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Title:
BIOLOGICALLY-ACTIVE-MOLECULE-ENRICHED PHOTOSYNTHETIC MICRO-ORGANISMS, PREPARATION METHOD THEREOF AND USES OF SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/070044
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method of obtaining biologically-active-molecule-enriched photosynthetic micro-organisms, to the preparation method thereof and to the uses of same, particularly in the form of pharmaceutical, veterinary or cosmetic compositions or as a food supplement. The inventive method essentially comprises one step which is used to obtain a maximum biomass and a physiological induction step which can be used to internalise the biologically-active molecule(s).

Inventors:
BRUNEAU FRANCOIS (FR)
HOURS-LINARES PEGGY (FR)
Application Number:
PCT/FR2004/000064
Publication Date:
August 19, 2004
Filing Date:
January 14, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BRUNEAU FRANCOIS (FR)
HOURS-LINARES PEGGY (FR)
International Classes:
A23K1/00; A23L1/30; A23L29/00; A61K8/97; A61K31/00; A61K35/74; A61K35/748; A61K45/06; A61Q19/00; C12N1/12; C12N1/20; C12P1/04; A61K9/16; A61K9/19; (IPC1-7): C12P1/04; A61K35/74; A61K35/80; C12N1/12; C12N1/20; C12R1/89
Foreign References:
FR2789399A12000-08-11
US5521090A1996-05-28
FR2827301A12003-01-17
Other References:
HU MINGHUI ET AL: "Preferential uptake of Se(IV) over Se(VI) and the production of dissolved organic Se by marine phytoplankton", MARINE ENVIRONMENTAL RESEARCH, vol. 44, no. 2, 1997, pages 225 - 231, XP002281323, ISSN: 0141-1136
"Principal Constituents of Seawater", ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA ONLINE, XP002281324
Attorney, Agent or Firm:
Demachy, Charles (54 rue Saint-Lazare, Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation de microorganismes photosynthétiques (MOP) entiers ou broyés en association avec une ou plusieurs molécules biologiquement actives qui sont fixées et/ou intériorisées dans les MOP susmentionnés, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de culture desdits microorganismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, et une étape d'induction physiologique de la fixation ou de l'internalisation desdites molécules dans les MOP, par incubation de ces MOP avec une solution comprenant du chlorure de sodium NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, notamment de 0,5 M..
2. Procédé de préparation de microorganismes photosynthétiques entiers enrichis' en molécules biologiquement actives selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mise en culture desdits microorganismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, récolte des microorganismes obtenus à l'étape précédente, mise en présence des microorganismes obtenus à l'étape précédente avec des molécules biologiquement actives, le cas échéant à l'abri de la lumière, pendant un temps compris entre 1 et 12 heures dans une solution comprenant du NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, utilisée en tant que milieu d'induction spécifique permettant à ces molécules soit d'tre fixées par la paroi du microorganisme soit d'tre accumulées à l'intérieur du microorganisme, soit encore d'tre intégrées dans l'un des composants de la cellule, récolte des cellules entières de microorganismes après l'étape précédente, par filtration, et séchage par lyophilisation, atomisation ou dessication.
3. Procédé de préparation de microorganismes photosynthétiques broyés enrichis en molécules biologiquement actives selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mise en culture desdits microorganismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, récolte des microorganismes obtenus à l'étape précédente, traitement d'induction des microorganismes obtenus à l'étape précédente pendant un temps compris entre 1 et 12 heures dans une solution comprenant du NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, récolte des cellules entières de microorganismes après l'étape précédente, par filtration, reprise et broyage des microorganismes dans un tampon physiologique, incubation du broyat obtenu à l'étape précédente, avantageusement à froid pendant un temps de 1 à 8 heures, le cas échéant à l'abri de la lumière, avec une quantité connue de molécules biologiquement actives, milieu d'induction spécifique permettant à ces molécules soit d'tre fixées par la paroi du microorganisme soit d'tre accumulées à l'intérieur du microorganisme, soit encore d'tre intégrées dans l'un des composants de la cellule, et séchage par lyophilisation, atomisation ou dessication.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que : les MOP sont choisis parmi les cyanobactéries, telles que Arthrospira, Spirulina, Nostoc, Synechocystis, Synechococcus, ou parmi les microalgues unicellulaires, telles que Chlamydomonas, Chlorella, Chlorococcum, Dunaliella, Hematococcus, Nanochloropsis, Porphyridium, Rhodella, Rhodosorus, Tetraselmis, et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi les oligoéléments, les acides aminés essentiels, les lipides, les vitamines, les analgésiques, les antibiotiques, les anticancéreux, les antiinflammatoires, les antiviraux, Jes hormones, les bétabloquants, les antiarythmiques, les antiparasitaires, les peptides bioactifs, d'origine naturelle ou synthétique, les polyamines.