Peptide und Proteine in Kosmetika: Teil 1

Was sind sie und ihr gesetzlicher Status

Lassen wir die Kontroverse um den Begriff „Cosmeceuticals“ (dazu später mehr) erst einmal beiseite, denn Proteine und Peptide, die in Kosmetika verwendet werden, fallen praktischerweise unter einen solchen Oberbegriff.

Der Begriff „Cosmeceuticals“ wurde vor mehr als 25 Jahren von Professor Albert Klingman geprägt und ist seitdem schnell in das Kosmetiklexikon eingegangen (mehr als 1,5 Millionen Treffer bei Google). Der Begriff ist im Grunde eine Zusammenziehung von „kosmetisch“ und „pharmazeutisch“ und birgt daher das Versprechen, dass solche Inhaltsstoffe eine arzneimittelähnliche Wirkung auf die Hautalterung und andere Hautprobleme haben. Das bedeutet, dass diese Inhaltsstoffe eine gewisse physiologische Wirkung haben, wodurch die Grenzen zwischen kosmetischen und pharmazeutischen Wirkstoffen verschwimmen (dazu später mehr).

Ein solches Beispiel für einen kosmezeutischen Inhaltsstoff könnte Niacinamid sein, eine chemisch definierte Substanz, die in Kosmetika häufig verwendet wird, um die Barrierefunktion der Haut zu verbessern, die Haut mit Feuchtigkeit zu versorgen, vor UV-Schäden zu schützen und entzündungshemmende Eigenschaften zu besitzen, die Akne und Reizungen lindern.

Peptide und Proteine in Kosmetika: Funktion der Haut

Bei solch aufregenden Funktionen und Ansprüchen ist es kein Wunder, dass die Cosmeceuticals einen gesunden Markt haben. Nach Untersuchungen von Mordor Intelligence wird erwartet, dass der Markt für kosmezeutische Produkte in Nordamerika um durchschnittlich 8,24% pro Jahr wächst und im Jahr 2024 einen Umsatz von 18 Milliarden Dollar erreicht.

Wie bereits erwähnt, sind Cosmeceuticals Inhaltsstoffe, die eine physiologische Wirkung vermitteln. Dies ist per Definition die Aufgabe eines Proteins oder Peptids. Genauer gesagt kann man sich Proteine und Peptide als Schlüssel vorstellen, die molekulare Schlösser aufschließen, die zu molekularen Veränderungen führen, die sich letztendlich als beobachtbare physiologische Veränderungen manifestieren. Kurz gesagt: Proteine und Peptide bestimmen alles, was Sie zu dem macht, was Sie sind.

Wir sind mit den Genen, dem Code des Lebens, vertraut. Proteine und Peptide sind jedoch die funktionellen Einheiten, die es den Genen ermöglichen, ihre Eigenschaften zu entfalten. Insbesondere beeinflussen die von den jeweiligen Genen kodierten Proteine das Aussehen, indem sie den Grad der Melaninablagerung in Auge und Haut bestimmen. Je mehr Melanin sich ablagert, desto dunkler ist die Augen- und Hautfarbe. Eine weitere Eigenschaft, die durch Proteine bestimmt wird, ist die körperliche Stärke. Myofibrillen, die die Muskelkontraktion ermöglichen, sind Filamente, die aus Aktin, Myosin und Titin zusammen mit anderen Proteinen bestehen, die sie zusammenhalten. Die Rolle der Proteine bei der Immunität ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, da Antikörper, Zytokine und Chemokine von Natur aus Peptide und Proteine sind. Mit der Gehirnfunktion verhält es sich genauso, denn viele Neurotransmitter sind Peptide.

