J Grzybowski, FT Liu, B Landon, M Dobke, 1, 25-Dihydroxyvitamin D3 increases collagen production in dermal fibroblasts, J Dermatol Sci 1994; 8:18-24, 1994). En este estudio, las células usadas eran fibroblastos dérmicos humanos (HDF), pase 12 (Cell Applications, San Diego, CA) que se sometieron a un tiempo de incubación de 6 días.

Los resultados presentados en la Tabla 12 demuestran una estimulación estadísticamente significativa de los tipos de colágeno 1, 3 y 4 por el Compuesto 1 sin una estimulación simultánea en la actividad metabólica y la proliferación celular. Específicamente, el Compuesto 1 parece estimular la producción de colágeno tipo 1, 3 y 4, especialmente cuando se estandariza al metabolismo celular general y al número de células, pero no logró estimular el metabolismo general y la proliferación de fibroblastos en el intervalo de concentración probado. Se usa MAP como control positivo: MAP es eficaz para provocar la proliferación celular en los niveles probados.

Tabla 12: Efecto potenciador del colágeno del Compuesto 1

Inhibición de MMP-1, MMP-3 y MMP-12 (elastasa)

Está bien establecido que las MMP son responsables de degradar proteínas clave de la matriz; por ejemplo, la enzima MMP-1 degrada los colágenos I, II, III, VII, VIII, X y la gelatina; La enzima MMP-3 degrada la fibronectina, la laminina, los colágenos III, IV, IX y X, y los proteoglicanos del cartílago y la enzima MMP-12 degrada la elastina, la fibronectina y el colágeno IV. En consecuencia, las MMP han sido otro objetivo de estudio para la manipulación génica, ya que encontrar inhibidores de las enzimas elastasa sería útil para prevenir la pérdida de elasticidad de la piel y, por tanto, la proliferación de la flacidez de la piel con la edad.

Se realizó otro estudio en el que se evaluó la actividad de la elastina y la MMP del Compuesto 1. La metodología para el estudio de la actividad de MMP-1 y MMP-3 fue la siguiente:

Se disolvió una muestra de 0,1 g del Compuesto 1 en 1 ml de DMSO, luego se diluyó 100x con tampón Tris (Tris 50 mM, pH 7,5, NaCl 150 mM, CaCl22 mM, 5 g de ZnSO4, 0,01 % de Brij-35) para preparar una disolución madre. Para el análisis, se usaron diferentes concentraciones del Compuesto 1 para determinar la IC50. La muestra y 100 ng/ml de enzima MMP-1 (Anaspec) o enzima MMP-3 (Anaspec) se incubaron a 37 °C durante 10 minutos antes de la adición de sustrato PEPDAB0082,25 gM (Biozyme). La señal de fluorescencia se monitorizó con una excitación de 485 nm y una emisión de 530 nm.

La metodología para el estudio de la actividad de MMP-12 fue la siguiente:

Una muestra de 0,1 g de Compuesto 1 se disolvió en 1 ml de DMSO, luego se diluyó 100x con ciclodextrina metilada aleatoriamente al 1,4 % en tampón Tris (Tris 50 mM, pH 7,5, NaCl 150 mM, CaCl22 mM, 5 g de ZnSO4, 0,01 % de Brij-35) para preparar una disolución madre. Para el análisis, se usaron diferentes concentraciones del Compuesto 1 para determinar la IC50. En el pocillo: se mezclaron sustrato 0,2 mM, 0,25 gg/ml de enzima y muestra y se leyeron según la referencia (TSA Thring et al., BMC Complementary and Alternate Medicine, 9, 27, 2009; https://doi.org/10.1186/1472-6882-9-27).

Los resultados se presentan en la Tabla 13. Como se muestra, la arilalcanona, Compuesto 1, produjo una inhibición significativa de MMP-1, MMP-3 y MMP-12 - nuevamente, demostrando el sorprendente y amplio espectro antienvejecimiento, rejuvenecimiento de la piel y actividad beneficiosa del Compuesto 1. Aunque no se muestra en la Tabla 13, el estudio también encontró que el Compuesto 1 sobrerregula el gen de la elastina: por lo tanto, no sólo inhibe la destrucción sino que mejora la integridad de la piel.