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que : les MOP sont choisis parmi Arthrospira, Spirulina, Chlamydomonas, Chlorella, Tetraselmis, ou Scenedesmus, et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi : . les antiinflammatoires, tel que l'acide acétylsalicylique ou ses dérivés, les anticyclooxygénase 2, . les vitamines, telle que la vitamine C, . les antiviraux, tel que le 3'Azido3'déoxythymidine (AZT) ou ses dérivés, la ribavirine, . les antibiotiques, tels que les macrolides, ou les sulfamides, . les anticancéreux, telle que la vinblastine, ou les dérivés du taxol, . les oligoéléments et les métaux bivalents, tels que le chrome, le cuivre, le fer, le magnésium, le manganèse, le molybdène, le sélénium, le zinc, . les peptides bioactifs, tels que les analogues d'hormones peptidiques, les neuropeptides, . les polyamines, telle que la thioproline.
6. Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, à la préparation de compositions pharmaceutiques à usage humain ou vétérinaire, de compositions cosmétiques, ou de compléments alimentaires, comprenant des microorganismes photosynthétiques (MOP) entiers ou broyés enrichis en une ou plusieurs molécules biologiquement actives tels que définis dans l'une des revendications 1 à 5.
7. Microorganismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives, tels qu'obtenus par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que la proportion desdites molécules liée à la paroi du micro organisme, ou accumulée à l'intérieur du microorganisme, ou intégrée dans l'un des composants de la cellule du microorganisme, ou liée aux constituants du broyat du microorganisme, représente au moins environ 50% de la quantité desdites molécules utilisées pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5.
8. Microorganismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives selon la revendication 6, caractérisés en ce que : les MOP sont choisis parmi les cyanobactéries, telles que Arthrospira, Spirulina, Nostoc, Synechocystis, Synechococcus, ou parmi les microalgues unicellulaires, telles que Chlaniydomonas, Chlorella, Chlorococcunì, Dunaliella, Hematococcus, Nanochloropsis, Porphyridium, Rhodella, Rhodosorus, Tetraselmis, et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi les oligoéléments, les acides aminés essentiels, les lipides, les vitamines, les analgésiques, les antibiotiques, les anticancéreux, les antiinflammatoires, les antiviraux, les hormones, les bétabloquants, les antiarythmiques, les antiparasitaires, les peptides bioactifs, d'origine naturelle ou synthétique, et les polyamines.
9. Microorganismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives selon la revendication 7 ou 8, caractérisés en ce que : les MOP sont choisis parmi Arthrospira, Spirulina, Chlamydomonas, Chlorella, Tetraselmis, ou Scenedesmus, et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi : . les antiinflammatoires, tel que l'acide acétylsalicylique ou ses dérivés, les anticyclooxygénase 2, . les vitamines, telle que la vitamine C, . les antiviraux, tel que le 3'Azido3'déoxythymidine (AZT) ou ses dérivés, la ribavirine, . les antibiotiques, tels que les macrolides, ou les sulfamides, . les anticancéreux, telle que la vinblastine, ou les dérivés du taxol, . les oligoéléments et les métaux bivalents, tels que le chrome, le cuivre, le fer, le magnésium, le manganèse, le molybdène, le sélénium, le zinc, . les peptides bioactifs, tels que les analogues d'hormones peptidiques, les neuropeptides, . les polyamines, telle que la thioproline.
10. Composition pharmaceutique, vétérinaire, cosmétique, ou complément alimentaire, caractérisé en ce qu'ils comprennent des microorganismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives selon l'une des revendications 7 à 9, en association avec un véhicule physiologiquement acceptable.
11. Utilisation de microorganismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives selon l'une des revendications 7 à 9, pour la préparation de compositions pharmaceutiques à usage humain ou vétérinaire, de compositions cosmétiques, ou de compléments alimentaires.
Description:
MICRO-ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES ENRICHIS EN MOLECULES BIOLOGIQUEMENT ACTIVES, LEUR PROCEDE DE PREPARATION, ET LEURS UTILISATIONS La présente invention décrit un procédé permettant aux oligo-éléments et aux molécules biologiquement actives d'tre internalisées par des micro-organismes photosynthétiques (cyanobactéries et micro-algues) afin de proposer des vecteurs de médicaments ou de molécules biologiquement actives permettant, par leurs qualités une diminution des effets secondaires de ces produits, un effet tampon et une complémentation de ceux-ci par un apport de vitamines, d'acides gras essentiels et d'antiradicalaires.