Und schließlich, und das ist für Kosmetika am interessantesten, spielen Peptide und Proteine eine wesentliche Rolle für die Struktur und Integrität der Haut. Elastin, das Protein der extrazellulären Matrix, verleiht der Haut ihre Elastizität, so dass sie ihre Form nach dem Dehnen oder Zusammenziehen beibehält. Filaggrin ist für die Regulierung der epidermalen Homöostase und der Hautbarrierefunktion innerhalb des Stratum corneum, der äußersten Schicht der Haut, unerlässlich. Sobald Keratin in der Epidermis abgelagert ist, ist es für die Wasserdichtigkeit und Festigkeit der Haut verantwortlich. Ähnlich wie Elastin und Keratin ist auch Kollagen für die Festigkeit und Elastizität der Haut verantwortlich. Da es der Hauptbestandteil der Haut ist, führt sein Abbau zu Falten, die mit der Alterung einhergehen, und ist daher das offensichtlichste Ziel für Anti-Aging-Behandlungen. Darüber hinaus stehen alle diese strukturellen Hautproteine unter der Kontrolle von Wachstumsfaktoren wie dem epidermalen (EGF) und dem Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF), was bedeutet, dass ihre Expression unter normalen physiologischen Bedingungen streng kontrolliert wird.

Die Entschlüsselung der INCI – was steckt in einem Namen?

Es liegt auf der Hand, dass Proteine und Peptide eine integrale und oft komplexe Rolle für die Gesundheit der Haut spielen und als solche sehr attraktive Ziele für Kosmetikmarken sind, die den Zahn der Zeit umkehren wollen. Um diese Proteine besser zu verstehen und ihre Sicherheit bewerten zu können, müssen wir jedoch zunächst genauer verstehen, was sie sind, wie sie benannt werden und welchen regulatorischen Status diese interessanten Inhaltsstoffe haben.

Kurz gesagt, man kann sich ein Protein oder Peptid als eine Kette von Perlen vorstellen, wobei jede Perle eine der 22 Aminosäuren enthält. Je nach der Sequenz dieser Aminosäuren kann sich das Protein oder Peptid in sehr spezifische 3D-Konformationen falten. Diese Konformationen sind es, die dem Protein seine Funktion als Schlüssel verleihen. Ein spezifisch geformter Schlüssel (Peptid) interagiert und öffnet ein spezifisches Schloss (Zellrezeptor), was zu einer Kaskade von intermolekularen Mechanismen führt, die sich schließlich in einer biologischen Funktion manifestieren (z.B. erhöhte Kollagensynthese).

Die Nomenklatur von Proteinen und Peptiden mag auf den ersten Blick verwirrend erscheinen, ist aber recht einfach und logisch. Ein Protein ist zum Beispiel eine Sequenz von Aminosäuren, die länger als 50 ist, während ein Peptid mehr als 25 ist. Der einzige Unterschied zwischen einem Protein und einem Peptid ist also die Größe, und Peptide können als kleinere Proteine betrachtet werden.

Außerdem werden die griechischen Qualifier-Präfixe verwendet, wenn die INCI von Peptiden und Proteinen in Kosmetika angegeben wird. Zum Beispiel bezeichnen Di-, Tri-, Tetra- und Pentapeptide Peptide mit einer Länge von 2, 3, 4 und 5 Aminosäuren und so weiter. Um die INCI op Peptide weiter zu entschlüsseln, werden die INCIs auch durch eine Nummer ersetzt, die eine einzigartige Sequenz von Aminosäuren bezeichnet. Zum Beispiel besteht Dipeptid-9 aus der Sequenz Glutamat und Lysin, während Dipeptid-10 aus Alanin und Histidin besteht.

Um noch mehr Verwirrung zu stiften, können der INCI weitere Präfixe hinzugefügt werden, die auf die chemische Veränderung hinweisen, der das Peptid unterzogen wurde. Diese chemischen Modifikationen werden in der Regel vorgenommen, um die Durchlässigkeit und Stabilität des Peptids zu verbessern.

Schließlich können Peptide entweder als SH- (synthetisches humanes Peptid) oder RH- (rekombinantes humanes Peptid) bezeichnet werden. Letzteres ist gemäß der Kosmetikverordnung EG 1223/2009 für die Verwendung in Kosmetika verboten. Der Grund hierfür sind Bedenken hinsichtlich möglicher spongiformer Enzephalopathien beim Menschen und bestimmter Viruserkrankungen, die durch Zellkulturen von Säugetieren ausgelöst werden können, da viele der in Zellkulturen verwendeten Reagenzien aus Rindernebenprodukten wie fötalem Kälberserum gewonnen werden. Daher sind auf dem europäischen Markt nur SH-Peptide und -Proteine zugelassen, deren Ausgangsgen eine synthetisierte Kopie des menschlichen Gens ist und nicht direkt aus einer menschlichen Zelle isoliert wurde. Beispiele für INCIs sind unten aufgeführt:

Tabelle 1: INCI-Beispiele für in Kosmetika verwendete Peptide

MakromolekülSequenz
Dipeptid-9Glu-Lys
Dipeptid-10Ala-His
Tripeptid-9Asp-Lys-Val
Tripeptid-10Asp-Leu-Lys
Palmitoyl Tripeptid-5Palmitoyl-Lys-Val-Lys
Acetyl Tripeptid-8Acetyl-Lys-Val-Lys
SH-Polypeptid-51Superoxid-Dismutase, hergestellt durch Fermentation in E.coli. Das Ausgangsgen ist eine synthetisch hergestellte Kopie des menschlichen Gens
RH-Polypeptid-51Superoxid-Dismutase, hergestellt durch Fermentation in E.coli. Das Ausgangsgen wird direkt aus einer menschlichen Zelle isoliert

Anti-Aging-Peptide

Die Veränderung der molekularen Struktur der Haut durch die Veränderung der Expression von Schlüsselproteinen, die an der Erhaltung der Hautgesundheit beteiligt sind, ist daher ein sehr wünschenswertes Ergebnis. Dies wird durch exogene (d.h. in den Körper eingebrachte) Peptide erreicht, die in der Lage sind, Veränderungen in den komplexen Bahnen, die die Expression von Hautproteinen regulieren, zu bewirken.

Kurz gesagt, geschieht dies durch 4 verschiedene Mechanismen: Verbesserung der Zufuhr von Spurenelementen, die für Prozesse benötigt werden, Stimulierung der Produktion, Verringerung der Muskelkontraktion und Hemmung von Enzymprozessen, die mit der Alterung zusammenhängen. Es gibt eine Reihe von kommerziell erhältlichen Rohstoffen, die auf diesen verschiedenen Ebenen wirken und Anti-Aging-Funktionen versprechen. Diese werden im Folgenden vorgestellt:

Tabelle 2: Beispiele für Peptide mit molekularen Anti-Aging-Wirkungsweisen

Arten von Peptiden, die in Kosmetika verwendet werdenMechanismus des Anti-AgingBeispiel
Träger-PeptideVerbessern Sie die dermale Versorgung mit Spurenelementen, die für antymatische Prozesse (Wundheilung) notwendig sindKupferpeptid-GHK
SignalpeptideStimulieren die Fibroblastenproduktion von Kollagen, die Proliferation von Elastin, Fibronektin, Laminin, usw.Syn®-coll (Palmitoyl Tripeptide-5)
Decorinyl™ (ein Tetrapeptid)

Neurotransmitter-hemmende Peptide
Zur Verringerung der Kontraktion der Gesichtsmuskeln und damit der Falten (Muskelentspannung)Argireline®, Vialox® und Syn®-ake
Enzym-hemmende PeptideHemmt ein Enzym, das mit dem Alterungsprozess zusammenhängtGlycin-Sojaprotein (Preregen®) und Sericin

Regulatorischer Status

Es ist offensichtlich, dass Peptide interessante Funktionen für Kosmetika bieten. Es gibt bereits verschiedene Rohstoffe auf dem Markt, die solche Wirkungen versprechen, was durch schöne Wirksamkeitsstudien bestätigt wird, die eine erhöhte Dicke der Epidermis, eine erhöhte Produktion von Kollagen, eine Verringerung von Falten usw. zeigen. Wir haben oben bereits einige der regulatorischen Anforderungen bezüglich der Herkunft der Ausgangsgene angesprochen. Aber das ist noch nicht alles. Tatsächlich dreht sich der größte Teil der Gesetzgebung um die Funktion dieser Peptide (da ihnen eine physiologische Wirkung nachgewiesen wurde) und darum, wie diese Wirkungen in der Öffentlichkeit kommuniziert und wahrgenommen werden.

