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Uso de lactobacillus como probióticos para la fabricación de cremas cosméticas tópicas para la restauración de la piel

Uso de lactobacillus como probióticos para la fabricación de cremas cosméticas tópicas para la restauración de la piel

Autora principal: Valentina Cáceres Cervera

Vol. XVIII; nº 23; 1102

Use of lactobacillus as probiotics for the manufacture of topical cosmetic creams for skin restoration

Fecha de recepción: 16/11/2023

Fecha de aceptación: 11/12/2023

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVIII. Número 23 Primera quincena de Diciembre de 2023 – Página inicial: Vol. XVIII; nº 23; 1102

Autores:

  1. Valentina Cáceres Cervera
  2. Alexis Gafaro Montejo

Universidad Colegio Mayor De Cundinamarca, Programa Bacteriología y Laboratorio Clínico, Bogotá, Colombia

Resumen

Hoy por hoy la dermocosmética se ha vuelto un tema de importancia mundial gracias a diferentes factores como: mayor interés en cuidado facial, influencia a través de redes sociales, tratamientos no hormonales, entre otros.  Además, se han fomentado y buscado opciones más naturales, evitando el uso de químicos, efectos secundarios negativos y testeo en animales. Es por esto que diferentes investigaciones se basan en estudios in vitro sobre nuevas posibilidades en sus formulaciones para lograr éxito con sus productos.

La utilización de bacterias ha surgido como una nueva posibilidad y las cepas más utilizadas y estudiadas comúnmente son Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactoccocus lactis y Lactobacillus plantarum, ya que muestran propiedades inmunomoduladoras que transforman el cosmético probiótico en una fórmula que puede utilizarse como cosmético y tratamiento para enfermedades dermatológicas de la piel.

Estos tienen un efecto hidratante, estimulan la producción de lípidos y aceleran los procesos de reparación en la epidermis, dejando beneficios como: eliminación de patógenos, reducción de la producción de metabolitos tóxicos, aumento en la producción de anticuerpos (especialmente IgE), y restablecimiento de la homeostasis del sistema inmunológico mejorando la síntesis de citocinas (1). Sin embargo, esto aún es un reto para la industria, ya que comercializar probióticos significa asegurar la viabilidad del producto desde su producción y distribución hasta su uso en diferentes personas, por lo que, se necesita más que solo conocer la cepa y su función para así poder aplicarla y lograr el éxito.

Palabras clave: Lactobacillus, cosmética, restauración, cuidado facial, bioconservante.

Abstract

Nowadays, dermocosmetics has become a topic of global importance thanks to different factors such as greater interest in skincare, influence through social networks, and non-hormonal treatments, among others. In addition to encouraging the search for more natural options, avoiding the use of chemicals, negative side effects, and testing on animals. This is why different research is based on in vitro studies on new possibilities in their formulations to achieve success with their products.

The most commonly used and studied strains are Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactoccocus lactis, and Lactobacillus plantarum, they show immunomodulatory properties that transform the probiotic cosmetic into a formula that can be used as a cosmetic and treatment for dermatological skin diseases.

These have a moisturizing effect, stimulate lipid production, and accelerate repair processes in the epidermis, leaving benefits such as; elimination of pathogens, reduction of the production of toxic metabolites, increased production of antibodies (especially IgE), and restores homeostasis of the immune system by improving the synthesis of cytokines (1). However, this still represents a challenge for the industry, since marketing probiotics means ensuring the viability of the product from its production and distribution to its use in different people, therefore, more is needed than just knowing the strain and its function so it can apply it and achieve success.

Keywords: Lactobacillus, cosmetic, restauration, skincare, biopreservative.

Los autores de este manuscrito declaran que:

Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflictos de intereses.

La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El manuscrito es original y no contiene plagio.

El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.

Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.

Han preservado las identidades de los pacientes.