Ces vecteurs sont des cyanobactéries et/ou des fractions de cyanobactéries, et/ou des micro-algues et/ou des fractions de microalgues. Cet ensemble de micro-organismes est regroupé sous l'abréviation MOP (Micro-Organismes Photosynthétiques). Les médicaments associés peuvent tre des ions métalliques (tels que des oligo-éléments), ou des molécules biologiquement actives complexes d'origine naturelle ou de synthèse (tels que les analgésiques, antibiotiques, anticancéreux, hormones stéroïdes, antiviraux, peptides bioactifs, composés phénoliques, phorbo-esters, polyamines, etc...), molécules qui provoquent des réactions secondaires non désirées.

La plupart des molécules actives citées provoquent un arrt de la division cellulaire du vecteur et ne peuvent donc pas tre ajoutées directement au milieu de culture. Ceci nous conduit à proposer un procédé en deux étapes principales dissociant la fonction de croissance du micro-organisme de la fonction accumulation et internalisation des molécules actives.

Les MOP comportent deux types de micro-organismes appartenant à deux règnes différents. Les cyanobactéries sont des procaryotes (règne des bactéries) tandis que les algues unicellulaires sont des végétaux eucaryotes.

Parmi les cyanobactéries on utilisera préférentiellement la spiruline (Arthrospira platensis, Spirulina major) et Nostoc qui sont déjà consommées par l'homme, Synechocystis, Synechococcus, qui sont unicellulaires et sont très performantes en culture industrielle. Parmi les algues, on utilisera préférentiellement la chlorelle (Chlorella vulgaris) qui est aussi consommée par l'homme, Chlamydomonas, Scenedesmus, Haematococcus, Dunaliella, Chlorococcum, Nanochloropsis, Rhodella,

Rhodosorus, Porphyridium et Tetraselmis qui sont des microalgues unicellulaires.

Toutes ces espèces peuvent tre cultivées en conditions artificielles, en milieux clos et contrôlés du point de vue des paramètres physico-chimiques et de la qualité microbiologique. Il est à noter qu'à cette date, seuls Arthrospira, Spirulina et Chlorella sont universellement autorisés à la consommation humaine. Les MOP ont des compositions très différentes tant du point de vue des membranes, que de leur proportion en pigments et en vitamines, ce qui permet de proposer des formulations très ciblées.

Il est connu que les MOP apportent des molécules biologiquement actives (vitamines, lipides essentiels, polysaccharides, pigments, protéines...) qui ont des actions bénéfiques sur l'organisme sain et malade. Certains de ces composants ont des propriétés particulières.

Les polysaccharides extraits de ces micro-organismes photosynthétiques comportent des fonctions carboxyles et sulfates, fonctions ionisables et réactives qui permettent la fixation ionique ou chimique de molécules. Ainsi l'acide glucuronique joue un rôle très important chez les mammifères en permettant l'élimination de molécules toxiques possédants une fonction alcool, par exemple le phénol ou la morphine. Certains sucres sont sulfatés et cette fonction sulfate permet de piéger les ions positifs divalents. C'est justement le cas de la plupart des oligo-éléments, métaux essentiels. Mais c'est aussi le cas de métaux toxiques comme le plomb et le mercure.

Cette propriété de piège de métaux est exploitée dans les procédés de bioremédiation (dépollution de sites) de"biomining" (récupération assistée des métaux). Les polysaccharides sulfatés ont chez les mammifères des activités biologiques non négligeables : anti-thrombique, anti-virale, anti-inflammatoire, immunomodulatrice, anti-métastasique... Les polysaccharides constituent un filtre et un lieu de stockage des molécules actives ce qui permet le contrôle de leur intériorisation.

