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ZOOM TECHNIQUE
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Des modèles de peau de plus en plus sophistiqués |
En quelques décennies, la reconstitution in vitro des tissus humains, a connu des avancées cruciales, permettant aux chercheurs de disposer d'outils vivants assez proches de la réalité de la peau.
Intéressant tant la pharmacie, la médecine, que la cosmétique, les objectifs de ces "simili-peaux" sont nombreux : détecter l'intérêt de molécules nouvelles, en termes de cibles, d'acceptabilité..., évaluer la néo-formation de constituants vitaux, mieux comprendre la peau dans son vécu réel...
De plus en plus perfectionnées, les cultures cellulaires autorisent la réalisation d'expérimentations impensables sur l’être humain.
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Les premiers essais de cultures de cellules en monocouches, dits "en milieu immergé", ont été réalisés dans l'objectif de traiter les grands brûlés. Les cellules cutanées ensemencées dans un milieu de culture adéquat prolifèrent rapidement, passant en quelques jours de quelques centaines à quelques milliers. A ce stade, on est encore très éloigné de la réalité tissulaire.
Fin des 70s : premier derme équivalent (ou lattis de collagène) au Massachussets Institute of Technology (fibroblastes ensemencés dans une matrice amorphe de collagène)
1983 : premier épiderme pluristratifié du Pr Michel Pruniéras (kératinocytes ensemencés sur un fragment de derme humain inactivé et desépidermisé et mis en culture à l’interface air/milieu de culture pour aboutir à la stratification)
1985 : premier modèle in vitro réunissant épiderme et derme par D. Asselineau
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I - Presque toutes les cellules de la peau peuvent se cultiver
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Les cultures de kératinocytes humains seuls, d’adipocytes ou encore de mélanocytes plus récentes, sont les modèles les plus simples pour apprécier les premiers effets biologiques des ingrédients testés, ou encore comprendre leur mode d'action sur tel ou tel récepteur.
Idem pour les fibroblastes qui, placés au sein d'un gel amorphe de collagène, expriment les propriétés contractiles de leur cytosquelette, produisant alors un gel contracté qui se stabilise en quelques jours.
Autres possibilités, les co-cultures (ex. kératinocytes – mélanocytes) permettent d'explorer les interactions de cellule à cellule.
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II - Epiderme et derme reconstitués
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Les épidermes reconstitués simples reposent en général sur des membranes synthétiques ou un support de derme collagènique inerte, sans fibroblastes. Pour parvenir à ce modèle, les kératinocytes ensemencés ont d'abord proliféré en phase immergée, puis se sont différenciés une fois la culture exposée à l'air, produisant une véritable couche cornée.
Les épidermes de 2ème et 3ème génération intègrent en plus des mélanocytes, parfois des cellules de Langerhans, autorisant des expériences sous irradiation UV, et/ou d'immunomodulation. Provenant de sujets d'origines ethniques différentes, ces mélanocytes permettent de reproduire des épidermes pigmentés variés, mimant différents phototypes.
On peut aussi, depuis peu, cibler des populations cellulaires enrichies en cellules « progénitrices » (cellules souches de 2ème génération).
Plus loin dans le perfectionnement : les supports de culture dermique tridimensionnels constitués de biomatériaux. Ces « éponges » permettent l’ancrage des fibroblastes, qui synthétisent alors les composants majeurs du derme, comme le collagène, les GAG et même l’élastine ! Une fois les kératinocytes ensemencés puis différenciés, c'est alors une peau quasi-complète qui prend corps.
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I - Quelques actifs testés sur cultures cellulaires
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Type de modèle
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Actifs
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Intérêt
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Revendications
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Cultures de kératinocytes
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Observation des synthèses protéiques des kératinocytes
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Hydratant, anti-âge, restructurant de surface
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Etude de la prolifération des kératinocytes
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Dynamisant, anti-âge
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Stimulation des défenses anti-oxydantes
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Protecteur, anti-oxydant
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Etude du niveau énergétique cellulaire
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Stimulant, oxygénant, anti-fatigue, énergisant
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Observation de la croissance cellulaire suite à un stress UVB
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Protecteur de l’ADN, lutte contre le stress environnemental
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Cultures de fibroblastes
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Synthèse de collagène I, vérifiée ensuite sur explants
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Régénérant, redensifiant, raffermissant, restructurant
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Observation des synthèses protéiques des fibroblastes
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Dynamisant, anti-âge
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Observation du pouvoir anti-stress sur cultures cellulaires traitées par un agent perturbant les mitochondries
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Anti-pollution, anti-stress
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Effet protecteur et préventif par rapport aux UVA
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Protecteur cellulaire, anti-âge, anti-stress
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II - Quelques actifs testés sur épiderme et derme reconstitués
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Type de modèle
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Actifs
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Intérêt
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Résultats
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Derme équivalent
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Etude de l’interaction cellules-fibres de collagène
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Tenseur, raffermissant, sculptant, redensifiant
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Peaux reconstruites
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Efficacité myo-relaxante sur co-cultures nerf/muscles placées sous une peau
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Lissant, décrispant, limite la formation des rides d’expression
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III - Quelques actifs testés sur peaux ex vivo
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Type de modèle
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Actifs
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Intérêt
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Résultats
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Peaux ex-vivo
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Etude de la différenciation kératinocytaire sur peaux normales, abîmées (stripping) et lésées (brûlure UV)
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Régénérant, réparateur
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Observation du renouvellement épidermique et de la redensification dermique sur explants de peau humaine
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Protecteur, anti-âge, redensifiant, restructurant
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Encore plus près de la réalité humaine, les échantillons de peau ex vivo provenant d'interventions plastiques et maintenus en survie durant une vingtaine de jours, tiennent également du miracle technologique. Véritable culture d'organe, cette peau conserve toutes ses capacités métaboliques et l'intégralité de ses structures vivantes : jonction dermo-épidermique, vaisseaux... Un outil biologique de choix pour apprécier l'efficacité ou la toxicité d'un ingrédient sur les plus fines composantes du tissu cutané.
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