Introducción

En la actualidad, la industria cosmética busca renovarse constantemente debido a la gran demanda que ésta genera;  gracias a esto y al cambio climático se busca, además de innovar, ser más empático con el medio ambiente utilizando diferentes fuentes naturales y biodegradables, por lo que se abre una gran puerta a la utilización de microorganismos benéficos de los que aún no se tiene completo conocimiento de su potencial en sistemas diferentes al gastrointestinal, los cuales tienen la capacidad de reemplazar los componentes dañinos para el planeta y generar mejores resultados. Por lo tanto, surge la idea de utilizar cepas bacterianas como las pertenecientes al género Lactobacillus como probióticos, los cuales potenciarán la actividad benéfica de la crema cosmética, creando mejoría en distintos aspectos generando así un alza en la demanda de éstas, que abrirá paso a nuevas investigaciones del tema en este campo.

Inicialmente, es necesario definir el concepto de probiótico como:  microorganismos vivos adicionados en cantidades adecuadas para procesos benéficos, los cuales potencian el sistema inmunológico, mejorando la salud del huésped gracias a su reconocida función y permanencia en el tracto gastrointestinal contribuyendo a la microflora, lo cual, a su vez, contribuye a evitar procesos de disbiosis, que es de donde proviene la mayoría de sus estudios (2, 3). Sin embargo, específicamente en cosmetología, se busca utilizarlos para restaurar la barrera cutánea junto con su microbioma, moderando así la activación de distintos procesos inflamatorios que resultan desencadenando alergias o enfermedades tales como el acné.

Lactobacillus spp.  es un género de bacterias en forma de bacilos, anaerobios facultativos, grampositivos, productores de ácido láctico, mayormente conocidas por ser parte de la microflora vaginal, sin embargo, este no es el único lugar en el que se encuentran, ya que existen diferentes especies de Lactobacillus como también diferentes hábitats, en donde cada uno cumple una función esencial. Para su identificación se realizan distintos procesos moleculares ya que la identificación fenotípica no se considera confiable debido a que existen más de 170 especies (4).

Lactobacillus como probióticos benéficos

Un aspecto de la salud humana es el mantenimiento de la microflora, ya que esta se adapta a las condiciones externas como: contaminantes ambientales y naturales y el cuidado y la limpieza personal. Por ende, un componente natural ideal debe absorberse rápidamente y generar una capa protectora que asegure la actividad o función de sus componentes, esto ayudará a la adaptación de la piel y por consiguiente asegurará el producto a un enfrentamiento comercial durante su producción, distribución, almacenamiento y aplicación (5).

Los lactobacilos son distinguidos por todos los beneficios que brindan al cuerpo:  ayudan a descomponer los alimentos, absorber los nutrientes y combatir microorganismos que pueden causar diferentes enfermedades. Por lo mismo son reconocidos como seguros por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos, gracias a su historia de uso sin efectos nocivos en la salud humana (2). Hoy en día, conocidos sus mecanismos de función gracias a una investigación continua, se busca ampliar estos efectos benéficos usando Lactobacillus productores de ácido láctico en productos cosméticos para la epidermis y dermis, ya que se ha visto su capacidad antioxidante y adherente, la cual inhibe la oxidación de principios activos (6, 7, 8).

Estas especies bacterianas son variables en forma y tamaño debido a las diferentes condiciones de cultivo, y muestran además alta sensibilidad a factores como congelación, radiación UV, calor, secado y almacenamiento; por esta razón todos los días surgen ideas para investigaciones de futuros usos y beneficios principalmente de las especies:  Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum y Lactobacillus casei (8, 9). En cuanto a la piel, se considera que el microbioma cutáneo comprende hasta 107 microorganismos por cm2, entre los cuales se encuentran Corynebacterium, Streptococcus, Staphylococcus y Propionibacterias, que dan indicios del estado de salud de este tejido (10).

Las últimas tendencias en el mundo del cuidado de la piel es el uso de probióticos, ya que su origen natural lo hace más atractivo para el consumidor final, y a pesar de que las investigaciones realizadas aún se consideran en etapa inicial, estas han demostrado que su uso ayuda a combatir el envejecimiento y fotoenvejecimiento cutáneo (11), gracias a que su acción se basa en unir estos probióticos a la superficie epidérmica, generando así un efecto de hidratación profunda, reparación de la dermis y estimulación en la producción de lípidos, además de colonizar el área a tratar reduciendo el número de patógenos como la producción de metabolitos tóxicos o antimicrobianos.

