Yıllardır üzerinde çalışılan Xanthochrome, Northwestern Üniversitesi kimya bilimcileri Leila Deravi ve Camille Martin'in, araştırmalarının başlarında iyi bir şey bulduklarını fark ederek denizden ilham alan biyoteknoloji şirketi Seaspire'ı kurmalarıyla ortaya çıktı. Yıllar süren araştırmanın ardından bitiş çizgisine yaklaşırken, yeni bir çalışma şimdi geniş bir uygulama yelpazesinde etkinliğini doğruladı.
Xanthochrome tam olarak nedir? Fiziksel formda kahverengi bir tozdur, ancak arkasındaki bilim çok daha ilginçtir. Ahtapot gibi kafadan bacaklıların ve böceklerin derisinde bulunan önemli bir pigment (veya ommokrom) molekülü olan xanthommatin'in sentezlenmiş versiyonudur. Ksantomatin aynı zamanda jumbo kalamar (Dosidicus gigas) ile ilgili 2019 tarihli bir makalede ayrıntılı olarak açıklandığı üzere önemli bir antioksidandır. Pigment molekülleri, kafadanbacaklıların yapısının önemli bir biyoaktif bileşenidir ve aynı zamanda ışık dalga boyu emilimini ve nihayetinde yüzeyin hangi renk olarak algılanacağını kontrol eden bir kromofor bölgesi barındırırlar. (Hayvanların kamuflaj yeteneklerinde kaslarla birlikte çalışan pigment üreten hücreler olan kromatoforlarla karıştırılmamalıdır).
Seaspire'ın bilimsel danışmanı ve Northeastern'da kimya ve kimyasal biyoloji doçenti olan Deravi, "Kafadanbacaklıların benzersiz renklerinin sırrı, Northeastern'daki laboratuvarımızda tanımladığımız çok işlevli kimyasal bileşiklerinden kaynaklanıyor" dedi. "Camille'in doktora çalışması, kafadanbacaklı derisinin içinde bulunan ve hayvanın kamuflajına katkıda bulunan bu küçük moleküllerin aynı zamanda gerçekten ilginç antioksidan özelliklere sahip olduğunu gösteren ilk çalışmaydı.
"Bunlar, cilt sağlığı ve cilt bariyeri işlevi için çok önemli olan serbest radikal temizleyicilerdir" dedi ve araştırana kadar kimsenin ksantomatin'in üstün ultraviyole ışık koruyucu özelliklerini incelemediğini ekledi. "Ayrıca, bazı UV filtrelerinin ve güneş kremlerinin ana işlevi olan güneş ışığına maruz kalmaya karşı koruma sağlayan oldukça önemli optik özelliklere de sahiptirler."
İşte bu noktada insan cildinin korunmasına yönelik adaptasyonları devreye giriyor. Son çalışmada bilim insanları, ksantomatinin sentezlenmiş bir versiyonunun, mercanlar gibi deniz yaşamı veya insanlar üzerinde herhangi bir olumsuz etkiye sahip olmadan, çinko oksit ile karıştırıldığında güneş koruyucu koruma seviyelerini nasıl önemli ölçüde artırabileceğini gösteriyor.
Deravi, "Güneş kremlerindeki (geleneksel) UV filtreleriyle ilgili pek çok toksisite var" dedi. "Özellikle bazı kimyasal UV filtrelerinin, sadece çevre için kötü olmakla kalmayıp aynı zamanda cildimize sızarak sistemik toksisitelere neden olabilen reaktif oksijen türleri yarattığı bilinmektedir."
Bilim insanları çalışmalarından yola çıkarak, çinko oksidin ultraviyole korumasını %28 oranında arttırdığı ve görünür ışığı engelleme potansiyelini %45 oranında yükselttiği tespit edilen Xanthochrome'u formüle ettiler. Bir güneş kreminde ihtiyaç duyulan miktarın beş katı mercan örnekleri üzerinde test edildiğinde hiçbir olumsuz etkisi olmamıştır. Çalışma ayrıca, ham haliyle kahverengi, dokulu bir toz olarak görünen Xanthochrome'un cildi foto yaşlanmaya karşı koruduğunu ve hatta güneşten zarar görmüş cilt kalitesini geri kazandırabildiğini gösterdi. Ekip, biyolojik olarak esinlenilen bu ürünü, diğer formüllere eklenebilecek ve mineral bazlı güneş kremlerine etkili bir güçlendirici olarak işlev görebilecek gerçek bir yeni nesil bileşen olarak görüyor.
Martin, "Yeni bir molekül yaratmadık" dedi. "Kafadanbacaklılarda bulunan biyomoleküllerin özelliklerini izole edip karakterize edebildik, doğal olarak oluşan malzemenin biyo-özdeş bir versiyonunu tasarladık ve Xanthochrome'u çok çeşitli cilt bakımı faydaları sağlayan yeni bir aktif bileşen olarak konumlandırdık."
Seaspire, 2022 yılında araştırma ve geliştirme için 4 milyon ABD doları tutarında yatırımcı fonu sağladı ve Martin ve Deravi bu fonun bitiş çizgisinde olduklarını söylüyor. Şimdi amaçları, Xanthochrome'u laboratuvardan pazara sunmak için yeni ortaklıklar kurmak ve sadece bağımsız bir ürün değil, diğer üreticiler için de önemli bir bileşen olmayı hedeflemek.
Martin, "Gerçekten geniş bir kullanıcı yelpazesinde uygulanabilecek ve benimsenebilecek ürünler yaratıyoruz" dedi. "Sadece tüm insanlar için değil, aynı zamanda çevre için de güvenli olan bir şey yaratıyoruz."
Deravi, "Tek bir molekülün bu kadar çok işleve sahip olabileceği gerçekten ilginç bir alan," diye ekledi. "Yeni hammaddelerin hem insanlar hem de nihayetinde her ürünün içine karışacağı okyanus için güvenli olduğunu kanıtlamak zorundasınız."
Bilim insanları daha önce de aynı biyoteknolojiyi kullanarak kullanıcının güneşe maruz kalma durumunu ölçen bir yama geliştirmişlerdi. Xanthommatin, renk değiştiren boyalar ve diğer malzemeler üzerinde çalışan bilim insanlarının da ilgisini çekti.
Araştırma International Journal of Cosmetic Science dergisinde yayınlandı ve Northeastern ekibi için her şeyin nerede başladığını 2019 tarihli bu videoda görebilirsiniz.