Production and study of functional properties of microbial lipopeptides : selection of new molecules for cosmetic and dermatological applications

Les lipopeptides font partie d’une classe remarquable de biosurfactants possédant une large gamme d'applications potentielles dans les produits cosmétiques. Ce sont des molécules amphiphiles connus pour être facilement biodégradable, avec des activités antimicrobiennes, exceptionnelles propriétés aux interfaces et activités biologiques qui encouragent leur utilisation par l'industrie cosmétique. La diversité structurelle des lipopeptides souligne l'importance d'étudier en profondeur leurs potentielles applications comme ingrédient cosmétique. Cette étude prospective propose la production de certains des lipopeptides dont les propriétés sont moins bien décrites, comme les fusaricidines et les amphisines. Par ailleurs, en se basant sur la surfactine comme molécule modèle, des outils de bioprocédés tels que la conception des plans d’expériences et les microbioreactors ont été mis en œuvre afin d'améliorer la production de lipopeptides dans les bioréacteurs. L’étude des propriétés fonctionnelles a confirmé que les propriétés physicochimiques remarquables des lipopeptides restent associées à une biocompatibilité élevée avec des structures de la peau, permettant de valider leur utilisation potentielle en cométique. Les modèles biologiques ont suggéré leurs applications très prometteuses pour influencer l’équilibre du microbiome de la peau, pour réduire la sécrétion des médiateurs pro-inflammatoires et pour induire une activité lipolytique. Les résultats obtenus ont démontré l'intérêt de déployer l'utilisation de lipopeptides dans les produits cosmétiques, non seulement comme une alternative à leurs homologues chimiques, mais comme des ingrédients cosmétiques multifonctionnels.Lipopeptides are a remarkable class of biosurfactants with a wide range of potential applications in cosmetics. They are amphiphilic molecules known for being easily biodegradable and environmentally friendly. Antimicrobial activity, interfacial features and several biological activities are just some of the reasons encouraging their use by the cosmetic industry. The structural diversity of lipopeptides is as large as wide is the range of their possible uses as cosmetic ingredient, and outlines the importance of deeply exploring this field of research. In this context, this work proposed a prospective study of the production of certain lipopeptides whose properties are less extensively described, like fusaricidins and amphisins. Afterwards, using surfactin as model molecule, the use of bioprocess tools such as design of experiments and microbioreactors was investigated to enhance lipopeptides production by Bacillus and Pseudomonas species in membrane bioreactors. Thereafter, a comparative study of the functional and biological properties of lipopeptides was carried out using a wide range of techniques. They confirmed the remarkable physicochemical properties of lipopeptides were associated to a high biocompatibility with skin structures. Moreover, in vitro biological models suggested their promising application to influence skin microbiome equilibrium, to reduce proinflammatory mediators release and to induce lipolytic activity. The obtained results proved the interest of deploying the use of lipopeptides in cosmetic products, not only as alternative to chemical surfactant counterparts, but effectively as unique multifunctional cosmetic ingredients