Modèles pour l'évaluation des produits cosmétiques : de la molécule à l'humain
Catherine Grillon, Marek Haftek
Cosmetic Valley
Introduction1
Partie 1
Modèles moléculaires
1
Prédiction par des méthodes in silico
Julie-Anne Chemelle
1. Introduction5
2. La prédiction qualitative : Structural Alert6
3. La prédiction quantitative6
3.1. Les systèmes QSAR7
3.2. Les systèmes à règles8
3.3. L'intelligence Artificielle8
4. Les applications9
5. Les limites10
6. Conclusion11
Bibliographie11
2
Criblage et caractérisation de ligands de protéines
Sandrine Vadon-Le Goff et Catherine Moali
1. Introduction : enjeux et principes pouvant guider le choix d'une technique13
1.1. Domaine d'applicabilité des techniques présentées14
1.2. Informations pouvant être obtenues14
1.3. Principes généraux pouvant guider le choix d'une technique16
1.4. Nature de la cible et des ligands17
1.5. Contraintes liées au type d'informations souhaitées17
2. Principales techniques de criblage et de caractérisation de ligands de protéines19
2.1. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA)19
2.2. Méthodes basées sur la détection de fluorescence21
2.3. Biosenseurs optiques24
3. Techniques pouvant apporter des informations complémentaires28
3.1. Tests cellulaires28
3.2. Informations thermodynamiques et structurales29
4. Conclusion30
Bibliographie31
Partie 2
Modèles cellulaires
3
Les modèles cellulaires simples
Catherine Grillon
1. Introduction35
2. La peau, ses cellules et son microenvironnement35
3. Les cultures primaires38
4. Les lignées cellulaires40
5. Les co-cultures42
6. La reconstitution in vitro du microenvironnement cutané43
7. Que peut-on étudier avec ces modèles ?44
7.1. La dynamique cellulaire45
7.2. Diverses activités cellulaires46
7.3. Techniques omiques46
7.4. Dosages d'activité enzymatiques46
7.5. Dosages de molécules47
8. Avantage et inconvénients des modèles cellulaires simples47
9. Conclusion48
Bibliographie48
4
Les épidermes reconstruits et leurs applications
Marie Reynier, Corinne Leprince, Michel Simon
1. Les kératinocytes : de la culture 2D à la culture 3D52
1.1. Les premiers modèles de culture de kératinocytes en monocouche52
1.2. Les différents modèles de culture de kératinocytes en 3D53
1.3. Sources des kératinocytes utilisés54
2. Modulations des conditions de culture des épidermes reconstruits humains56
2.1. Humidité relative56
2.2. Addition topique de microorganismes57
2.3. Addition de cytokines dans le milieu de culture58
2.4. Utilisation d'un milieu de culture totalement défini58
3. Modèles ex vivo à partir de kératinocytes de patients59
3.1. Les modèles ex vivo d'épidermes reconstruits59
3.2. Les modèles ex vivo de peaux reconstruites59
4. Modulation de l'expression génique60
4.1. Modulation par expression d'ADNc dans un vecteur rétroviral60
4.2. Modulation par interférence ARN61
4.3. Modulation par édition du génome63
5. L'intérêt des épidermes reconstruits 3D et conclusions64
5.1. Un modèle basique et fondamental d'épiderme64
5.2. Un modèle pouvant être soumis à des variations environnementales65
5.3. Un modèle ex vivo pour la physiopathologie65
5.4. Un modèle modulable génétiquement66
5.5. Un modèle alternatif aux modèles animaux66
5.6. Vers d'autres modèles encore66
Bibliographie67
5
Les modèles d'épidermes humains reconstruits (RhE) pour l'évaluation de l'innocuité des ingrédients en cosmétique.