Se menciona adicionalmente que los probióticos orales son esenciales, ya que ayudan a desarrollar efectos en cadena como la poliamida espermidina natural que provee propiedades antiinflamatorias y antioxidantes y todos los organismos vivos la contienen. A esta se le atribuyen beneficios como mejorar la actividad metabólica mitocondrial y la respiración, prolongar la vida, regula la expresión de proteínas, entre otras. Los niveles de espermidina se relacionan con la edad, por lo que a mayor edad hay una disminución de estos, lo que conlleva al desarrollo de enfermedades. Gracias a un buen número de investigaciones en probióticos, se observó que estos estimulan la producción de poliaminas en conjunto con la microbiota intestinal, ayudando a que los niveles de espermidina aumenten y se absorba más fácil, lo que puede significar que en un futuro se podrá usar esta estrategia como factor antienvejecimiento en diferentes productos cosméticos o con beneficio cosmético (12).

Principales afecciones cutáneas

La rosácea, el acné y la dermatitis atópica suelen ser los trastornos de la piel más frecuentes (13, 14). El acné es una enfermedad causada por muchos factores. Hasta el momento han sido identificadas cuatro vías principales en el acné: liberación de ciertos mediadores inflamatorios en la piel; cambios en el proceso de queratinización lo que provoca los puntos negros; aumento en la producción de sebo y colonización por Cutibacterium acnes. A todos los individuos predispuestos al acné, se les dificulta eliminar las células muertas gracias al exceso de queratina, generando así un bloqueo de las glándulas pilosebáceas (15). No obstante, aunque una flora inalterada sería lo ideal para mantener las funciones normales de la piel, ésta suele estar colonizada por diversos microorganismos que dan paso a la formación de comedones y obstrucción de los folículos sebáceos, por ejemplo Malassezia spp. que es un hongo causante de acné (14, 16).

Por otro lado, la dermatitis atópica o eccema atópico, es una enfermedad cutánea inflamatoria que se ha convertido en un problema de salud mundial por sus altos costos de atención médica en todo el mundo. Se considera como un trastorno sistémico por su asociación con trastornos respiratorios, infecciones cutáneas, alergias alimentarias, enfermedades inflamatorias y autoinmunes. Su origen se relaciona con factores genéticos, inmunitarios y ambientales, y el prurito es uno de sus síntomas más característicos (17-20).

Con respecto a la rosácea también conocida como dermatosis inflamatoria crónica, es caracterizada por afectar principalmente el rostro en partes como mejillas, nariz, mentón y frente, en las que se observa un enrojecimiento momentáneo o persistente, cambios fimatosos, y en casos más graves pápulas, pústulas y telangiectasias, que son síntomas guía para un adecuado diagnóstico. Es posible, aunque es raro, se pueden ver afectados los ojos. Esta dermatosis, genera síntomas como malestar por ardor, escozor y resequedad (21, 22).

Este tipo de enfermedades graves puede generar consecuencias a largo plazo como cicatrices, depresión o hiperpigmentación postinflamatoria, que reducen y deterioran la calidad de vida, autoestima y bienestar del paciente, y adicionalmente otros factores externos como la polución lo pueden empeorar, de allí la importancia de consultar a un dermatólogo para tener una opinión profesional como guía para seleccionar el tratamiento óptimo y así evitar complicaciones o cicatrices (23).

Inmunología

La microbiota de la piel y diferentes tipos de células epiteliales intervienen como barrera cutánea, importante contra patógenos, y a su vez, ayuda a modular las respuestas inmunes; caso de las criptidinas o defensinas que desarrollan un papel de defensa contra patógenos causantes de acné o las células caliciformes que ayudan al crecimiento y reparación epitelial (24, 25).

