Boosting of retinol activity using novel lecithin: Retinol acyltransferase inhibitors

Lecithin:retinol acyltransferase (LRAT) is the main enzyme catalysing the esterification of retinol to retinyl esters and, hence, is of central importance for retinol homeostasis. As retinol, by its metabolite retinoic acid, stimulates fibroblasts to synthesize collagen fibres and inhibits collagen‐degrading enzymes, the inhibition of LRAT presents an intriguing strategy for anti‐ageing ingredients by increasing the available retinol in the skin. Here, we synthesized several derivatives mimicking natural lecithin substrates as potential LRAT inhibitors. By exploring various chemical modifications of the core scaffold consisting of a central amino acid and an N‐terminal acylsulfone, we explored 10 different compounds in a biochemical assay, resulting in two compounds with IC50 values of 21.1 and 32.7 μM (compounds 1 and 2), along with a simpler arginine derivative with comparative inhibitory potency. Supported by computational methods, we investigated their structure–activity relationship, resulting in the identification of several structural features associated with high inhibition of LRAT. Ultimately, we conducted an ex vivo study with human skin, demonstrating an increase of collagen III associated with a reduction of the skin ageing process. In conclusion, the reported compounds offer a promising approach to boost retinol abundance in human skin and might present a new generation of anti‐ageing ingredients for cosmetic application. Résumé La lécithine/rétinol acyltransférase (LRAT) est la principale enzyme qui catalyse l'estérification du rétinol en esters de rétinyle et, par conséquent, est d'une importance centrale pour l'homéostasie du rétinol. Étant donné que le rétinol, par son métabolite l'acide rétinoïque, stimule les fibroblastes pour synthétiser les fibres de collagène et inhibe les enzymes de dégradation du collagène, l'inhibition de la LRAT constitue une stratégie intéressante pour les ingrédients anti‐âge en augmentant le rétinol disponible dans la peau. Ici, nous avons synthétisé plusieurs dérivés imitant les substrats naturels de la lécithine comme inhibiteurs de LRAT potentiels. En étudiant différentes modifications chimiques du noyau composé d'un acide aminé central et d'un acylsulfone N‐terminal, nous avons étudié dix composés différents dans le cadre d'un essai biochimique; il en est résulté deux composés avec des valeurs de CI50 de 21.1 et 32.7 μm (composés 1 et 2), ainsi qu'un dérivé d'arginine plus simple avec une puissance inhibitr