Les lipides sont aussi très intéressants, les MOP sont riches en acide linoléique et en acide gamma-linolénique de forme cis (seule forme biologiquement active), qui sont des lipides essentiels non synthétisés par les animaux. Ils sont nécessaires à la croissance normale, au développement de la peau, à la gestation et à la lactation, au transport du cholestérol, à la synthèse des progestérones. L'oxydation des lipides insaturés est inhibée par la vitamine K que l'on trouve aussi dans les MOP.

Les caroténoïdes ont une activité antiradicalaire, et des activités anti-cancéreuses et anti-inflammatoires sont signalées dans les publications scientifiques. Le béta- carotène est la provitamine A.

Parmi les protéines, les phycobiliprotéines, qui représentent une proportion importante du poids sec chez les cyanobactéries et les microalgues rouges, ont des activités reconnues en tant qu'anti-radicalaire, immuno-modulatrice et anti- inflammatoire. On peut aussi citer la superoxyde-dismutase présente chez les MOP.

L'ensemble de ces caractéristiques confère aux MOP un ensemble de qualités intéressantes pour une utilisation comme co-médicament en médecine humaine, en médecine vétérinaire, en cosmétique, ou comme complément alimentaire.

Ces caractéristiques sont : - Leur capacité à complexer des molécules actives ou des ions dans leur paroi polysaccharidique puis de les internaliser.

- Ces mmes polysaccharides exercent un rôle protecteur de la muqueuse et un effet tampon lors de la délivrance de ces molécules actives ou ces ions, et donc limitent leurs effets secondaires.

- Ces polysaccharides peuvent aussi empcher l'internalisation des molécules actives - La présence de métalloprotéines et de transporteurs de métaux qui sont aussi reconnus comme transporteurs de molécules neuro-actives.

- Un ensemble de cofacteurs, comme les phycobiliprotéines et les caroténoïdes exerçant des-activités anti-radicalaires et anti-inflammatoires, augmente la tolérance à des médicaments particulièrement agressifs comme les antibiotiques, les antifongiques, les anticancéreux e les antiviraux.

- La présence de vitamines, et de lipides essentiels améliorant sensiblement l'état général de l'organisme.

- Enfin d'autres composants cellulaires sont capables de fixer des molécules biologiquement actives et aussi de les transporter vers les cellules cibles.

La présente invention découle essentiellement de la mise en évidence par les inventeurs du fait que les MOP sont capables de fixer les molécules biologiquement actives susmentionnées de les internaliser, et de transporter ces molécules en les protégeant vers leurs cellules cibles, évitant ainsi les phénomènes de pics plasmatiques de ces molécules, et les éventuels effets secondaires de ces dernières, sans pour autant altérer les structures chimiques et les effets biologiques desdites molécules.

L'invention a pour objet un procédé de préparation de micro-organismes photosynthétiques (MOP) entiers ou broyés en association avec une ou plusieurs molécules biologiquement actives qui sont fixées et/ou intériorisées dans les MOP susmentionnés, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de culture desdits micro- organismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, et une étape d'induction physiologique de la fixation ou de l'internalisation desdites molécules dans les MOP, par incubation de ces MOP avec une solution comprenant du chlorure de sodium NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, notamment de 0,5 M.

L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé de préparation de micro-organismes photosynthétiques entiers enrichis en molécules biologiquement actives tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en culture desdits micro-organismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, - récolte des micro-organismes obtenus à l'étape précédente, - mise en présence des micro-organismes obtenus à l'étape précédente avec des molécules biologiquement actives, le cas échéant à l'abri de la lumière, pendant un temps compris entre 1 et 12 heures dans une solution comprenant du NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, utilisée en tant que milieu d'induction spécifique permettant à ces molécules soit d'tre fixées par la paroi du micro-organisme soit d'tre accumulées à l'intérieur du micro-organisme, soit encore d'tre intégrées dans l'un des composants de la cellule, - récolte des cellules entières de micro-organismes après l'étape précédente, par filtration, et séchage par lyophilisation, atomisation ou dessication.

