EVOLUZIONE VERDE
BIOTECNOLOGIE E COSMETICA SOSTENIBILE ALLA GUIDA DEL FUTURO

Nel panorama contemporaneo, l'interesse per la sostenibilità ambientale e la salute personale si è intensificato, portando ad un aumento della domanda di prodotti cosmetici che siano sia efficaci che rispettosi dell'ambiente. In questo contesto, le biotecnologie stanno emergendo come una potente risorsa per sviluppare cosmetici sostenibili, riducendo l'impatto ambientale e promuovendo il benessere individuale.

PANORAMA ATTUALE: CRESCENTE DOMANDA DI COSMETICI SOSTENIBILI

Utilizzo di Processi Biologici per la Produzione di Ingredienti Cosmetici e Vantaggi delle Biotecnologie nel Ridurre l'Impatto Ambientale

Le biotecnologie in ambito cosmetico si concentrano sull'utilizzo di processi biologici, organismi viventi o loro derivati per la produzione di ingredienti cosmetici. Questo approccio offre diversi vantaggi, tra cui una minore dipendenza da risorse non rinnovabili e una riduzione degli impatti ambientali associati alla produzione tradizionale di ingredienti. Con l’emergenza ambientale in atto, risulta fondamentale ottenere prodotti che siano sviluppati nel rispetto dell’ambiente e delle comunità coinvolte nell’intero processo produttivo, al fine di ottenere, non solo un prodotto, ma un intero processo sostenibile.

In questo scenario, l'upcycling, che implica l'utilizzo di prodotti di scarto, rappresenta una strategia efficace e tangibile per l’ottenimento della tanto agognata sostenibilità. I prodotti “up-cycled” rappresentano una fonte ricca di attivi, che una volta veicolati in formulazioni cosmetiche, permettono di soddisfare le più svariate performance. Se l'upcycling rappresenta la strada da seguire, le biotecnologie ne sono il mezzo da impiegare per percorrerla. Uno dei principali settori delle biotecnologie cosmetiche è rappresentato dalla produzione di ingredienti attivi attraverso il processo di fermentazione microbica. Questo processo coinvolge l'uso di microrganismi come batteri, lieviti o funghi per produrre composti di interesse cosmetico, come antiossidanti, idratanti e agenti anti-invecchiamento. Grazie all'utilizzo della fermentazione, è possibile ottenere ingredienti di alta qualità con un'impronta ecologica significativamente ridotta rispetto ai metodi convenzionali. Un altro ambito promettente è la biotecnologia vegetale, che si focalizza sull'ingegneria genetica delle piante per aumentare la produzione di composti bioattivi utilizzati nei cosmetici.

Questo approccio consente di ottenere ingredienti con proprietà specifiche, come ad esempio oli essenziali con azione lenitiva o estratti vegetali ad alta concentrazione di antiossidanti, riducendo al contempo la necessità di utilizzare piante selvatiche e preservando la biodiversità. Infatti, i principi attivi provenienti da piante rare, esotiche, estremofile o in via di estinzione offrono notevoli potenzialità per le formulazioni cosmetiche e per le opportunità di marketing associate. Pertanto, le colture cellulari vegetali, rappresentano una delle più avanzate innovazioni biotecnologiche dell’ultimo decennio, fornendo una valida alternativa per la produzione su larga scala di ingredienti cosmetici sicuri, sostenibili e standardizzati. Tale metodica, infatti, elimina lo sfruttamento di terreni agricoli, riduce il consumo di acqua e la produzione di rifiuti. Inoltre, la flessibilità del sistema consente modifiche alle condizioni di crescita, assicurando una standardizzazione del contenuto di attivi, indipendentemente dalle stagioni, o dal ciclo riproduttivo della pianta. Infine, gli estratti di colture cellulari risultano sicuri e privi di contaminazioni patogene o ambientali (1,2).Inizio modulo

Per ottenere una coltura di cellule vegetali, si attua un espianto da un tessuto vegetale, usualmente radici, germogli o foglie. In condizioni di terreno ben bilanciato e concentrazioni ottimali di regolatori di crescita, il campione sviluppa un ammasso di cellule de-differenziate noto come "callo" (Figura 1). Queste cellule, considerate totipotenti per la loro capacità di rigenerare una pianta completa, possono essere trasferite in un terreno liquido adeguato, per dar vita a colture in sospensione. Tali colture vengono quindi incubate sotto agitazione e a temperatura controllata per ottenere gli estratti desiderati (3).

BIOTECNOLOGIE: UNA RIVOLUZIONE NEL SETTORE COSMETICO

Figura 1. Immagine esemplificativa di un callo vegetale

A titolo di esempio, Gardenia Jasminoides (Figura 2), un arbusto sempreverde appartenente alla famiglia delle Rubiacee ampiamente impiegato nella medicina tradizionale cinese, è stato impiegato da Arterra Bioscience Spa, per ottenere un estratto ricco di potenzialità. I saggi in vitro e in vivo hanno verificato come tale estratto, ricco in zuccheri e peptidi, potesse rappresentare una potenziale ingrediente anti-aging (4).

Questo ingrediente si è dimostrato in grado di stimolare l’espressione del GDF-11, recentemente identificato come target anti-invecchiamento. Il GDF-11 è fattore di differenziazione della crescita presente nelle cellule cutanee. Il GDF11, noto anche come proteina morfogenica ossea 11 (BMP-11), è un membro della famiglia delle BMP/fattore di crescita trasformante β (TGF- β) e svolge un ruolo chiave nella crescita e nello sviluppo di diverse specie, tra cui l'uomo. È stato identificato per la prima volta come il fattore circolante nel sangue responsabile degli effetti di ringiovanimento negli esperimenti di eterobiosi nei topi (5). Il GDF11 è stato associato al mantenimento di fenotipi giovanili in diversi tessuti e organi, e nella pelle è stato correlato all'inibizione della risposta infiammatoria. L'effetto principale del GDF-11 è l'induzione del pro-collagene I, innescando la segnalazione di Smad in modo simile al TGF-β.

