Conception et mise à l'échelle d'un procédé enzymatique pour produire des oligosaccharides bioactifs à partir d'ulvane, un polysaccharide extrait d'algues vertes – ULVOLIGO

Ce projet porte sur la conception et la mise à l'échelle d'un procédé enzymatique de production d'oligoulvanes à partir d'ulvanes, polysaccharides carboxylés et sulfatés extraits de la paroi d'algues vertes. Les ulvanes et les oligoulvanes présentent plusieurs propriétés biologiques d'intérêt pour le secteur de la cosmétique cutanée. Notre premier objectif est de produire à échelle semi-industrielle une enzyme à partir d'une souche de bactérie marine à activité ulvanolytique. L'enzyme produite sera isolée, purifiée et caractérisée. Une attention particulière sera portée sur la compréhension de l'activité ulvanolytique ainsi que sur les effets du substrat, de la température, du pH et des sels sur la cinétique de production des oligosaccharides. La production d'oligosaccharides sera menée jusqu'à l'échelle semi-industrielle (lots de 50 kg). Deux grandes catégories d'ingrédients seront ciblées : des oligosaccharides de degré de polymérisation élevé (50 à 70) pour action de surface, et des oligosaccharides de DP faible (9 à 11) capables de pénétrer les couches superficielles de l'épiderme. Une gamme d'oligosaccharides fortement purifiés par chromatographie sera aussi préparée. Les formulations cosmétiques contenant les oligoulvanes seront testées en termes de stabilité, de cytotoxicité et d'activité sur des fibroplastes dermiques cultivés in vitro. On s'intéressera particulièrement à l'effet des oligoulvanes sur l'élastine et sur la synthèse de collagène et d'acide hyaluronique.//Les enzymes ulvanolytiques et le schéma de biodégradation des ulvanes sont assez bien documentés. Cependant, aucune enzyme ulvanolytique n'est disponible commercialement. Nous nous proposons de pallier à ce manque en extrapolant des acquis que nous avions jusqu'ici réservés au seul domaine de l'étude structurale des ulvanes.

Au delà de la dégradation de polysaccharides d'origine marine, notre travail pourrait être valorisé pour la production d'oligosaccharides à partir d'acide polyglucuronique ou de cellulose oxydée.

Les oligosaccharides d'origine marine sont des actifs très novateurs dans le domaine cosmétique. A notre connaissance, seuls des oligoalginates sont disponibles sur le marché sous le nom de marque "Phycosaccharide".

Malgré de multiples activités biologiques d'intérêt pour des applications cosmétiques, les oligoulvanes n'ont encore jamais été produits à échelle industrielle ni introduits sur le marché en tant qu'ingrédients actifs. //Le CEVA (Centre d'Etude et de Valorisation des Algues) est une société d'économie mixte locale et un centre de transfert de technologie dédié à la conception de produits et de procédés à base de végétaux marins. Son laboratoire et son hall pilote comprennent tous les équipements nécessaires au développement d'actifs d'origine marine (protéines, polyphénols, polysaccharides, oligosaccharides).

L'équipe "Structure des Polysaccharides Marins" de la Station de Biologie Marine du CNRS est un acteur reconnu dans le domaine de la caractérisation structurale des polysaccharides et de la production d'oligosaccharides par bioingéniérie enzymatique.

La société Bioeurope (groupe SOLABIA) est un leader dans le domaine des actifs cosmétiques d'origine végétale. Son portefeuille de produits comprend de nombreux oligosaccharides d'origine végétale ou bactérienne. //1) Extraction et caractérisation des ulvanes
- extraction et purification à l'échelle pilote
- analyses de composition et de structure
- évaluation technico-économique du procédé d'extraction

2) sélection et production du catalyseur enzymatique
- culture des souches à l'échelle labo
- purification et caractérisation des ulvanes lyases
- mise à l'échelle de la fermentation
- évaluation technico-économique du procédé de production du catalyseur enzymatique

3) définition du procédé enzymatique et extrapolation jusqu'à la production pilote d'oligo ulvanes
- conception du procédé, avec choix de technologies alternatives
- validation du procédé par production de prototypes
- évaluation technico-économique du procédé de production d'oligoulvanes

4) caractérisation structurale des mélanges d'oligomères produits. Préparation de standards de taille homogène par chromatographie préparative.

5) Tests d'application cosmétique. Etablissement des relations structure / propriétés. Evaluation technico-économique liée à la performance d'application du produit

6) Dépôt de brevets. Publications scientifiques.//L'accès à des oligoulvanes grâce à des enzymes extraites d'une bactérie marine (UMV-T) est décrite dans 2 publications scientifiques du groupe de Marc Lahaye (INRA Nantes). Il n'existe cependant pas de brevet de procédé ni de brevet d'application de ces oligosaccharides dans le domaine des cosmétiques.

Des échanges préliminaires sur la question de la propriété intellectuelle ont eu lieu entre les 3 partenaires, qui ont convenu ce qui suit :
- La propriété intellectuelle sur le procédé biotechnologique permettant d'accéder aux oligo ulvanes sera détenue à parts égales par le CEVA et le CNRS.
- Les résultats concernant les formulations et les applications cosmétiques seront détenus par Bioeurope/Solabia.
- Solabia aura une option exclusive sur l'acquisition d'une licence lui permettant d'exploiter le procédé CEVA/CNRS
Un accord de consortium sera formalisé dès le 1er mois du projet.