การเพาะเลี้ยงเซลล์พืชเป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่สำหรับการผลิตส่วนผสมเครื่องสำอางที่ใช้งานได้

ติดต่อ: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 อีเมล:audrey.hu@wecistanche.com

Vasil Georgiev1,2Anton Slavov2Ivelina Vasileva2Atanas Pavlov1,3 วาซิล

พืชเป็นแหล่งสำคัญของส่วนผสมเครื่องสำอางที่ใช้งานอยู่เสมอมาโดยมีผลดีต่อสุขภาพของมนุษย์เช่นการต่อต้านริ้วรอยสารต้านอนุมูลอิสระต้านการอักเสบป้องกันรังสียูวีป้องกันมะเร็งต่อต้านริ้วรอยปลอบประโลมผิวไวท์เทนนิ่งให้ความชุ่มชื่น เป็นต้น สารสกัดจากสมุนไพร กลิ่นหอม และ/หรือยาพืชมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นส่วนผสมออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพในเวชสำอางหรือ nutricosmetics โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์สำหรับทาเฉพาะที่และสูตรการดูแลผิว อย่างไรก็ตาม ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา มีความสนใจเพิ่มขึ้นในส่วนผสมเครื่องสำอางที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์พืช เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติคุณภาพสูง "รุ่นใหม่" ซึ่งผลิตโดยวิธีเทคโนโลยีชีวภาพแผนปัจจุบันซึ่งมักจะแสดงกิจกรรมที่แข็งแกร่งกว่าสารสกัดจากพืชที่ได้จากวิธีคลาสสิก ในการทบทวนนี้ ข้อดีและความก้าวหน้าในปัจจุบันของเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชสำหรับการผลิตส่วนผสมเครื่องสำอางออกฤทธิ์ได้รับการสรุปและอภิปรายในรายละเอียดภายในกรณีศึกษาที่นำเสนอสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์เซลล์ต้นกำเนิดจากดาวเรือง

คำสำคัญ:Calendula officinalis L. /เวชสำอาง/ Nutricosmetics / เซลล์พืช / สเต็มเซลล์พืช /โพลีแซ็กคาไรด์/ เนื้อเยื่อและวัฒนธรรมอวัยวะ