Ce procédé est une évolution d'une partie du procédé d'induction physiologique décrit dans les brevets FR 2789399 et FR 2827301. Les microalgues sont cultivées en photobioréacteurs dans les milieux qui leur sont le plus favorable afin d'obtenir une biomasse importante. Peu de temps avant la phase stationnaire, les MOP sont récoltés et concentrés par filtration. Ils sont ensuite incubés sous forme concentrée pendant 1 à 12 heures dans un milieu de culture spécifique destiné à induire des modifications. Dans ce cas précis le milieu d'induction physiologique contient la ou les molécules biologiquement actives. Dans certains cas, on utilisera avantageusement un milieu d'induction physiologique basé sur l'eau de mer pour créer un choc salin.

Les cellules entières sont ensuite récoltées par filtration et séchées par lyophilisation (freeze-drying), atomisation (spray-drying) ou dessication pour tre conditionnées préférentiellement sous forme de gélules. Seules les molécules actives fixées ou complexées aux microalgues seront donc utiles. L'utilisation du milieu d'induction physiologique favorise la déstructuration des polysaccharides de la paroi pour permettre l'intégration de ces molécules soit dans le système membranaire, soit dans les organites.

-L'invention a également pour objet un procédé de préparation de micro- organismes photosynthétiques broyés enrichis en molécules biologiquement actives selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en culture desdits micro-organismes dans un milieu de culture approprié, pour permettre d'obtenir une forte biomasse, - récolte des micro-organismes obtenus à l'étape précédente, - traitement d'induction des micro-organismes obtenus à l'étape précédente pendant un temps compris entre 1 et 12 heures dans une solution comprenant du NaCl à une concentration comprise entre 0,2 et 1 M, - récolte des cellules entières de micro-organismes après l'étape précédente, par filtration, - reprise et broyage des micro-organismes dans un tampon physiologique, - incubation du broyat obtenu à l'étape précédente, avantageusement à froid pendant un temps de 1 à 8 heures, le cas échéant à l'abri de la lumière, avec une quantité connue de molécules biologiquement actives, milieu d'induction spécifique permettant à ces molécules soit d'tre fixées par la paroi du micro-organisme soit d'tre accumulées à l'intérieur du micro-organisme, soit encore d'tre intégrées dans l'un des composants de la cellule, - et séchage par lyophilisation, atomisation ou dessication.

Cette variante est utilisée pour obtenir une préparation contenant une quantité connue de produit actif (donc avec un objectif thérapeutique), tout en bénéficiant de l'apport bénéfique des MOP induits. Notamment l'effet protecteur des polysaccharides sulfatés vis-à-vis des muqueuses et les effets anti-radicalaires des caroténoïdes, des phycobiliprotéines et de la superoxide-dismutase qui dans cette variante sont libérés donc immédiatement actifs. Le choix du MOP est dans ce cas dépendant de l'effet recherché et de la biodégradabilité de la molécule active.

Cette variante du procédé permet aussi l'utilisation d'autres composants de la cellule, notamment les protéines et les lipides comme vecteurs de médicaments et/ou d'ions, et d'obtenir une meilleure protection contre des effets secondaires de certains médicaments. Dans ce cas, les microalgues sont cultivées en photobioréacteurs dans les milieux qui leur sont favorables et récoltées en fin de phase de croissance par filtration, lavées et induites dans un milieu adapté puis sont reconcentrées dans du tampon physiologique pour tre broyées mécaniquement. Au broyat est ajouté sous agitation douce des molécules biologiquement actives en quantité connue qui peuvent tre naturelles (obtenues par extraction aqueuse de plantes) ou synthétiques. Cette incubation dure 1 à huit heures à 4 degrés Celsius. Pour éviter la photo-oxydation des molécules biologiquement actives, l'incubation est réalisée à l'obscurité. La solution est alors séchée soit par atomisation (spray-drying) soit par lyophilisation (freeze-drying) pour tre conditionnée en gélules. Dans ce cas la totalité des molécules actives sera présente dans l'extrait. On profite alors de l'addition des propriétés des composants des microalgues, des molécules actives fixées et des propriétés des molécules actives servant de médicaments.

L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que : - les MOP sont choisis parmi les cyanobactéries, telles que Arthrospira, Spirulina, Nostoc, Synechocystis, Synechococcus, ou parmi les micro-algues unicellulaires, telles que Chlamydomonas, Chlorella, Chlorococcum, Dunaliella, Hematococcus, Nanochloropsis, Porphyridium, Rhodella, Rhodosorus, Tetraselmis, - et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi les oligo-éléments, les acides aminés essentiels, les lipides, les vitamines les analgésiques, les antibiotiques, les anti-cancéreux, les anti-inflammatoires, les antiviraux, les hormones, les béta-bloquants, les anti-arythmiques, les anti-parasitaires, les peptides bioactifs, d'origine naturelle ou synthétique, les polyamines.