En el caso de los Lactobacillus estos muestran efectividad como tratamiento a afecciones inflamatorias tópicas de la piel, gracias a que se ha evidenciado que los Lactobacillus compiten con los patógenos de la piel por medio de la inhibición y adhesión, la producción de péptidos antimicrobianos y la resistencia a la colonización.  Por otra parte, diversos patrones moleculares asociados a su pared celular estimulan el sistema inmunológico, lo que prueba que los Lactobacillus aplicados tópicamente pueden promover la salud de la piel (26).

El microbioma intestinal brinda importantes beneficios metabólicos e inmunológicos al huésped, por lo que las alteraciones de éste afectan el equilibrio del sistema inmune, dando como resultado una disbiosis que contribuye al curso natural de enfermedades como la dermatitis atópica a través de la inflamación alérgica. Algunos metabolitos generados por el microbioma intestinal dirigen respuestas locales inmunitarias ya que estimula genes de citoquinas como IL-4, IL-13 y linfopoyetina lo que induce a una respuesta inmune inflamatoria alta de IgE. Se relaciona a S. aureus con este tipo de inflamación exacerbada (27, 28).

Se ha observado que las mujeres y los hombres tienen diferentes tipos de disbiosis intestinal, y los hombres muestran casos más severos de acné con mucha menor diversidad en su microbiota intestinal (29, 30).

Aparte de su impacto en la microbiota intestinal, los lactobacilos también tienen propiedades inmunomoduladoras a nivel de la piel, como lo demuestra el estudio de Gueniche y colaboradores (31).  Una cepa de Lactobacillus paracasei podría modular los mecanismos inflamatorios asociados a la piel.  En este estudio se estimuló la parte apical de la piel con probióticos, y se evidenció la capacidad de la cepa para anular vasodilatación, edema y recuperación de la función de la barrera cutánea (31).  Sin embargo, no es estrictamente necesario una aplicación local para ver estos resultados, dado que los probióticos administrados por vía oral afectan el microbioma intestinal a través de una modulación, generando una respuesta inmune antiinflamatoria, igual de beneficiosa para la piel, lo que conlleva a una mejora prometedora en afecciones cutáneas como dermatitis atópica, acné o rosácea (32, 33).

Con el paso de los años, diversos estudios han demostrado una asociación entre C. acnes y el acné vulgar, a pesar de ello, aún no se ha logrado establecer por completo la microflora facial en pacientes con acné, ya que se han notado diferencias entre la colonización de las glándulas sebáceas y la superficie de la piel. Se ha evidenciado que C. acnes aparte de ser uno de los principales microorganismos causantes de acné, también es una bacteria comensal que habita en el folículo sebáceo desarrollando un rol inhibidor contra bacterias patógenas como S. aureus y selectivo con S. epidermidis como comensal; que, a su vez, actúa con diferentes mecanismos que inhiben la proliferación de C. acnes, lo que genera un equilibrio en la microbiota y el sistema inmunológico, lo que permite una piel sana (34, 35).

Uno de los principales factores de virulencia de C. acnes es su capacidad para formar biopelículas y aumenta su adhesión al folículo pilosebáceo favoreciendo la aparición de puntos negros. Diferentes cepas de Lactobacillus tienen la capacidad de adherirse a la queratina lo que inhibe la formación de biopelículas, por lo que esta se considera una función esencial para su futuro uso como probióticos tópicos. Se entiende que se usan tratamientos faciales de forma habitual, pero un mal uso de estos por ejemplo una limpieza excesiva, puede afectar al microbioma y en algunas ocasiones alterar las vías locales de respuesta en procesos inflamatorios, favoreciendo así infecciones o sobreinfecciones por patógenos oportunistas (36).

Su investigación a través del tiempo

Desde hace varias décadas, el uso de probióticos ha tenido gran relevancia para la comunidad científica. Por ejemplo, en 1961, R. Siver realizó el primer ensayo clínico en pacientes con acné y probióticos, administrando una mezcla de Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus bulgaricus por vía oral a un total de 300 pacientes durante 8 días, seguidos de lavados y tratamientos durante 4 semanas más. Se observó mejoría en el 80% de los pacientes, especialmente en casos de acné inflamatorio.