cistanche——พืชบำรุงธรรมชาติ

1. บทนำ

พืชเป็นแหล่งสารประกอบธรรมชาติที่เก่าแก่ที่สุดที่มีคุณสมบัติทางยาและเครื่องสำอางที่มนุษย์สำรวจ แม้กระทั่งในปัจจุบัน ระหว่าง 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของผู้คนทั่วโลกพึ่งพายาสมุนไพรแผนโบราณเพื่อให้ครอบคลุมความต้องการด้านการรักษาพยาบาลขั้นพื้นฐาน [1] อันที่จริง 11 เปอร์เซ็นต์ของยาจำเป็นที่มีอยู่ซึ่งใช้ในยารักษาโรคของมนุษย์สมัยใหม่ยังคงมาจากพืช [2] เปอร์เซ็นต์ของผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่ได้จากพืชซึ่งใช้เป็นส่วนผสมในเครื่องสำอางนั้นสูงกว่ามาก เพื่อให้สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของประชากรโลก ความต้องการทั่วโลกสำหรับวัสดุปลูกตามธรรมชาติคาดว่าจะยังคงเติบโตแบบทวีคูณ [1] ผลที่ได้ เราเป็นพยานถึงการใช้ทรัพยากรธรรมชาติมากเกินไปในพืชสมุนไพรและพืชหอมบางชนิด ทำให้พืชเหล่านี้อยู่ภายใต้การคุกคาม หรือแม้กระทั่งนำไปสู่การสูญพันธุ์ [3] แนวโน้มเชิงลบนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับยาพืชซึ่งโดยมากแล้วจะเป็นพันธุ์หายากและเฉพาะถิ่น สายพันธุ์เหล่านี้มักเติบโตภายใต้สภาพอากาศที่รุนแรง องค์ประกอบของดินที่เป็นเอกลักษณ์ หรือละติจูดที่เฉพาะเจาะจง ประชากรของพวกมันมักมีลักษณะเฉพาะด้วยความหลากหลายทางพันธุกรรมในระดับต่ำ ซึ่งทำให้สายพันธุ์เหล่านี้มีความเสี่ยงอย่างยิ่งต่อการกัดเซาะทางพันธุกรรม และลดโอกาสในการอยู่รอดในกรณีที่เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม [4] นอกจากนี้ สารออกฤทธิ์ที่ได้จากพืชมักเป็นส่วนผสมของโมเลกุลออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ซับซ้อนมาก ซึ่งไม่สามารถแทนที่ด้วยสารแอนะล็อกที่สังเคราะห์ทางเคมีได้ง่ายๆ เพื่อแก้ปัญหาข้างต้น เทคโนโลยีชีวภาพของพืชได้จัดหาเครื่องมือนี้ ซึ่งสามารถจัดหาไฟโตเคมิคอลที่มีคุณค่าซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนพร้อมคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ เพื่อให้ครอบคลุมความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา มีการสำรวจข้อดีของเซลล์พืชและเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่ออย่างกว้างขวางในการพัฒนาแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการผลิตโมเลกุลที่มีความสำคัญทางเภสัชกรรมที่มาจากพืชหรือการแสดงออกล่วงหน้าของโปรตีนรักษาโรค [5] ปัจจุบันเครื่องสำอางมีมากมายทั้งเวชสำอางและโภชน-คอสเมติกส์ซึ่งมีส่วนผสมออกฤทธิ์ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืช จุดมุ่งหมายของบทความนี้คือการทบทวนความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีเซลล์พืชสำหรับการประยุกต์ใช้เครื่องสำอาง และเพื่อให้ภาพรวมโดยย่อของส่วนผสมเครื่องสำอางออกฤทธิ์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์ในเชิงพาณิชย์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด ข้อมูลในการตรวจสอบนี้ดึงมาโดยการสำรวจทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับส่วนผสมเครื่องสำอางที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชและเอกสารข้อมูลข้อกำหนดทางเทคนิค ดำเนินการโดยการค้นหาในเว็บไซต์ทางเทคนิคของซัพพลายเออร์รายใหญ่ เช่น เครื่องมือค้นหา Prospector-R, SpecialChem, Cosmetic Design Europe, เครื่องมือค้นหาทางวิชาการ Scopus, ScienceDirect, Google Scholar และ PubMed และเครื่องมือค้นหายอดนิยมของ Google นอกจากนี้ ขั้นตอนหลักในการพัฒนาและการกำหนดคุณลักษณะของสารออกฤทธิ์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชได้รับการกล่าวถึงอย่างใกล้ชิดในกรณีศึกษาที่นำเสนอสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ InnovaStemCell Calendula