L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que : - les MOP sont choisis parmi Arthrospira, Spirulina, Chlamydomonas, Chlorella, Tetraselmis, ou Scenedesmus, - et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi : . les anti-inflammatoires, tel que l'acide acétylsalicylique ou ses dérivés, les anti-cyclooxygénase 2,

. les vitamines, telle que la vitamine C, . les antiviraux, tel que le 3'Azido-3'déoxythymidine (AZT) ou ses dérivés, la ribavirine, les antibiotiques, tels que les macrolides, ou les sulfamides, . les anti-cancéreux, telle que la vinblastine, ou les dérivés du taxol, . les oligo-éléments et les métaux bivalents, tels que le chrome, le cuivre, le fer, le magnésium, le manganèse, le molybdène, le sélénium, le zinc, . les peptides bioactifs, tels que les analogues d'hormones peptidiques, les neuropeptides, . les polyamines, telle que la thioproline.

L'invention concerne également l'application des procédés tels que définis ci- dessus, à la préparation de compositions pharmaceutiques à usage humain ou vétérinaire, de compositions cosmétiques, ou de compléments alimentaires, comprenant des micro-organismes photosynthétiques (MOP) entiers ou broyés enrichis en une ou plusieurs molécules biologiquément actives tels que définis ci-dessus.

L'invention a, de plus, pour objet les micro-organismes photosynthétiques (micro- algues ou cyanobactéries) enrichis en molécules biologiquement actives tels que définis ci-dessus, caractérisés en ce que la proportion desdites molécules liée à la paroi du micro-organisme, ou accumulée à l'intérieur du micro-organisme, ou intégrée dans l'un des composants de la cellule du micro-organisme, ou liée aux constituants du broyat du micro-organisme, représente au moins environ 50% de la quantité desdites molécules utilisée pour la mise.. en oeuvre du procédé et de sa variante.

L'invention concerne tous les micro-organismes photosynthétiques (MOP) (microalgues ou cyanobactéries) enrichis en molécules biologiquement actives tels que définis ci-dessus, caractérisés en ce que : - les MOP sont choisis parmi les cyanobactéries, telles que Arthrospira, Spirulina, Nostoc, Synechocystis, Synechococcus, ou parmi les micro-algues unicellulaires, telles que Chlamydomonas, Chlorella, Chlorococcum, Dunaliella, Hematococcus, Nanochloropsis, Porphyridium, Rhodella, Rhodosorus, Tetraselmis, - et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi les oligo-éléments, les acides aminés essentiels, les lipides, les vitamines, les analgésiques, les antibiotiques, les anti-cancéreux, les anti-inflammatoires, les antiviraux, les hormones, les béta-bloquants, les anti-arythmiques, les anti-parasitaires, les peptides bioactifs, d'origine naturelle ou synthétique, et les polyamines.

L'invention a plus particulièrement pour objet les micro-organismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives tels que définis ci- dessus, caractérisés en ce que : - les MOP sont choisis parmi ArtA>rospira, Spiruline, Chlamydomonas, Chlorella, Tetraselmis, ou Scenedesmus, - et les molécules biologiquement actives sont choisies parmi : . les anti-inflammatoires, tel que l'acide acétylsalicylique ou ses dérivés, les anti-cyclooxygénase 2, . les vitamines, telle que la vitamine C, . les antiviraux, tel que le 3'Azido-3'déoxythymidine (AZT) ou ses dérivés, la ribavirine, . les antibiotiques, tels que les macrolides, ou les sulfamides, . les anti-cancéreux, telle que la vinblastine, ou les dérivés du taxol, . les oligo-éléments et les métaux bivalents, tels que le chrome, le cuivre, le fer, le magnésium, le manganèse, le molybdène, le sélénium, le zinc, . les peptides bioactifs, tels que les analogues d'hormones peptidiques, les neuropeptides, . les polyamines, telle que la thioproline.

L'invention concerne également toute composition pharmaceutique, vétérinaire, cosmétique, ou complément alimentaire, caractérisé en ce qu'ils comprennent des micro-organismes photosynthétiques enrichis en molécules biologiquement actives tels que définis ci-dessus, en association avec un véhicule physiologiquement acceptable..