Tabla 13: Inhibición de MMP-1, MMP-3 y MMP-12 (elastasa)

Validación clínica de la protección de la piel - eritema

El eritema es el signo clínico más obvio de exposición a la radiación UV y se vuelve fácilmente evidente en el periodo de 6 horas o menos de la exposición a los rayos UV y es máximo aproximadamente a las 24 horas [LL Hruza y AP Pentland, Mechanisms of UV-induced inflammation, J Invest Dermatol 1993; 100(1):35S-41S]. Se cree que la prostaglandina E2 (PGE2) dependiente de COX es uno de los mediadores del eritema inducido por UVR. La fosfolipasa A2 (PLA2), cuya síntesis se produce sólo cuando la piel se expone a dosis de rayos UV suficientes para causar eritema, se considera una etapa limitante en la generación de leucotrienos y prostaglandinas. Por lo tanto, los dos están entrelazados en lo que respecta al eritema y su impacto sobre ello. Como se señaló en los antecedentes, ahora se ha establecido al óxido nítrico (NO) como un contribuyente a la respuesta del eritema por rayos UV. A la luz de los resultados anteriores, especialmente con respecto a la actividad de iNOS, se realizó un estudio clínico para evaluar la propiedad de protección de la piel del Compuesto 1 frente al eritema. También se ha implicado que la formación de CPD causa eritema.

Para los fines de este estudio, se prepararon tres composiciones tópicas sin protector solar, una con un nivel bajo (0,5 % en peso) y otra con un nivel alto (2,0 % en peso) de Compuesto 1 y un control sin Compuesto 1. Las formulaciones de las dos composiciones tópicas que contienen el Compuesto 1 se presentan en la Tabla 14: el control simplemente empleó un poco más de agua en lugar del Compuesto 1. La composición de prueba se preparó combinando los ingredientes de la fase A1 y luego dispersando los ingredientes de la fase A2 uno por uno en la fase A1 mientras se agita y se calienta a 75 °C. Los ingredientes de la fase B se combinaron y se calentaron a 75 °C después de lo cual se añade la fase B a la fase A con buena mezcla. Luego se homogeneiza la mezcla a velocidad moderada durante 3 5 min. Luego se enfría la mezcla a 40 °C con agitación con propulsión hasta que la mezcla sea completamente homogénea. Después, se añade la fase C a la mezcla mientras se continúa mezclando.

Catorce voluntarios humanos participaron en este estudio en el que se aplicó una fina capa de cada una de las formulaciones dos veces al día durante siete días en áreas separadas de la espalda del voluntario. Luego, las áreas tratadas se expusieron a luz UV para inducir eritema (dosis baja y alta). Se aplicó 2xMED (dosis eritematosa mínima) después de 7 días de aplicación del producto. Dosis baja significa enrojecimiento de la piel apenas visible y dosis alta significa enrojecimiento de la piel claramente visible que se logra aplicando una exposición a los rayos UV un 25 % mayor que la dosis baja. Para cuantificar el efecto, se determinaron los valores promedio de L, a e ITA (ángulo de tipología individual) para cada uno de los sitios de prueba antes de la irradiación/exposición a los rayos UV ("Pre-Irr") y después de la irradiación/exposición a los rayos UV ("Post-Irr").

Tabla 14 - Formulación de la loción protectora del estudio clínico

La Tabla 15 presenta los resultados obtenidos en este estudio clínico. Como se desprende de los resultados, está claro que el Compuesto 1, incluso en concentraciones bajas, demostró una marcada reducción en la manifestación del eritema, como lo demuestra la diferencia significativa en el delta o cambio en los valores de a* e ITA0 en aquellas áreas que fueron tratadas con las lociones que contienen el Compuesto 1 en comparación con las áreas de control.