รากผักชีทั้งต้น

2 สารสกัดจากพืชเป็นส่วนประกอบสำคัญในเครื่องสำอาง

พืชเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารเมตาโบไลต์มากมายที่มีศักยภาพในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง นับแต่โบราณกาล มนุษยชาติได้ใช้พืชและสารสกัดต่างๆ เพื่อสร้างเครื่องสำอางโดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างความอ่อนเยาว์ชั่วนิรันดร์ [6] ปัจจุบันสารสกัดจากพืชกลายเป็นส่วนผสมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของเครื่องสำอางเนื่องจากความต้องการธรรมชาติที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สารประกอบที่นอกเหนือไปจากรูปลักษณ์ที่สวยงามสามารถให้ประโยชน์ต่อสุขภาพเพิ่มเติม การพัฒนาผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเรียกว่า "เวชสำอาง" สะท้อนให้เห็นถึงแนวโน้มล่าสุดในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางสมัยใหม่และการดูแลส่วนบุคคล แท้จริงแล้ว พืชอุดมไปด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพภายในร่างกาย ที่มีศักยภาพในการใช้เครื่องสำอางและยา [7–9] พฤกษเคมีส่วนใหญ่เหล่านี้ เช่น โพลีฟีนอล กรดฟีนอล ไตรเทอร์ปีน ฟลาโวนอยด์ , stilbenes, สเตียรอยด์, แคโรทีนอยด์, สเตียรอยด์ซาโปนิน, สเตอรอล, กรดไขมัน,โพลีแซคคาไรด์,น้ำตาล เปปไทด์ ฯลฯ สามารถสกัดด้วยตัวทำละลายที่เหมาะสมและใช้ส่วนผสมที่ไม่ออกฤทธิ์ที่มีอยู่ในสูตรเครื่องสำอาง [10] ด้วยเหตุนี้ อุตสาหกรรมเครื่องสำอางจึงทำการสำรวจแหล่งพืชจำนวนมากเพื่อค้นหาส่วนผสมออกฤทธิ์ที่เป็นนวัตกรรมซึ่งรวมคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาเฉพาะบางอย่าง เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ ยาต้านจุลชีพ ต้านไวรัส ต้านมะเร็ง เชื้อรา ต้านการอักเสบ ต้านภูมิแพ้ ฯลฯ และยังแสดงความชุ่มชื้น ต่อต้านริ้วรอย ต่อต้านริ้วรอย และป้องกันรังสียูวีได้ดีอีกด้วย [11] อย่างไรก็ตาม คุณภาพและลักษณะทางพฤกษเคมีของสารสกัดจากพืชมีความหลากหลาย ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ดิน ละติจูด ปัจจัยตามฤดูกาล เวลาเก็บเกี่ยว และแนวทางการจัดการภาคสนาม ซึ่งอาจท้าทายในการกำหนดมาตรฐานกิจกรรม [12] การค้นหาสารพฤกษเคมีจากธรรมชาติที่แปลกใหม่ นำไปสู่การรวบรวมสารสกัดที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพไม่เพียงแต่โดยพืชแต่ยังมาจากเห็ด สาหร่าย และยังเป็นผลพลอยได้จากการกำเนิดพืช [13–17] ปัจจุบัน ด้วยการเติบโตของความสนใจของผู้บริโภคในผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่มีประสิทธิผลและปลอดภัย จึงได้มีการเปิดตัว "รุ่นใหม่" ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพคุณภาพสูงที่ผลิตโดยเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชในทศวรรษที่ผ่านมา ตลาดมีขึ้นอย่างต่อเนื่อง