Avantageusement, les compositions susmentionnées de l'invention se présentent sous une forme administrable par voie orale, notamment sous forme de gélules, ou par voie topique, notamment sous forme de crèmes.

Le produit (complexes MOP-molécules actives) étant en poudre, rien n'interdit de réaliser des compositions par mélange de plusieurs complexes obtenus par le procédé décrit ci-dessus ou de les associer à des produits actifs, et de les utiliser comme médicaments en médecine humaine, vétérinaire, ou comme complément alimentaire, ou comme produit cosmétique.

La présente invention a également pour objet l'utilisation des micro-organismes photosynthétiques (MOP) induits entiers ou broyés enrichis en molécules biologiquement actives, pour la préparation de compositions pharmaceutiques à usage humain ou vétérinaire, de compositions cosmétiques, ou de compléments alimentaires.

. Bases expérimentales de l'invention.

1-Rôle protecteur des phycobiliprotéines vis-à-vis de l'action ionophore d'un antibiotique : cas de la valinomycine.

La valinomycine provoque des effets toxique sur les cellules. Nous avons montré en utilisant une technique de cytométrie en flux qu'elle provoquait la mort cellulaire à 60% des thymocytes de rat lorsque ceus-ci sont incubés pendant 4 heures en présence de 25 microgramme par millilitre. Lorsque l'on incube les thymocytes en présence de valinomycine à 25microgramme par ml et en présence de 10% d'un extrait brut de phycocyanine, pendant 4 heures, la mort cellulaire ne représente plus que 26% des cellules. Dans cette expérience, les thymocytes non traités (témoin) ont 20% de mort cellulaire et 80% de cellules normales. Ces expériences reproduites plusieurs fois montrent que la phycocyanine a un effet protecteur sur les cellules. Les résultats obtenus avec d'autres produits, notamment la tubercidine montrent des résultats identiques.

2-Enrichissement en Zinc, Sélénium et Molybdène de la spiruline selon le procédé : La spiruline est cultivée en photobioréacteur en milieu de Zarrouk (Hours M. C. et al., (1998), Biotechnology Letters, Vol. 20, pp 557-560) jusqu'à obtenir une concentration de lg sec par litre. La spiruline est alors récoltée par filtration sur un tamis de 50 microns et lavée par une solution stérile. Le culot lavé est repris dans environ 1/5 de milieu frais composé de 50% de milieu Zarrouk et 50% de NaCl 1M additionné de Zinc à 0, 05g/1,.. Sélénium 0, 16mg/1, Molybdène 0,16 mg/1 (l. litre- correspond à lg sec de spiruline). L'induction dure 12 heures dans les conditions de culture initiale. Après 12h, la biomasse est récoltée par filtration et séchée.

Les résultats font apparaître une fixation importante de ces oligo-éléments : Culture normale Culture induite Zinc 2, 1 mg/100g sec 1384mg/100g sec Sélénium 0, 002mg/100g sec 6, 5 mg/100g sec Molybdène <0, 001mg/100gsec 0,17 mg/lOOg sec De mme pour un enrichissement de la spiruline en fer selon ce mme procédé, on obtient : Culture normale Culture induite Fer 0,08 mg/lOOg sec 0,66 mg/lOOg sec

Appliqué à une microalgue comme Chlorella ou Tetraselmis selon ce mme procédé, on montre par exemple que l'on peut obtenir une importante fixation du cuivre, du Zinc, du Nickel et du cadmium. Les quantités fixées sont comprises entre 0,1 et 3g pour 100g sec. L'enrichissement par ce procédé n'est pas limité aux métaux.

3-Modification de la composition lipidique d'une algue En effet des expériences montrent que si l'on cultive la microalgue Chlamydomonas déficient en l'un des lipides constitutif de la membrane du thylacoïde, en présence de liposomes fabriqués avec ce seul lipide insaturé spécifique du thylacoïde, celui-ci est peu à peu incorporé à la membrane du thylacoide. La composition globale en lipide de cette membrane est modifiée d'une façon importante, et sa fonction normale est rétablie. Il est à noter que pour intégrer cette membrane, le lipide doit franchir la paroi, la membrane cytoplasmique et la membrane chlorbplastique ce qui indique la présence d'un système de transport actif et sélectif de lipides.