Tabla 15 - % de reducción en el valor de a* e ITA0

Formulaciones prácticas para el consumidor

Como se describe, las arilalcanonas se pueden formular en vehículos para la aplicación de la arilalcanona o en otras composiciones y productos tópicos para uso periódico, especialmente diario. La Tabla 16 presenta la formulación de una composición en aerosol de protección solar transparente de amplio espectro que tiene un SPF de al menos 50. Esta composición de protección solar se prepara preparando una premezcla de la fase B y calentándola a 75 °C con agitación hasta que la mezcla está completamente libre de sólidos. Al mismo tiempo, se preparan premezclas de los ingredientes de la fase A y la fase C. Después, se añaden la fase A y la fase C a la fase B a 50 °C mientras se continúa mezclando.

Tabla 16. Aerosol protector solar transparente de amplio espectro

La Tabla 17 presenta la formulación de una composición de aceite de protección solar hidratante de amplio espectro que tiene un SPF de al menos 30. Esta composición de protección solar hidratante se prepara preparando una premezcla de la fase B y calentándola a 75 °C con agitación hasta que la mezcla está completamente libre de sólidos. Al mismo tiempo, se preparan premezclas de los ingredientes de la fase A y la fase C. A continuación, se añaden la fase A y la fase C a la fase B hasta conseguir una mezcla uniforme.

La Tabla 18 presenta la formulación de una composición de loción de protección solar de amplio espectro que tiene un SPF de al menos 45. Esta composición de protección solar se prepara combinando los ingredientes de la fase A1; luego dispersando la fase A2 en A1 mientras se agita y se calienta la mezcla a 75 °C. Por separado, se combinan los ingredientes de la fase B y se calientan a 75 °C. Luego se añade la fase B a la fase A1/A2 combinada con buena mezcla. Luego se homogeneiza la mezcla a velocidad moderada durante 3-5 min mientras se añade la fase C (ajustar el pH a 5,5-6,0). Enfriar el lote a 40 °C con agitación con propulsión hasta que la mezcla sea homogénea. Luego se añade esta mezcla a la fase D y se continúa mezclando.

Tabla 17 Aceite de protección solar hidratante de amplio espectro

La Tabla 19 presenta la formulación de un producto antienvejecimiento para uso diario. Además de la presencia de la arilalcanona, Compuesto 1, esta formulación también incluye bakuchiol como un coactivo/sinergista para retrasar y/o revertir los efectos y la manifestación del envejecimiento de la piel. Esta composición se prepara combinando los ingredientes de la fase A1 y luego dispersando en ella los ingredientes de la fase A2 uno por uno mientras se agita y se calienta a 75 °C. Por separado, los ingredientes de la fase B se combinan y se calientan a 75 °C, después de lo cual se añade la fase B a la fase A1/A2 combinada con buena mezcla. Luego se homogeneiza la mezcla a velocidad moderada durante 3-5 min mientras se añade la fase C y, según sea necesario, se ajusta el pH a 5,5-6,0. Luego se deja enfriar la mezcla mientras se añade la fase D. Una vez que la mezcla se enfría a 40 °C, se añaden las fases E y F y la mezcla se mezcla con agitación por propulsión hasta que la mezcla sea homogénea.

Tabla 18 Loción de protección solar de amplio espectro*

Tabla 19 Crema de día antienvejecimiento

La Tabla 20 presenta una formulación para proteger la piel contra la contaminación del aire para uso diario. Además de la presencia de la arilalcanona, Compuesto 1, esta formulación también incluye protectores de barrera, a saber, dicaprilato de isosorbida y disunflowerseedate de isosorbida como coactivo/sinergista para proteger la piel contra el ataque de los contaminantes del aire. Esta composición se prepara combinando la fase 1 y luego dispersando la fase A2 en la fase A1 mientras se agita y calienta la fase A a 75 °C. Los ingredientes de la fase B luego se combinan y se calientan a 75 °C. La fase B se añade a la fase A con buena mezcla. A continuación se homogeneiza la mezcla a alta velocidad durante 5 min. Se deja enfriar el lote hasta 40 °C y luego se añaden lentamente las fases C y D con agitación suave hasta que la mezcla sea homogénea.