รากผักชี &สารสกัดจากซิสแทนเช่

3 เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืช: หลักการในการผลิตส่วนผสมเครื่องสำอางที่ออกฤทธิ์

เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชเป็นเทคนิคในการเจริญเติบโตของเซลล์พืชภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด เนื่องจากเซลล์พืชถือเป็น totipotent พวกมันมีศักยภาพที่จะแสดงออกถึงกลไกทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ซึ่งมีรหัสอยู่ในนิวเคลียส และด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงสามารถผลิตเมตาบอไลต์ที่มีลักษณะเฉพาะได้ครบถ้วนซึ่งพบในแม่พืช. เซลล์พืชสามารถปรับให้เข้ากับขั้นตอนการปฏิบัติงานการผลิตที่ดีและสามารถขยายพันธุ์ได้ง่ายโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพปริมาณมากโดยไม่ขึ้นกับสภาพภูมิอากาศหรือดินหรือแนวทางการจัดการภาคสนาม [5, 18] นอกจากนี้ เซลล์พืชที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลองมีลักษณะการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วและความสามารถในการสะสม ชีวมวลในปริมาณมากในช่วงเวลาสั้นๆ [19, 20] นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่หายาก เช่น resveratrol, paclitaxel หรือ terpenoids ซึ่งมักพบในพืชที่มีความเข้มข้นต่ำ และการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ต้องใช้การประมวลผลชีวมวลของพืชจำนวนมาก [21-25] . นอกจากนี้ เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชยังเสนอแพลตฟอร์มการผลิตที่เชื่อถือได้และทรงพลังสำหรับการจัดหาชีวมวลที่ปราศจากการปนเปื้อนและชีวเคมีที่สม่ำเสมอจากสมุนไพร อะโรมาติก ยารักษาโรค และแม้กระทั่งจากพันธุ์พืชที่หายากและใกล้สูญพันธุ์ [26] มุมมองในการได้รับไฟโตเคมิคอลจากธรรมชาติโดยใช้แพลตฟอร์มสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เทคนิคการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการผลิตส่วนผสมที่ออกฤทธิ์สำหรับสูตรเครื่องสำอาง "สีเขียว" ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง [27–30] ควรสังเกตว่าส่วนผสมเครื่องสำอางที่ออกฤทธิ์ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชเป็นที่นิยมในหมู่ลูกค้าภายใต้ชื่อ "เซลล์ต้นกำเนิดจากพืช" สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าคำว่า "เซลล์ต้นกำเนิด" ที่ใช้ในวลีนี้ไม่ได้หมายถึงเซลล์ต้นกำเนิดจากพืชจริงเสมอไป แพลตฟอร์มการผลิตการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชที่มีอยู่ส่วนใหญ่นั้นแท้จริงแล้วได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการใช้เซลล์พืชที่ไม่แตกต่างกันมากกว่าการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากพืชที่แท้จริง เซลล์พืชที่แยกความแตกต่างได้มาจากการแยกความแตกต่างของเซลล์พืชที่โตเต็มที่แล้วที่แยกความแตกต่างออกจากเนื้อเยื่อพิเศษที่แตกต่างกัน ในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดจากพืชที่แท้จริงไม่ควรสร้างความแตกต่างในวงจรชีวิตของมัน เนื่องจากเกิดจากการแยกความแตกต่างของเซลล์ที่แยกจากกัน การเพาะเลี้ยงเซลล์พืชที่แยกความแตกต่างจึงสามารถสืบทอดการดัดแปลงพันธุกรรมบางอย่าง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะสำหรับชนิดของเนื้อเยื่อที่พวกมันได้รับมา และด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงมีคุณสมบัติการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการเจริญเติบโตต่างกันมาก ข้อเท็จจริงนี้ทำให้สามารถสร้างสายพันธุ์ของเซลล์พืชได้ไม่จำกัดจำนวน โดยมีรูปแบบทางพฤกษเคมีและลักษณะการเจริญเติบโตที่ไม่เหมือนใคร แม้จะมาจากพืชชนิดเดียวกันซึ่งใช้สำหรับการเริ่มต้น ด้วยเหตุนี้ คำว่า "เซลล์ต้นกำเนิดจากใบ" "เซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อ" "ต้นกำเนิดจากราก" เซลล์" "สเต็มเซลล์เหง้า" "เซลล์ต้นกำเนิดจากดอกไม้" สเต็มเซลล์จากผลไม้ ฯลฯ มักพบเห็นได้ในชื่อ INCI ของส่วนผสมออกฤทธิ์ในเครื่องสำอาง แต่แท้จริงแล้ว สิ่งเหล่านี้หมายถึงเซลล์พืชที่ไม่แตกต่างกัน ในทางกลับกัน มีเทคโนโลยีเซลล์พืชที่มีอยู่ ซึ่งได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากพืชที่แท้จริง – เซลล์ meristematiccambial (CMC) เซลล์เหล่านี้ถูกแยกโดยชั้นแคมเบียลและประกอบด้วยเซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อจริงเท่านั้น [31, 32] เซลล์ Meristematic ของ Cambial มีลักษณะเฉพาะด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ ขาดการดัดแปลงพันธุกรรม และความสามารถในการสร้างผลผลิตที่คาดการณ์ได้ของเมแทบอไลต์ทุติยภูมิเมื่อรับการรักษาด้วยปัจจัยกระตุ้น เช่น ตัวกระตุ้น [33] เทคโนโลยีนี้ถูกใช้โดยบริษัทเกาหลี "Unhwa Corp." เพื่อผลิตส่วนผสมเครื่องสำอางที่ออกฤทธิ์หลายชนิด โดยใช้แพลตฟอร์มการแสดงออกที่ได้รับการคุ้มครองสิทธิบัตร DdobyulR ซึ่งพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการขยายพันธุ์ของเซลล์แคมเบียลเมอริสตีเมติก (ตารางที่ 1) ข้อเท็จจริงที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับเซลล์พืชที่ใช้สำหรับเครื่องสำอางก็คือ คำว่า "เซลล์ต้นกำเนิดจากพืช" มักถูกใช้อย่างเท่าเทียมกันสำหรับสารออกฤทธิ์ ซึ่งผลิตโดยการเพาะเลี้ยงแคลลัส สารแขวนลอยของเซลล์ หรือรากที่มีขนดก สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าวัฒนธรรมแคลลัสเป็นเซลล์พืชที่เพาะเลี้ยงบนอาหารแข็ง ในขณะที่วัฒนธรรมแขวนลอยของเซลล์คือเซลล์พืชเดี่ยวหรือเซลล์ขนาดเล็กที่เพาะเลี้ยงภายใต้สภาวะที่อยู่ใต้ใต้น้ำในตัวกลางที่เป็นของเหลว ทั้งการเพาะเลี้ยงแคลลัสและสารแขวนลอยของเซลล์อาจประกอบด้วยเซลล์ที่มีการแยกความแตกต่างหรือเซลล์ทรูสเต็ม ในทางกลับกัน รากมีขนเป็นวัฒนธรรมของอวัยวะ,ได้มาจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเซลล์พืช [23, 34] ส่วนผสมเครื่องสำอางที่ออกฤทธิ์ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชบางชนิด ซึ่งปัจจุบันมีวางจำหน่ายในท้องตลาดได้รับการทบทวนในตารางที่ 1