4-Enrichissement en Méthionine selon le procédé.

De mme lors de l'enrichissement d'une culture de la microalgue Tetraselmis en Méthionine, celle-ci s'accumule sous forme très active de S-Adénosyl-Méthionine dans la vacuole ou les vacuoles. Ceci est vérifiable par microscopie à fluorescence dans l'UV.

5-Enrichissement en vitamine C selon le procédé.

Enfin, nous avons réalisé avec la microalgue Scenedesmus, une expérience de fixation de la vitamine C en ajoutant celle-ci dans son milieu de culture et en incubant sans lumière pendant une nuit.. En ajoutant 0, 04g/1 d'acide ascorbique, on peut suivre sa disparition dans le milieu de culture en mesurant la densité optique du milieu à 280nm.

L'expérience montre que la quasi totalité de la vitamine C a disparu du milieu en 12h.

'La mme expérience réalisée sur la spiruline dans les mmes conditions, montre que seul 40% de la vitamine C a disparu du milieu, et les 60% restant sont stables pendant au moins 24h prouvant que la vitamine C n'est pas dégradée dans le milieu, et qu'il n'y a pas métabolisation. Il y a donc bien fixation spécifique de la vitamine C par la spiruline et la quantité d'acide ascorbique fixé est proportionnelle à la quantité de biomasse de spiruline. On peut doser la vitamine C accumulée dans ces-deux MOP par spectrophotométrieUV différentielle entre un témoin non induit et le MOP induit. De plus l'ascorbate induit fortement la mort cellulaire chez le thymocyte de rat et nous avons montré que l'extrait méthanolique de spirulines induites en vitamine C induisait

aussi la mort cellulaire chez le thymocyte. Le produit fixé est donc biologiquement actif.

6-Enrichissement en molécules biologiquement actives selon la variante du procédé.

Comme exemple, reprenons la chlorelle. Celle ci est cultivée en photobioréacteur, jusqu'au début de la phase stationnaire. L'avantage par rapport à la spiruline est qu'elle est cultivée à un pH acide. Elle est récoltée par filtration sur un tamis de 10 microns et lavée à l'eau stérile. Elle est ensuite reprise dans du tampon d'induction à pH 5 à une concentration de 3 volumes de tampon par volume de chlorelle humide sous agitation douce contenant un oligo-élément. Elle est ensuite reconcentrée, lavée puis broyée à froid par des moyens mécaniques. Un contrôle de pH est nécessaire pour vérifier qu'après broyage le pH est acide. A ce broyat on ajoute une concentration définie d'une molécule active par exemple de l'acide acétylsalicylique, sous agitation et à froid en absence de lumière pour éviter la photo-oxydation, et ce pendant une à huit heures. Au delà, l'action des protéases et des hydrolases risque de dénaturer à la fois les produits actifs et les composants de la micro-algue. La totalité de la préparation est séchée soit par lyophilisation (freeze-drying) soit par atomisation (spray-drying). Le conditionnement en gélule ou en comprimé sera réalisé pour obtenir une dose connue de produit actif. Cette variante du procédé est utilisée pour obtenir une préparation contenant une quantité connue de produit actif (donc avec un objectif thérapeutique), tout en bénéficiant de l'apport bénéfique des MOP. Notamment l'effet protecteur des polysaccharides sulfatés vis-à-vis des muqueuses et les effets anti-radicalaires des. caroténoïdes, des phycobiliprotéines et de la superoxide-dismutase. Le choix du MOP est dans ce cas dépendant de l'effet recherché et de la biodégradabilité de la molécule active. Parmi ces molécules actives on peut citer, la vitamine C, l'acide acétylsalicylique, la glucosamine, la caféine (et les dérivés phénoliques), les phorboesters, certains antibiotiques, les dérivés osidiques de bases puriques et pyrimidiques, les hormones, qui toutes ont des interactions avec les polysaccharides ou avec les membranes cytoplasmiques ou le thylacoide. Certaines de ces molécules ont des activités secondaires importantes, ne serait-ce que l'aspirine qui est prescrit aux personnes âgées à forte dose et pendant longtemps. Il est donc utile de disposer d'un vecteur permettant d'une part la protection des muqueuses et d'autre par la libération plus progressive de la molécule active. Dans ce cas, l'apport de vitamines contribue aussi à l'efficacité du traitement.