Wie eingangs erwähnt, gilt der Begriff „kosmezeutisch“ als umstritten, da Inhaltsstoffe nur als Kosmetika oder als Arzneimittel wahrgenommen werden können; „kosmezeutisch“ impliziert beides und wird von den Aufsichtsbehörden auf beiden Seiten des Atlantiks nicht akzeptiert. Kurz gesagt, ein kosmetischer Inhaltsstoff ist dazu bestimmt, „zu reinigen, zu verschönern, die Attraktivität zu fördern oder das Aussehen zu verändern“[FD&C Act, 201 (i)], während ein Arzneimittel dazu bestimmt ist, „die Struktur oder eine Funktion des menschlichen Körpers zu beeinflussen“, wie die FDA sagt[FD&C Act, 201 (g)(1)]. Auch in der EU wird ein kosmetisches Mittel definiert als ein Produkt, das die Funktion hat, zu reinigen, zu parfümieren, das Aussehen zu verändern und/oder Körpergeruch zu korrigieren und/oder zu schützen und in gutem Zustand zu halten. Ein Arzneimittel ist definiert als eine Substanz mit Eigenschaften zur Behandlung oder Vorbeugung von Krankheiten beim Menschen oder mit der Funktion, physiologische Funktionen wiederherzustellen, zu korrigieren oder zu verändern.

Der Unterschied zwischen einem kosmetischen Mittel und einem Arzneimittel liegt also in seinem Verwendungszweck. Wie wird also der Verwendungszweck festgestellt? Dies geschieht über die Produktaussagen, die Verbraucherwahrnehmung und darüber, ob die Inhaltsstoffe einen bekannten therapeutischen Nutzen haben. Es sollte auch betont werden, warum eine Kosmetikmarke sich von arzneimittelähnlichen Behauptungen und damit Produkten fernhalten möchte, da es erhebliche Unterschiede gibt, wie Kosmetika und Arzneimittel getestet, registriert und zugelassen werden. Ein offensichtlicher Unterschied besteht darin, dass Medikamente vor der Marktzulassung in umfangreichen präklinischen und klinischen Studien auf ihre Sicherheit und Wirksamkeit getestet werden müssen. Wenn Sie sich also an die vorgesehenen kosmetischen Verwendungszwecke halten, sparen Sie Millionen von Dollar und Jahre der Entwicklung.

Ansprüche

Die bestimmungsgemäße Verwendung wird durch die Behauptungen festgelegt, die das Produkt in Form von Produktetiketten, Werbung und Beschreibungen in den populären Medien vorbringt. Die Behauptungen können ein Produkt entweder als Arzneimittel einstufen, obwohl es eigentlich ein Kosmetikum sein sollte. Behauptungen, die auf die Behandlung oder Vorbeugung von Krankheiten oder auf die Veränderung der physiologischen Struktur und/oder Funktion des menschlichen Körpers hinweisen, sind ein Hinweis auf Arzneimittel. Die Behauptungen, dass die Produkte beruhigend und pflegend wirken, werden als kosmetische Verwendungszwecke wahrgenommen. Klare und eindeutige Angaben können als arzneimittelbezogene Angaben betrachtet werden, während Angaben über das Aussehen als kosmetische Angaben betrachtet werden können, wie im Folgenden erläutert wird. Weitere Beispiele finden Sie auf der Website der FDA, da dort alle Warnschreiben der FDA für kosmetische Produkte mit Arzneimittelangaben veröffentlicht sind.

Tabelle 3: Kosmetische Mittel und ihre jeweiligen Arzneimittelansprüche

Kosmetischer AnspruchMedikamentenanspruch
„Verbessert feine Linien und Fältchen“„Entfernt feine Linien und Fältchen“
„Beruhigt fleckige oder raue Haut“„Repariert geschädigte Haut“
„Geeignet für zu Akne neigende Haut“„Behandelt Akne“
„Lindert das Auftreten von Altersflecken“„Verhindert Altersflecken“
„Erhält die Festigkeit der Haut“„Erhöht die Dicke der Epidermis“

Wahrnehmung der Verbraucher

Dazu gehört die Vorstellung, warum der Verbraucher das Produkt kauft und was er von ihm erwartet. Dies ist zum Teil auch auf den Ruf des Unternehmens zurückzuführen, das das Produkt verkauft. Zum Beispiel wird ein Produkt von den Verbrauchern als Mittel zur Behandlung und Vorbeugung von Akne wahrgenommen, je nachdem, welche Behauptungen aufgestellt werden, wie es beworben wird und wie das Unternehmen wahrgenommen wird. Man sieht also, dass die Angaben wieder einmal eine große Rolle spielen, nicht nur bei der Information über den Verwendungszweck, sondern auch in der Wahrnehmung der Verbraucher.