STUDIO DI CASO: ESTRATTO DI GARDENIA JASMINOIDES COME INGREDIENTE ANTI-INVECCHIAMENTO

Figura 2. Gardenia Jasminoides

Figura 3. Schema del meccanismo d'azione di GDF11 (6)

Come riportato in Figura 3, il GDF11 maturo si lega al recettore dell'attivina II (ActRII) e recluta il recettore dell'attivina I (ActRI). Il recettore di tipo I fosforila successivamente Smad 2 o 3, consentendo a questo complesso di associarsi con Smad 4. Questo complesso di Smad si localizza quindi nel nucleo, dove agisce sui geni bersaglio regolandone la trascrizione (6, 7). Pertanto, in seguito all'attivazione di GDF11, si registra un aumento della sintesi di collagene.

Le biotecnologie cosmetiche, oltre all'ottenimento di ingredienti attivi, stanno rivoluzionando il settore anche attraverso l'utilizzo di bioplastiche derivate da fonti biologiche rinnovabili, come amido di mais o cellulosa, per la produzione di imballaggi. Questi materiali, biodegradabili e compostabili, contribuiscono significativamente a ridurre il problema dei rifiuti plastici nell'ambiente per quel che riguarda soprattutto gli imballaggi secondari, purtroppo per i primari la strada principale rimane quella del riciclo. Inoltre, il Regolamento (UE) 2023/2055 della Commissione Europea ha imposto restrizioni sull'impiego di microplastiche, limitando così la commercializzazione di cosmetici contenenti glitter. Questa normativa è stata introdotta poiché i glitter presentano un potenziale inquinante non trascurabile. Composti da una combinazione di PET, alluminio riflettente e poliuretano, i glitter sono resistenti all'acqua e alle temperature, si degradano lentamente e possono essere ingeriti dagli organismi viventi, contaminando anche le acque potabili e gli alimenti. La sfida per i formulatori e i produttori di make-up è quindi quella di trovare alternative ai glitter tradizionali, mantenendo le performance e garantendo un'impronta biodegradabile. Tra queste alternative, i bioglitter offrono diversi vantaggi rispetto ai glitter convenzionali: alcuni sono biodegradabili fino al 90%, sebbene possano presentare leggere differenze nell'effetto riflettente. Altre soluzioni green includono i glitter PLA, realizzati con Acido Polilattico derivato da fonti rinnovabili. Anche se la loro degradazione avviene in condizioni estreme anziché a temperatura ambiente, rappresentano comunque una scelta più sostenibile rispetto ai glitter tradizionali.

L'adozione di queste innovazioni nell'industria cosmetica non solo favorisce la sostenibilità ambientale, ma stimola anche una maggiore consapevolezza nell'utilizzo di prodotti eco-friendly, promuovendo così uno stile di vita più verde e responsabile.

IMBALLAGGI SOSTENIBILI: IL CONTRIBUTO DELLE BIOTECNOLOGIE VERSO IMBALLAGGI SOSTENIBILI E GLITTER ECO-FRIENDLY

Nonostante i numerosi vantaggi offerti dalle biotecnologie cosmetiche, è importante considerare anche le sfide e le preoccupazioni etiche associate. Ad esempio, l'ingegneria genetica delle piante solleva interrogativi sull'incidenza sulla biodiversità e sulla sicurezza alimentare. È fondamentale affrontare queste questioni con attenzione e responsabilità, garantendo che gli sviluppi nel campo delle biotecnologie cosmetiche siano sempre orientati verso la sostenibilità e il rispetto dell'ambiente. È necessario, concepire i packaging in chiave ecodesign, riflettendo sul loro ciclo di vita e integrando caratteristiche di biodegradabilità, riciclabilità e riutilizzabilità. La produzione di biopolimeri con proprietà specifiche attraverso le biotecnologie consentono di adattarsi alle esigenze del packaging cosmetico, garantendo allo stesso tempo la biodegradabilità e la sostenibilità. Le biotecnologie offrono infatti diverse possibilità per intervenire nello sviluppo di packaging green, inoltre, le biotecnologie permettono la produzione su larga scala di biopolimeri attraverso fermentazione microbica o ingegneria genetica di microrganismi, riducendo così l’impiego di materiali petrolchimici. Ancora, le biotecnologie possono essere impiegate per sviluppare processi di decomposizione e riciclo dei materiali di packaging. Ad esempio, enzimi microbici possono essere utilizzati per degradare i materiali plastici in composti biodegradabili o per estrarre componenti utili dai rifiuti.

SFIDE ETICHE E PROSPETTIVE FUTURE: CONSIDERAZIONI SULLA BIODIVERSITÀ E SICUREZZA ALIMENTARE

Costruire un Futuro in cui Bellezza e Sostenibilità si Intrecciano

In conclusione, le biotecnologie stanno rivoluzionando il settore cosmetico, offrendo soluzioni innovative per prodotti più sostenibili e rispettosi dell'ambiente. È essenziale continuare a promuovere la ricerca e lo sviluppo in questo campo, assicurando che gli avanzamenti tecnologici siano sempre accompagnati da una rigorosa valutazione degli impatti ambientali e delle considerazioni etiche. Solo così potremo costruire un futuro in cui bellezza e sostenibilità vanno di pari passo, e forse è proprio vero che: “La bellezza salverà il mondo” (L’idiota, Fëdor Dostoevskij).