3.1 เซลล์ต้นกำเนิดจากพืช

เซลล์พืชสามารถแพร่กระจายและใช้สำหรับการจัดหาชีวมวลพืชสดสำหรับสูตรเครื่องสำอางอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าเราไม่สามารถแนะนำเซลล์พืชทั้งหมดในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและคงชีวิตไว้เป็นส่วนผสมออกฤทธิ์ที่นั่น [30,35] เซลล์พืชมีความอ่อนไหวอย่างยิ่งต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม องค์ประกอบของสารอาหาร ความเค้นเชิงกล (แรงเฉือน) ออสโมติแคนด์ การแลกเปลี่ยนก๊าซและการจ่ายออกซิเจน อุณหภูมิ แสง ความแรงของไอออนและปริมาณน้ำ ดังนั้นจึงไม่สามารถอยู่รอดได้ในระหว่างการเตรียมผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางหรือระหว่างการเก็บรักษาหรือ การใช้เครื่องสำอางกับผิวหนัง แม้แต่ระบบการเจริญพันธุ์ ที่สามารถรักษาและจัดหาเซลล์ต้นกำเนิดที่มีชีวิตสามารถพัฒนาได้ ขนาดและโครงสร้างเฉพาะของเซลล์พืชจะไม่ยอมให้เซลล์พืชเกาะติดหรือแทรกซึมผิว เนื่องจากข้อกังวลที่กล่าวถึงทั้งหมด สเต็มเซลล์จากพืชจึงค่อนข้างถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการเตรียมสารสกัดประเภทต่างๆ ซึ่งสามารถนำไปใส่ในสูตรเครื่องสำอางเป็นส่วนผสมออกฤทธิ์ได้ อย่างไรก็ตาม มีผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดซึ่งอิงจากทั้งหมด เซลล์พืชแห้งและกำหนดมาตรฐานในการนับจำนวนเซลล์ต่อกรัมของสารออกฤทธิ์ (ตารางที่ 1) ตัวอย่างดังกล่าวคือสารออกฤทธิ์ในการต่อต้านวัย CeltosomeTMERyngium Maritimum ST (อิงจากการเพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายทะเลที่มีสารออกฤทธิ์ 100 ล้านเซลล์/กรัม) และ สารออกฤทธิ์ที่ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่ทำให้ผิวกระจ่างใสขึ้น CeltosomeTM Crith mum Maritimum ST (จากการเพาะเลี้ยงเซลล์หินแซมไฟร์ที่มีสารออกฤทธิ์มากกว่า 1 พันล้านเซลล์/กรัม) (ตารางที่ 1)

3.2 สารสกัดจากสเต็มเซลล์พืช

สารออกฤทธิ์ในเครื่องสำอางที่มีอยู่ส่วนใหญ่ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชมีจำหน่ายในรูปของสารสกัดต่างๆ (ตารางที่ 1) ตรงกันข้ามกับสารสกัดจากพืช สารสกัดที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชสามารถกำหนดมาตรฐานได้ง่ายและปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่เข้มงวดอย่างสมบูรณ์แบบซึ่งตลาดเครื่องสำอางระดับไฮเอนด์ต้องการอย่างต่อเนื่อง [35] สารสกัดจากเซลล์พืชปราศจากเชื้อโรค เคมีเกษตร สารพิษ สารก่อภูมิแพ้และสารก่อมลพิษเนื่องจากถูกผลิตภายใต้สภาวะควบคุมโดยปฏิบัติตามขั้นตอนของวิธีปฏิบัติในการผลิตที่ดี ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวทำละลายที่ใช้ สารสกัดจากเซลล์พืชที่ใช้ในเครื่องสำอางสามารถแบ่งออกเป็นสารที่ละลายน้ำได้ (สกัดด้วยน้ำมัน) และสารสกัดที่ละลายน้ำได้ (สกัดด้วยกลีเซอรีน) สารสกัดแห้ง (ปรับสภาพด้วยมอลโทเดกซ์ทริน) สารสกัดจากผนังเซลล์พืช (อุดมไปด้วยเปปไทด์และน้ำตาล ), นาโนอิมัลชันหรือสารสกัดแขวนลอย [35]. อย่างไรก็ตาม สารสกัดที่มีอยู่ส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการสกัดสารประกอบเป้าหมายหรือกลุ่มของสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ศักยภาพที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพทั้งหมดของเซลล์พืชที่สกัดได้ อาจมีข้อยกเว้นบางประการ โดยที่เซลล์พืชทั้งหมดถูกทำให้แห้งโดยแช่แข็งและเป็นผงสำหรับใช้โดยตรงในสูตรผสมเครื่องสำอาง (ดูผลิตภัณฑ์บางอย่างที่เสนอโดย "Vytrus Biotech" และ "Naolys", ตารางที่ 1) หรือสารแขวนลอยทั้งเซลล์ได้รับการทำให้เป็นอิมัลชันหรือ ห่อหุ้มด้วย liposomal complex (ดูผลิตภัณฑ์บางอย่างที่นำเสนอโดย "Innova BM" และ "Mibelle AG Biochemistry", ตารางที่ 1) โดยใช้เครื่องทำโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง

3.3 การทำฟาร์มระดับโมเลกุลเพื่อผลิตโปรตีนลูกผสม

พืชเป็นเมทริกซ์การผลิตที่ยอดเยี่ยมสำหรับการแสดงออกของโปรตีนลูกผสมที่มีคุณสมบัติทางเภสัชกรรมที่สำคัญ [36] เทคนิคการแสดงออกของโปรตีนลูกผสมที่มีประสิทธิภาพนี้ รู้จักกันในชื่อ "การทำฟาร์มระดับโมเลกุล" มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตวัคซีน [37–39], ไซโตไคน์ [40] และแม้กระทั่งสำหรับการผลิตโปรตีนเพื่อการบำบัดสำหรับมนุษย์ [5, 41, 42] เทคโนโลยีการทำฟาร์มระดับโมเลกุลแบบคลาสสิกมีพื้นฐานมาจากการดัดแปลงพันธุกรรมของพืชเพื่อการแสดงออกของโปรตีนลูกผสม สิ่งนี้สามารถรับรู้ได้โดยการรวมยีนต่างประเทศอย่างถาวรเข้ากับ DNA ของโฮสต์เพื่อสร้างสายแปลงพันธุ์ที่เสถียรหรือโดยการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของใบพืชที่ไม่บุบสลาย [43] อย่างไรก็ตาม ทั้งสองวิธีต้องการการปลูกพืชทั้งต้นภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดในโรงเรือนที่มีการควบคุมดูแล ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานการกำกับดูแลที่เข้มงวด [36] ด้วยการใช้เทคโนโลยีดังกล่าว บริษัทไอซ์แลนด์ "BIOEFFECT" ได้ใช้แพลตฟอร์มดัดแปลงพันธุกรรมจากพืชเป็นครั้งแรกสำหรับการผลิต Epidermal Growth Factors (EGF) ขนาดใหญ่สำหรับการใช้เครื่องสำอาง ซึ่งแสดงในเมล็ดข้าวบาร์เลย์ดัดแปลงพันธุกรรม บริษัทนำเสนอผลิตภัณฑ์ดูแลผิวหลากหลายประเภทที่มีตัวกระตุ้นระดับเซลล์ ซึ่งช่วยให้ผิวสุขภาพดีขึ้นและดูอ่อนกว่าวัย อย่างไรก็ตาม ความสนใจล่าสุดเกี่ยวกับการทำฟาร์มแบบไร้โมเลกุลได้มุ่งเน้นไปที่การปรับใช้เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชเพื่อผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์ เทคนิคนี้นำเสนอการผลิตโปรตีนจากภายนอกร่างกายที่ยั่งยืนและต่อเนื่องโดยเซลล์พืชที่เติบโตในสภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่มีการควบคุมอย่างไม่แม่นยำในหลอดทดลองในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ การเพาะปลูกการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชดัดแปลงพันธุกรรมได้รับการยอมรับว่าเป็นแพลตฟอร์มการแสดงออกที่ทรงพลังกว่ามาก เมื่อเทียบกับเทคนิคการเพาะเลี้ยงโมเลกุลแบบคลาสสิก โดยอาศัยการผลิตในระดับการเกษตรโดยการปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรม [18, 41] เมื่อเร็ว ๆ นี้ บริษัทเกาหลี "Natural Bio-Materials (NBM)" ได้เปิดตัวชุดส่วนผสมเครื่องสำอางที่มีปัจจัยการเจริญเติบโต (ปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง, ปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์ขั้นพื้นฐาน, ปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน-1, ปัจจัยการเจริญเติบโตของ Keratinocyte, ปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์ -7 และ VascularEndothelial Growth Factor) แสดงออกโดยการเพาะเลี้ยงเซลล์ของข้าวลูกผสม (Oryza sativa L.) (ตารางที่ 1) อย่างไรก็ตาม แม้ว่าโปรตีนรีคอมบิแนนท์ของมนุษย์ที่ผลิตโดยเทคโนโลยีนี้มีข้อดีที่ปฏิเสธไม่ได้และมีลักษณะเฉพาะด้วยการผลิตที่บริสุทธิ์ ปราศจากสัตว์ ปราศจากไวรัส แบคทีเรีย และปราศจากสารพิษในระดับสูง แต่ก็ยังมีผู้บริโภคบางส่วนที่กังวล ที่จะใช้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเพราะถูกแสดงออกโดยสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม

4 กรณีศึกษา: การเริ่มต้น การเจริญเติบโต ลักษณะทางพฤกษเคมี และลักษณะทางเคมีกายภาพของเอ็กโซพอลิแซ็กคาไรด์ใน INNOVA StemCellCalendula

Calendula (Calendula officinalis L.) หรือที่รู้จักในชื่อ "ดาวเรือง" มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยาสมุนไพรแผนโบราณและผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเวชสำอางสำหรับทาเฉพาะที่ [11] กางเกงมีกรดฟีนอล ฟลาโวนอยด์ ไตรเทอร์พีน แคโรทีนอยด์ สารประกอบอะโรมา และส่วนผสมที่เป็นเอกลักษณ์ของกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน [44–46] เนื่องจากคุณค่าทางการรักษาที่สูงและเอฟเฟกต์เครื่องสำอางที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว บริษัทสัญชาติบัลแกเรีย "Innova BM" ได้พัฒนาและเผยแพร่ส่วนผสมแอคทีฟคอสเมติกคุณภาพสูงสองชนิดออกสู่ตลาด โดยอิงจากการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบแยกความแตกต่างของดาวเรือง (ตารางที่ 1) การพัฒนาผลิตภัณฑ์เหล่านี้แสดงเป็นแผนผังในรูปที่ 1 ขั้นตอนทางเทคโนโลยีรวมถึงการคัดกรองดาวเรืองพืชด้วยคุณสมบัติทางพฤกษเคมีที่เหนือกว่า การเลือก การฆ่าเชื้อ และการเพาะปลูกของ explants ของพืชบนอาหารเรียกน้ำย่อย callusinduction การเลือกสายเซลล์ที่เปราะบางที่มีรูปแบบพฤกษเคมีที่เหมาะสม การเริ่มต้นของการเพาะเลี้ยงเซลล์ของเหลว และการเพิ่มประสิทธิภาพของสภาวะการเพาะปลูกและองค์ประกอบธาตุอาหาร ขั้นตอนการเพิ่มประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งในเทคโนโลยีของเรา เนื่องจากสามารถเพิ่มศักยภาพการสังเคราะห์ทางชีวภาพและสะสมชีวมวลของสายเซลล์ที่เลือกได้อย่างมีนัยสำคัญ (ตารางที่ 2 รูปที่ 2) หลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพ สายการผลิตที่เลือกได้รับการขยายขนาดจนถึงการเพาะปลูกขนาดใหญ่ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพถังกวน จากนั้น สารแขวนลอยของเซลล์ที่ผลิตได้ (ของเหลวในเซลล์และวัฒนธรรม) ถูกประมวลผลโดยโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงเพื่อผลิตสารสกัดกลีเซอรีน (น้ำหนัก 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) หรืออิมัลชันดาวเรือง (75 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก สารแขวนลอยของเซลล์) [47] ส่วนผสมออกฤทธิ์ที่ผลิตได้มี พบว่ามีมอยซ์เจอไรเซอร์ ต่อต้านริ้วรอย ให้ความชุ่มชื่น และผลการสร้างใหม่เมื่อทาลงบนผิว ผลกระทบเหล่านี้เกิดจาก exopolysaccharides ที่หลั่งออกมาในปริมาณสูง ในระหว่างการเพาะเลี้ยงเซลล์ดาวเรือง (รูปที่ 2D) มีการระบุว่าเอ็กโซโพลีแซ็กคาไรด์อยู่ในประเภทเพคติน เศษส่วน exopolysaccharides ดิบประกอบด้วยน้ำตาลที่เป็นกลาง 879 ug/mg และโปรตีน 50 ug/mg การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของพอลิแซ็กคาไรด์และเปปไทด์ทำให้เศษ exopolysaccharide นี้เกือบจะสมบูรณ์แบบสำหรับใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางสำหรับทาเฉพาะที่ ปฏิกิริยาเสริมฤทธิ์กันที่อาจเกิดขึ้น เมื่อนำไปใช้กับสารสื่อความหมายอื่นๆ เช่นเดียวกับคุณสมบัติการทำให้คงตัวของอิมัลชันของพวกมันถูกแสดงไว้ในตารางที่ 3พอลิแซ็กคาไรด์มีน้ำหนักโมเลกุล 6.7 × 104 Da และมีกรดยูริก 413 ไมโครกรัม/มก. องค์ประกอบฟูลโมโนแซ็กคาไรด์ของเศษส่วนเอ็กโซโพลีแซคคาไรด์ถูกกำหนดเป็น: กรดกลูโคโรนิก (13.6 ไมโครกรัม/มก.), กรดกาแลคโตโรนิก (399.7 ไมโครกรัม/มก.), กลูโคส (185.5 ไมโครกรัม/มก.), กาแลคโตส (179.9 ไมโครกรัม/มก.), แรมโนส (178.9 ไมโครกรัม/มก.) , arabinose (166.7 ug/mg), fucose(0.6 ug/mg) และ mannose (4.7 ug/mg) การปรากฏตัวของเศษ exopolysaccharides นี้รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์ Innova StemCellCalendula ร่วมกับสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากปริมาณเซลล์ที่ปล่อยออกมา (ตารางที่ 2) ทำให้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวและเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ในตลาดของส่วนผสมเครื่องสำอางที่ออกฤทธิ์