Verwendete Zutat

Bestimmte Inhaltsstoffe können einen bekannten therapeutischen Nutzen haben und daher ein kosmetisches Mittel als Arzneimittel kennzeichnen, auch wenn das Produkt als Kosmetik gedacht ist. Ein Beispiel dafür ist das Fluorid, das bekanntermaßen Karies vorbeugt. Daher können Zahnpasten mit Fluorid in den USA unabhängig von den Angaben als Arzneimittel betrachtet werden, während in der EU fluoridhaltige Zahnpasta unter bestimmten Bedingungen (Grenzwert von 0,15% und Angabe des Fluoridgehalts auf dem Etikett) als Kosmetikum akzeptiert wird.

Letztendlich werden Kosmetika und Arzneimittel anhand ihres Verwendungszwecks unterschieden, der in erster Linie durch ihre Angaben bestimmt wird. Auf der Grundlage des Handbuchs der Arbeitsgruppe für kosmetische Mittel zu Borderline-Produkten werden Substanzen, die physiologische Funktionen wiederherstellen, korrigieren oder modifizieren, indem sie pharmakologische Wirkungen ausüben, jedoch „aufgrund ihrer Aufmachung“ (also wie oben beschrieben) oder „aufgrund ihrer Funktion“ identifiziert. Letzteres wird „unter Berücksichtigung aller Eigenschaften des Produkts, einschließlich Absorption, Konzentration, Verabreichungsweg, Häufigkeit der Anwendung, Anwendungsort und Grad der Penetration“ bewertet. Dies sind alles Bestandteile der Toxikologie, und das ist ziemlich wichtig, da dies darauf hinweist, dass Kosmetika und Arzneimittel nicht nur durch den Verwendungszweck unterschieden werden, der durch die Behauptungen bestimmt wird, sondern auch durch die Toxikologie. Dies ist insofern bedenklich, als Peptide, wie sie in Kosmetika verwendet werden, bereits vielversprechende Anti-Aging-Aktivitäten gezeigt haben und somit eine physiologische Funktion haben. Die Funktion, die sie ausüben, und auch mögliche Nebenwirkungen werden jedoch nicht von Behauptungen diktiert, sondern von Wissenschaft und Biologie.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Peptide und Proteine aufgrund ihrer Anti-Aging-Aktivität interessante kosmetische Inhaltsstoffe sind. Es gibt bereits eine Fülle von kosmetischen Rohstoffen auf Peptidbasis auf dem Markt, und weitere werden ständig erforscht. Bislang geht es bei der Regulierung dieser Inhaltsstoffe hauptsächlich um die genetische Herkunft und die Angaben. Es gibt jedoch ein Gleichgewicht mit ausgeprägter physiologischer Aktivität, die oft von Nebenwirkungen begleitet wird, die untersucht werden müssen. Im nächsten Teil werde ich erörtern, wie wir die Sicherheit dieser Inhaltsstoffe der nächsten Generation bewerten, insbesondere in der heutigen Welt, in der Tierversuche verboten sind. Die Bewertung dieser Inhaltsstoffe dient nicht nur dazu, sichere kosmetische Produkte zu gewährleisten, sondern kann, wie bereits erwähnt, auch eine wichtige Rolle bei der Unterscheidung zwischen Kosmetika und Arzneimitteln für diese interessanten und neuartigen Inhaltsstoffe spielen.

Artikel von
Dr. Boris Krivoshiev,
Leitender Toxikologe

Author

  • Frédéric Lebreux

    Dr. Frédéric Lebreux is Biorius's Chief Executive Officer and has worked in the cosmetic industry for more than 13 years. He is regularly invited as a speaker or Professor to cosmetic events.

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