Christian Pellevoisin, Nathalie Alépée, Estelle Tinois-Tessonneaud, Nathalie Seyler
1. Les modèles d'épidermes humains reconstruits (RhE)70
2. Changement de paradigme en toxicologie72
3. Méthodes valides et méthodes validées en toxicologie74
4. Irritation et corrosion cutanée74
5. Irritation oculaire78
6. Pénétration cutanée et métabolisme des xénobiotiques79
7. Phototoxicité82
8. Génotoxicité84
9. Sensibilisation85
10. Conclusions88
Bibliographie89
6
Les peaux reconstruites en dermo-cosmétique : les modèles
Valérie André, Sébastien Cadau, Odile Damour
1. Introduction92
2. La combinaison minimale derme-épiderme92
2.1. Modèle avec substrat93
2.2. Modèle sans substrat104
3. Conclusion104
Bibliographie105
7
Les peaux reconstruites en dermo-cosmétique : les applications
Valérie André, Karsten Mewes, Odile Damour
1. Introduction107
2. Stress oxydatif107
2.1. L'irradiation aux UVA108
2.2. L'irradiation aux UVB111
2.3. Les effets génotoxiques112
2.4. Le stress oxydatif chimiquement induit113
3. Régénération cutanée et cicatrisation113
3.1. Évaluation des propriétés biologiques115
3.2. Évaluation des propriétés mécaniques117
3.3. Évaluation de la fonction barrière122
4. Conclusion123
Bibliographie124
8
Les peaux reconstruites complexes et leurs applications respectives
Sébastien Cadau, Valérie André, Odile Damour
1. Introduction126
2. Modèles pigmentés126
3. Modèles endothélialisés129
4. Modèles immunitaires131
5. Modèles nerveux133
6. Modèles adipeux134
7. Modèles microbiotiques136
8. Conclusion139
Bibliographie140
9
Utilisation de la bio-impression 3D pour la conception de modèles de peau reconstruite in vitro
Morgan Dos Santos, Céline Auxenfans, Amélie Thepot, Christophe Marquette
1. Introduction142
2. De l'impression 3D... à la bio-impression 3D142
2.1. Qu'est-ce que la Bio-impression 3D ?142
2.2. La bio-impression 3D : une histoire ancienne143
3. Principes de la Bio-impression 3D tridimensionnelle146
3.1. Étapes clés de la bio-impression 3D ?146
3.2. Technologies de bio-impression 3D147
3.3. Biomatériaux pour la bio-impression 3D149
4. Bio-impression 3D de la peau et ses applications150
4.1. L'ingénierie tissulaire de la peau : stratégies et concepts150
4.2. La peau reconstruite par bio-impression 3D151
4.3. Applications154
5. Conclusion155
Bibliographie155
Partie 3
Modèles utilisant la peau native et ses dérivés
10
Modèle d'explants de peau humaine
Laurent Peno-Mazarino, Giuseppe Percoco, Stéphanie Scalvino, Philippe Gasser et Elian Lati
1. Le modèle de peau ex vivo159
1.1. Le développement du modèle160
1.2. Les différents types d'explants de peau humaine160
1.3. Préparation et mise en culture162
2. Ce que l'on peut tester163
2.1. Actifs cosmétiques163
2.2. Formulations164
2.3. Dispositifs médicaux164
3. Ce que l'on peut évaluer et par quel moyen165
3.1. Dosages165
3.2. Histologie166
3.3. Génomique167
3.4. Mesures physiques167
4. Ce que l'on peut reproduire170
4.1. Environnement170
4.2. Agressions extérieures177
4.3. Plaies et blessures179
4.4. Anti-âge180
4.5. Activité lipolytique/lipogenèse182
5. Conclusion184
6. Remerciements184
Bibliographie184
Partie 4
Modèles pour les mesures de la pénétration des actifs
11
Les cellules de diffusion : Dispositifs d'étude in vitro de la perméabilité cutanée
Damien Salmon, Fabrice Pirot
1. Contexte des essais de perméabilité cutanée in vitro189
1.1. Intérêt des essais de perméabilité in vitro189
1.2. Unicité et diversité des cellules de diffusion190
1.3. Innovation et adaptation des cellules de diffusion192
1.4. Utilisation des cellules de diffusion194
2. Méthodologie des essais de perméabilité in vitro198
2.1. Cadre méthodologique198
2.2. Approvisionnement199
2.3. Phase pré-expérimentale199
2.4. Phase expérimentale200
2.5. Phase post-expérimentale200
2.6. Phase analytique201
2.7. Modèles mathématiques202
1. Conclusion202
Bibliographie202
12
La microdialyse sur explant de peau et in vivo
Sophie Robin
1. Historique205
2. Principe206
3. Calibration207
3.1. Calcul du « Relative recovery (RR) »207
3.2. Détermination du « No net flux »208
3.3. Rétrodialyse209
4. Matériel209
4.1. Micro-pompe209
4.2. Liquide de perfusion209
4.3. Sondes209
4.4. Microcollecteur210
5. Application en biologie cutanée210
5.1. Microdialyse in vivo210
5.2. Microdialyse ex vivo211
6. Limites213
6.1. Faibles volumes213
6.2. Le relative recovery213
6.3. Composés lipophiles213
7. Conclusion214
Bibliographie214
13
Apport de la microspectroscopie Raman pour l'étude de la distribution d'actifs dans la peau
Mohammed Essendoubi, Cyril Gobinet, Michel Manfait, Olivier Piot
1. Introduction216
2. Historique et développements instrumentaux de l'analyse Raman218
3. Principe de la spectroscopie Raman220
4. Avantages et limites de la microspectroscopie Raman pour des applications au niveau de la peau222
4.1. Points positifs222
4.2. Limitations222
5. Traitement des données de spectroscopie vibrationnelle Raman par analyse statistique multivariée224
6. La microspectroscopie Raman dans la recherche en dermo-cosmétique226
7. Approches expérimentales in vitro et ex vivo227
8. Application de la spectroscopie Raman pour étudier la distribution d'actifs dans la peau230
8.1. Suivi de la diffusion transcutanée d'actifs par microspectroscopie confocale Raman231
8.2. Distribution d'actifs dans la peau par imagerie Raman 2D233
9. Conclusions et perspectives234
Bibliographie235