Hace unos años se empezó a trabajar en una línea de cosméticos prebióticos que busca equilibrar la disposición de la microflora para inhibir el crecimiento de patógenos o transistores y aumentar las bacterias beneficiosas residentes, para esto se utilizó Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus gasseri y Lactococcus lactis en personas desde los 18 hasta los 75 años, en forma de loción probiótica sobre dermatitis atópica durante 3 semanas. Se observó inhibición contra C. acnes y se controló la colonización de S.aureus, lo que es una gran ventaja contra los efectos adversos de los antibióticos.

Por otro lado, Muizzuddin y colaboradores (37) hicieron un estudio de L. plantarum como antiinflamatorio para la reducción de un eritema causado por irritantes químicos y acné, con una concentración de 5% del probiótico se vieron resultados positivos ya que se redujo el eritema, la microflora y el tamaño de la lesión, también hubo reparo de la barrera de la piel; una concentración de 1% no mostró los efectos esperados para tratar acné leve según el mismo estudio (37).

En otro estudio mostró beneficio para la piel el uso de L.plantarum, este mejoró la cicatrización de heridas por quemaduras y ayudó a la prevención de infecciones en la zona, lo que es un buen indicio para tratamiento probiótico tópico tan eficaz como la sulfadiazina de plata (38). Sin embargo, es necesario continuar y profundizar en investigaciones sobre qué dosis de probióticos sería la ideal para diferentes parámetros fisiológicos manteniendo su efectividad, además de continuar con el estudio del microbioma cutáneo ya que este es individualizado por lo que no todas las intervenciones con probióticos funcionan para todos los tipos de pacientes (39, 40, 41).

Conservantes amigables con el medio ambiente

Uno de los mayores desafíos para la industria cosmética y farmacéutica es la conservación y preservación de sus componentes activos, de modo que deben incluir aditivos químicos en sus formulaciones para mejorar su vida útil (algunas veces derivados del petróleo), que resultan irritantes para la piel. Estos surfactantes ayudan a la distribución uniforme del producto al momento del uso, además de tener propiedades tales como capacidad humectante, detergente, solubilizante y emulsionante (42, 43).

Por consiguiente, hay una creciente presión por parte de los consumidores por productos respetuosos y sostenibles con el medio ambiente, que sean de origen natural, así que surge la alternativa de cambio de estos conservantes y tensioactivos químicos a biosurfactantes o biotensioactivos, que son biocompatibles y ecológicos, que se espera cumplan la misma función, teniendo en cuenta que son producidos a partir de sustratos renovables. Estas potenciales ventajas comprenden menor toxicidad, estabilidad para diferentes condiciones (temperatura, pH, salinización) y compatibilidad con la piel humana, además de la hidrólisis de los triglicéridos en la cadena de ácidos grasos de patógenos como Cutibacterium acnes (44, 45).

Estos bioproductos pueden ser obtenidos de algunas cepas como Lactobacillus paracasei o Lactobacillus pentosus, que ha demostrado funcionar como agente emulsionante y antioxidante natural, sin embargo, los altos costos generados en su producción y recuperación se consideran como obstáculos para su producción a gran escala.

Los biotensioactivos son obtenidos a partir de biomasa y fuentes renovables, a diferencia de los tensioactivos sintéticos obtenidos de la industria petroquímica, no obstante, aun conociendo sus ventajas surgen preguntas como ¿por qué aún no se ve reflejado su uso en formulaciones de cuidado personal o farmacéuticas si ya se han hecho varios estudios al respecto? o ¿tienen efectos secundarios al ser microorganismos vivos? Realmente el problema original es la producción, extracción y purificación de los mismos, ya que la biotecnología que se necesita para obtener estos metabolitos secundarios implica un mayor costo de producción que muchas industrias no están dispuestas a asumir en su totalidad (42). Así que se destaca que estos biosurfactantes serían utilizados únicamente si tienen un rendimiento igual o superior al de sus homólogos químicos, lo que incluye un precio competitivo en el mercado (46).