Tabla 20 Crema rica en protección de barrera contra la contaminación del aire

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición tópica para el uso en el tratamiento o prevención o reversión del daño de la piel que comprende una cantidad eficaz de una o más arilalcanonas que tienen la estructura

en donde R1, R2, R3, R4 y R5 que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono; y R6 es COCH3 o CO2R7 en donde R7 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono en un vehículo dermatológicamente aceptable.
2. La composición tópica para el uso según la reivindicación 1, en donde R1, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 4 átomos de carbono.
3. La composición tópica para el uso según la reivindicación 1, en donde la arilalcanona tiene la fórmula
4. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cantidad de arilalcanona presente en la composición es de 0,01 a 20 por ciento en peso basado en el peso de la composición.
5. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cantidad de arilalcanona presente en la composición es de 0,1 a 10 por ciento en peso basado en el peso de la composición.
6. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la arilalcanona es acetil zingerona.
7. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la composición está en forma de suspensión, loción, gel, aerosol o pulverizador.
8. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la composición está en forma de crema o emulsión.
9. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el daño de la piel se debe a la exposición a los rayos UV y/o a la contaminación del aire.
10. Una composición tópica para el tratamiento de la piel en forma de crema o emulsión que comprende una cantidad eficaz de al menos una arilalcanona que tiene la estructura

en donde R1, R2, R3, R4 y R5 que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 8 átomos de carbono; y R6 es COCH3 o CO2R7 en donde R7 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono en un vehículo formador de crema o emulsión dermatológicamente aceptable.
11. La composición según la reivindicación 10, en donde R1, R2, R3, R4 y R5, que pueden ser iguales o diferentes, son independientemente H, OH, alquilo o alcoxi, en donde los grupos alquilo o alcoxi son lineales o ramificados y tienen de 1 a 4 átomos de carbono.
12. La composición según la reivindicación 10, en donde la arilalcanona tiene la fórmula
13. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la arilalcanona está presente en la composición en una cantidad de 0,01 a 20 por ciento en peso basado en el peso de la composición.
14. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la cantidad de arilalcanona presente en la composición es de 0,1 a 10 por ciento en peso basado en el peso de la composición.
15. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en donde la arilalcanona es acetil zingerona.
16. La composición tópica para el uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la arilalcanona es: un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H y R4 es un grupo alquilo o alcoxi de 1 a 4 átomos de carbono y R6 es COCH3 o CO2C2H5; un compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3 o CO2C2H5; un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H; R4 es OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3 o CO2C2H5; y un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H; R4 y R3 son alcoxi, que puede ser el mismo alcoxi o uno diferente; y R6 es COCH3 o CO2C2H5. el compuesto en donde R1, R2 y R5 es H; R3 es OH, R4 es OCH3; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1, R2 y R5 es H; R3 es OH; R4 es OCH3; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OH; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OCH3; y R6 es CO2C2H5; o el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OCH3 y R6 es COCH3.
17. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en donde la arilalcanona es: un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H y R4 es un grupo alquilo o alcoxi de 1 a 4 átomos de carbono y R6 es COCH3 o CO2C2H5; un compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3 o CO2C2H5; un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H; R4 es OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3 o CO2C2H5; y un compuesto en donde R1, R2 y R5 son H; R4 y R3 son alcoxi, que puede ser el mismo alcoxi o uno diferente; y R6 es COCH3 o CO2C2H5. el compuesto en donde R1, R2 y R5 es H; R3 es OH, R4 es OCH3; y R6 es COCH3; el compuesto en donde Ri, R2 y R5 es H; R3 es OH; R4 es OCH3; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OH; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2 y R4 son OCH3; R3 es OH; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es COCH3; el compuesto en donde R1 y R5 son H; R2, R3 y R4 son OCH3; y R6 es CO2C2H5; el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 es OCH3; y R6 es CO2C2H5; o el compuesto en donde R1, R2, R4 y R5 son H; R3 son OCH y R6 es COCH3.