Introduction: We report on the in vitro and ex vivo effects of chiral (R)-10-hydroxystearic acid (10-HSA) compared with other mono-hydroxystearic acid regioisomers and stearic acid (SA) together with its benefit when combined with retinol.
Methods: Following treatment with hydroxystearic acids peroxisomal proliferator-activated receptor alpha (PPARα) activity was determined in a luciferase reporter gene assay, collagen type I was assessed in primary human dermal fibroblasts by immunohistochemistry, modification of the intracellular fibroblast collagen proteome was studied by mass-spectrometry-based proteomics and collagen type III was assessed by immunohistochemistry on human ex vivo skin.
Results: 10-HSA was the most effective PPARα agonist (15.7× induction; p < 0.001), followed by 9-HSA (10.1× induction) and then 12-HSA (4.9× induction) with 17-HSA (1.7× induction) being similar to the effects of stearic acid (1.8× induction). Collagen type I levels were increased in primary human fibroblasts by 2.12× and 1.56× for 10-HSA and 9-HSA, respectively, in vitro with the10-HSA being significant (p < 0.05), whereas 12-HSA and SA had no statistical effect over the untreated control. 10-HSA and 12-HSA modified the intracellular fibroblast collagen proteome slightly with significant increases in collagen alpha-1 (VI) and alpha-3 (VI) proteins but only 10-HSA increased levels of collagen alpha-2 (V), alpha-1 (III), alpha-1 (I) and alpha-2 (I) (all p < 0.05) with the increases being significantly different between 10-HSA and 12-HSA for collagen alpha-1 (I), collagen-3 (VI) and collagen alpha-2 (I) (p < 0.01). Collagen type III in ex vivo skin was increased +47% (p < 0.05) by 0.05% (1.7 mM) retinol, +70% (p < 0.01) by 0.01% (0.33 mM) 10-HSA and the combination increased levels by +240% (p < 0.01 for either ingredient).
Conclusion: Chiral (R)-10-HSA has been shown to be superior to 9, 12 and 17-HSA as a PPARα agonist. Moreover, 10-HSA stimulated collagen synthesis in monolayer fibroblast culture as assessed by proteomics and immunohistochemically. Furthermore, we also show the synergistic effects of 10-HSA with retinol on collagen III synthesis in skin explants. These results further highlight the efficacy of 10-HSA as a cosmetically acceptable PPARα agonist and anti-ageing ingredient.
Introduction: Nous rapportons les effets in vitro et ex vivo de l'acide chiral (R)-10-hydroxystéarique (10-HSA) par rapport à d'autres régioisomères d'acide mono-hydroxystéarique et à l'acide stéarique (SA) ainsi que ses avantages lorsqu'il est associé au rétinol. MÉTHODES: Après un traitement avec des acides hydroxystéariques, l'activité du récepteur alpha activé par les proliférateurs peroxysomaux (PPARα) a été déterminée dans un test du gène rapporteur de la luciférase, le collagène de type I a été évalué dans les fibroblastes dermiques humains primaires par immunohistochimie, la modification du protéome du collagène des fibroblastes intracellulaires a été étudiée par spectrométrie de masse. La protéomique et le collagène de type III ont été évalués par immunohistochimie sur la peau humaine ex vivo. RÉSULTATS: la 10-HSA était l'agoniste PPARα le plus efficace (induction 15,7X ; p<0,001), suivi de la 9-HSA (induction 10,1X) puis de la 12-HSA (induction 4,9X) avec la 17-HSA (induction 1,7X) étant similaire aux effets de l'acide stéarique (induction 1,8X). Les niveaux de collagène de type I ont été augmentés dans les fibroblastes humains primaires de 2,12X et 1,56X pour la 10-HSA et la 9-HSA respectivement in vitro, la 10-HSA étant significative (p<0,05) : alors que la 12-HSA et la SA n'ont eu aucun effet statistique sur le témoin non traité. La 10-HSA et la 12-HSA ont légèrement modifié le protéome du collagène des fibroblastes intracellulaires avec des augmentations significatives des protéines de collagène alpha-1 (VI) et alpha-3 (VI), mais seule la 10-HSA a augmenté les niveaux de collagène alpha-2 (V), alpha -1 (III), alpha-1 (I) et alpha-2 (I) (tous p<0,05) avec des augmentations significativement différentes entre 10-HSA et 12-HSA pour le collagène alpha-1 (I), le collagène- 3 (VI) et Collagène alpha-2 (I) (p<0,01). Le collagène de type III dans la peau ex vivo a augmenté de +47 % (p<0,05) de 0,05 % (1,7 mM) de rétinol, de +70 % (p<0,01) de 0,01 % (0,33 mM) de 10-HSA et la combinaison a augmenté les niveaux de +240 % (p<0,01 pour chaque ingrédient).
Conclusion: La chiral (R)-10-HSA s'est avérée supérieure à 9, 12 et 17-HSA en tant qu'agoniste de PPARα. De plus, la 10-HSA a stimulé la synthèse de collagène dans la culture de fibroblastes monocouche telle qu'évaluée par protéomique et immunohistochimique. De plus, nous montrons également les effets synergiques de la 10-HSA avec le rétinol sur la synthèse du collagène III dans les explants de peau. Ces résultats soulignent en outre l'efficacité de la 10-HSA en tant qu'agoniste de PPARα et ingrédient anti-âge cosmétiquement acceptable.
Keywords: PPAR; collagen; hydroxystearic acid; proteomics; skin physiology/structure.
© 2021 Society of Cosmetic Scientists and Societe Francaise de Cosmetologie.