Olive leaf-derived PPAR agonist complex induces collagen IV synthesis in human skin models

Int J Cosmet Sci. 2021 Dec;43(6):662-676. doi: 10.1111/ics.12742. Epub 2021 Nov 4.

Abstract

Introduction: Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) agonists are known to modulate the synthesis of dermal lipids and proteins including collagens. Olive (Olea europaea) leaves have been reported to contain PPAR-binding ligands. Collagen IV, a major dermal-epidermal junction (DEJ) protein, degrades with both age and disease. Here, we report the formulation of a novel multi-ligand complex, Linefade, and its effects on collagen IV synthesis.

Methods: Linefade prepared from the leaves of Olea europaea contains 2% w/w plant extract solids dissolved in a mixture of glyceryl monoricinoleate and dimethyl isosorbide. In silico docking was performed with PPAR-α (PDB ID: 2P54). Linefade was evaluated for PPAR-α-dependent transcription in a luciferase reporter assay system. Cell viability and collagen IV levels in human dermal fibroblast cultures were measured using the MTT method and ELISA assay, respectively. Transcriptome analysis was conducted on a full-thickness reconstituted human skin (EpiDermFT) model. Ex vivo cell viability and collagen IV immunostaining were performed on human skin explants.

Results: In silico docking model of the major constituents (oleanolic acid and glyceryl monoricinoleate) produced a co-binding affinity of -6.7 Kcal/mole. Linefade significantly increased PPAR-α transcriptional activity in CHO cells and collagen IV synthesis in adult human dermal fibroblasts. Transcriptome analysis revealed that 1% Linefade modulated the expression of 280 genes with some related to epidermal differentiation, DEJ, PPAR, Nrf2 and retinoid pathways. An ex vivo human explant study showed that 1% Linefade, delivered via a triglycerides excipient, increased collagen IV levels along the dermal-epidermal junction by 52%.

Conclusion: In silico modelling and in vitro and ex vivo analyses confirmed Linefade-mediated activation of PPAR-α and stimulation of collagen IV synthesis.

Introduction: Les agonistes du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPAR) sont connus pour moduler la synthèse des lipides cutanés et des protéines du derme, y compris des collagènes. Il a été signalé que les feuilles d'olivier (Olea europaea) contiennent des ligands de liaison aux PPAR. Le collagène IV, une protéine majeure de la jonction dermo-épidermique (DEJ), se dégrade avec l'âge et la maladie. Nous rapportons ici la formulation d'un nouveau complexe multi ligand, Linefade, et ses effets sur la synthèse du collagène IV. MÉTHODES: Le complexe Linefade préparé à partir des feuilles d'Olea europaea contient 2 % p/p de solides d'extraits végétaux dissous dans un mélange de monoricinoléate de glycéryle et d'isosorbide de diméthyle. Un docking in silico a été réalisé avec PPAR-α (PDB ID : 2P54). Linefade a été évalué pour la transcription dépendante du PPAR-α dans un système de test rapporteur à la luciférase. La viabilité cellulaire et les niveaux de collagène IV dans les cultures de fibroblastes dermiques humains ont été respectivement mesurés en utilisant la méthode MTT et le test ELISA. L'analyse du transcriptome a été réalisée sur un modèle de peau humaine reconstitué sur toute son épaisseur (EpiDermFT). La viabilité cellulaire ex vivo et l'immunomarquage du collagène IV ont été réalisés sur des explants de peau humaine. RÉSULTATS: Le modèle de docking in silico des principaux constituants (acide oléanolique et monoricinoléate de glycéryle) a produit une affinité de liaison conjointe de -6,7 Kcal/mole. Linefade a augmenté de manière significative l'activité transcriptionnelle du PPAR-α dans les cellules CHO et la synthèse du collagène IV dans les fibroblastes dermiques humains chez les personnes adultes. L'analyse du transcriptome a révélé que 1% de Linefade modulait l'expression de 280 gènes dont certains étaient liés à la différenciation épidermique, à la DEJ, au PPAR, à la voie Nrf2 et aux voies rétinoïdes. Une étude ex vivo sur des explants humains a montré que 1% de Linefade, délivré via un excipient de triglycérides, augmentait de 52% les niveaux de collagène IV le long de la jonction dermo-épidermique.

Conclusion: La modélisation in silico et les analyses in vitro et ex vivo ont confirmé l'activation du PPAR-- α et la stimulation de la synthèse du collagène IV par Linefade.

Keywords: cell culture; collagen IV; computer modelling; dermal-epidermal junction; olive leaf extract; skin barrier.

MeSH terms

  • Adult
  • Cells, Cultured
  • Collagen Type IV / drug effects*
  • Female
  • Fibroblasts / drug effects
  • Humans
  • Olea*
  • PPAR alpha / antagonists & inhibitors*
  • Plant Extracts / pharmacology*
  • Plant Leaves
  • Skin / drug effects*

Substances

  • Collagen Type IV
  • PPAR alpha
  • Plant Extracts