5 ข้อสังเกตสรุป

ตามความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องสำหรับผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติคุณภาพสูงจากพืชเพื่อใช้เป็นส่วนผสมที่ออกฤทธิ์ในเวชสำอางสูตรเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชได้พัฒนาแพลตฟอร์มการผลิตที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เราเป็นพยานถึงจำนวนที่เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณของส่วนผสมที่ได้จากเซลล์พืชในเชิงพาณิชย์ ซึ่งนำเสนอในตลาดอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและความหลากหลายของชนิดพืชที่ใช้แล้วซึ่งใช้สำหรับการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทุกปี ในความเป็นจริง ความสนใจที่สังเกตได้ในการผลิตส่วนผสมจากเซลล์พืชสำหรับความต้องการด้านเครื่องสำอางอาจมีความสัมพันธ์กับความก้าวหน้าล่าสุดในการพัฒนาและการนำเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในประเทศที่มีเทคโนโลยีขั้นสูง นอกจากนี้ เทคนิคที่พัฒนาขึ้นใหม่ของการตัดต่อยีน วิศวกรรมเมตาโบไลต์ และชีววิทยาสังเคราะห์ อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการปรับปรุงผลผลิตและการพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่ออกแบบเฉพาะด้วยกิจกรรมที่ต้องการ ความก้าวหน้าในการทำฟาร์มระดับโมเลกุลได้นำไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ของเปปไทด์กระตุ้นมนุษย์ ไซโตไคน์ และปัจจัยการเจริญเติบโตที่หายาก ซึ่งเป็นก้าวแรกในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีศักยภาพในการยืดอายุผิวโดยใช้กลไกการซ่อมแซมตัวเองของร่างกาย อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังมีคำถามเปิดอยู่มากมายเกี่ยวกับมาตรฐานการกำกับดูแลและเอกสารประกอบ การรวมการเรียกร้องผลประโยชน์ด้านสุขภาพ และวิธีการประเมินผลทางเภสัชกรรม ซึ่งควรได้รับคำตอบเพื่อช่วยให้ผู้บริโภคเลือกผลิตภัณฑ์ของตนได้อย่างถูกต้องเวชสำอางผลิตภัณฑ์.

สารสกัดจาก Cistanche มีประโยชน์ต่อผิว