Objective: Recent research has shown that significant levels of cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) in DNA continue to form in melanocytes for several hours in the dark after exposure to ultraviolet radiation (UVR) ends. We document the utility of a new multifunctional ingredient, 3-(4-hydroxy, 3-methoxybenzyl)-pentane-2,4-dione (INCI acetyl zingerone (AZ)), to protect melanocytes against CPD formation after UVR exposure ends.
Methods: The use of AZ as an intervention to reduce CPD formation after irradiation was assessed in vitro by comparing kinetic profiles of CPD formation for several hours after irradiation in cells that were untreated or treated with AZ immediately after irradiation. Multifunctional performance of AZ as an antioxidant, quencher and scavenger was established using industry-standard in vitro chemical assays, and then, its efficacy in a more biological assay was confirmed by its in vitro ability to reduce intracellular levels of reactive oxygen species (ROS) in keratinocytes exposed to UVA radiation. Molecular photostability was assessed in solution during exposure to solar-simulated UVR and compared with the conventional antioxidant α-tocopherol.
Results: Even when added immediately after irradiation, AZ significantly inhibited ongoing formation of CPDs in melanocytes after exposure to UVA. Incubation with AZ before irradiation decreased intracellular levels of UVA-induced ROS formation in keratinocytes. Compared with α-tocopherol, the molecular structure of AZ endows it with significantly better photostability and efficacy to neutralize free radicals (∙OH, ∙OOH), physically quench singlet oxygen (1 O2 ) and scavenge peroxynitrite (ONOO- ).
Conclusion: These results designate AZ as a new type of multifunctional ingredient with strong potential to extend photoprotection of traditional sunscreens and daily skincare products over the first few hours after sun exposure ends.
Objectif: Une étude récente a montré que des taux significatifs de dimères cyclobutyliques de pyrimidine (Cyclobutane Pyrimidine Dimers, CPD) dans l’ADN continuaient à se former dans les mélanocytes pendant plusieurs heures, dans l’obscurité, après que leur exposition aux radiations ultraviolettes (UV) ait pris fin. Nous documentons l’utilité d’un nouvel ingrédient multifonctionnel, le 3-(4-hydroxy, 3- méthoxybenzyle)-pentane-2,4-dione (INCI acétyle zingérone (AZ)), pour protéger les mélanocytes contre la formation de CPD une fois l’exposition aux rayonnements UV terminée. MÉTHODES: L’utilisation d’AZ en tant qu’intervention pour réduire la formation de CPD après exposition aux ultraviolets a été évaluée in vitro en comparant les profils cinétiques de la formation de CPD pendant plusieurs heures après irradiation dans des cellules non traitées et dans des cellules traitées à l’AZ immédiatement après exposition. La performance multifonctionnelle de l’AZ comme agent antioxydant, absorbant et éliminateur a été établie à l’aide de dosages chimiques in vitro standard pour l’industrie, après quoi son efficacité à un dosage plus biologique a été confirmée par sa capacité in vitro à réduire les taux intracellulaires d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les kératinocytes exposés au rayonnement UV. La photostabilité moléculaire a été évaluée en solution pendant l’exposition UV simulée de rayonnements solaire et par rapport au traitement antioxydant conventionnel α-tocophérol. RÉSULTATS: Même lorsqu’il a été ajouté immédiatement après exposition, l’AZ a inhibé la formation continue de CPD dans les mélanocytes après l’exposition aux UV et ce de façon significative. Une incubation avec de l’AZ avant exposition a entraîné une diminution des taux intracellulaires de formation des ROS, induits par le rayonnement UV, dans les kératinocytes. Par rapport au α-tocophérol, la structure moléculaire de l’AZ lui confère une photostabilité significativement meilleure ainsi qu’une plus grande efficacité pour neutraliser les radicaux libres (∙OH, ∙OOH), absorber physiquement l’oxygène singulet (1 O2 ) et éliminer le peroxynitrite (ONOO- ).
Conclusion: Ces résultats montrent que l’AZ, considéré comme un ingrédient multifonctionnel d’un type nouveau, jouit d’un fort potentiel de prolongation de l’effet photoprotecteur des écrans solaires traditionnels et des produits de soins de la peau pendant quelques heures après la fin de l’exposition au soleil.
Keywords: Acetyl zingerone; antioxidant; dark cyclobutane pyrimidine dimers (dark-CPDs); quencher; scavenger; ultraviolet radiation (UVR).
© 2019 The Authors. International Journal of Cosmetic Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Cosmetic Scientists and Société Française de Cosmétologie.