Como ejemplo se resalta el trabajo Rodriguez y Colaboradores (42) que demostraron el potencial de un biosurfactante obtenido de maíz fermentado, el cual es completamente natural y actúa como conservante contra bacterias aeróbicas, con una prometedora aplicación en la industria cosmética ya que no afecta membranas biológicas sensibles (42).

Otras consideraciones importantes sobre el uso de probióticos

Se ha observado que los rayos UV afectan la composición y actividad de la microbiota cutánea, lo que genera efectos tanto positivos como negativos, ya que puede generar una disminución de patógenos oportunistas como S. aureus, con la aparición de una inflamación crónica (46). Se ha demostrado que la inflamación cuenta como factor endógeno en el envejecimiento, así que la eliminación de la inflamación podría ser una estrategia potencial para combatir el envejecimiento (47). Por eso, un protector solar con compuestos activos basados en microbios tiene un gran atractivo para la fotoprotección. Cierto tipo de productos humectantes impiden la eficacia de tratamientos tópicos, ya sea por efectos irritantes o efectos adversos, lo que puede provocar síntomas como eritema, prurito, sequedad, ardor, entre otros (48).

Del mismo modo, los cosméticos han sido de gran ayuda para diferentes tratamientos contra el acné, gracias a que equilibran la irritación y sequedad, no obstante, es necesario el consejo de un profesional para guiar la elección del tratamiento o cosmético de acuerdo a eficacia, tolerancia y efectos secundarios notables. Una correcta elección y uso de estos dermocosméticos reduce las lesiones acneicas, inflamatorias o no. Una buena elección de estos productos tiene en cuenta la interacción entre el tipo de piel y el producto, método de limpieza, área y momento lo que genera una percepción cosmética efectiva (49, 50).

Por otro lado, el ácido hialurónico es un hidratante especial utilizado en cosmética como emulsión o suero. Se trata de uno de los ingredientes más utilizados y seguros, y es realmente útil para hidratación y elasticidad, por lo que se asocia al efecto antiarrugas, pero la eficacia de este depende muchas veces del peso molecular ya que si su peso es elevado puede ser más complejo que penetre en la piel. No obstante, este solo representa el 5% del total de la formulación, y en muchos casos se trata de hialuronato de sodio, que es un derivado del ácido hialurónico normal y hace parte del colágeno, posee un peso molecular menor lo que facilita su absorción. La fórmula total se completa con extractos de plantas, vitaminas, aminoácidos, péptidos, proteínas, sacáridos, y ahora probióticos (51, 52).

Todo esto señala a el uso de probióticos en cosmetología, especialmente productos para lavado y cuidado de la piel en afecciones mencionadas anteriormente como:  dermatitis atópica, acné, rosácea, entre otras. Su función principal es proteger y reducir la inflamación.

Además, estos microorganismos probióticos producen ácido láctico, el cual tiene propiedades hidratantes, antiarrugas y antienvejecimiento, lo que promueve regeneración de piel que funciona como tratamiento para desarrollo de microflora normal y funcionamiento de la barrera protectora (53, 54).

Conclusiones

Así y todo, para poder comercializar formulaciones con probióticos, el producto debe contener suficientes microorganismos vivos al momento de uso para así obtener los resultados mostrados en los estudios clínicos y generar el beneficio y objetivo deseado. Si bien, la apariencia de la piel puede ser subjetiva para el consumidor, se puede medir factores tales como presencia de cicatrices, marcas, manchas, color de piel, apariencia de contraste o mejora en afecciones. De aquí la importancia de utilizar conservantes efectivos, ya que es un gran desafío para la industria cosmética retener la viabilidad de las bacterias probióticas desde su formulación y producción hasta su distribución y uso por parte del consumidor final, ya que un probiótico puede morir por la sequedad o multiplicarse de manera descontrolada por la humedad (55).

Actualmente son utilizados minerales arcillosos para estabilizar productos farmacéuticos debido a su alta capacidad de absorción, lo que genera un creciente interés para uso biológico. Sin embargo, estas investigaciones y sus usos en cosmetología recién están desarrollándose. (56).

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