Détermination du potentiel sensibilisant cutané : développement d'une méthode d'évaluation in vitro pour les produits cosmétiques

par Amélie Thelu

Projet de thèse en Toxicologie

Sous la direction de Saadia Kerdine-rÖmer.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (2015-.... ; Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine) , en partenariat avec Cytokines, chimiokines et immunopathology (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-01-2016 .


  • Résumé

    La dermatite de contact allergique (DAC) est une pathologie cutanée qui peut être causée par le contact d'un agent allergisant avec la peau. En Europe, 20% de la population souffre d'allergie cutanée due à au moins un allergène. En cosmétique, les parfums et les agents conservateurs sont les principaux responsables de la DAC, mais elle peut aussi avoir lieu avec n'importe quel ingrédient cosmétique. La prévalence à la dermatite de contact allergique augmentant constamment, l'identification et l'évaluation du potentiel sensibilisant des nouveaux composés sont importantes. Depuis mars 2013, l'évaluation du potentiel sensibilisant des cosmétiques doit se faire sans l'utilisation d'animal (7ème amendement de la Directive Cosmétique). Cette directive a donc amené l'industrie cosmétique à développer différentes méthodes alternatives aux tests sur les animaux afin de garantir l'innocuité des produits. Une cinquantaine de méthodes alternatives sont en cours de développement et pour certaines d'entre elles validées ou en cours de validation par l'EURL ECVAM. L'évaluation des matières premières requiert la combinaison de différentes méthodes in vitro, chacune apportant une information sur une étape du mécanisme. La stratégie globale d'évaluation du potentiel sensibilisant, permettant d'organiser les résultats obtenus selon chacun de ces tests indépendants, est encore en discussion entre scientifiques. Ces méthodes, destinées à l'évaluation des matières premières, ne sont pas simplement transférables pour l'évaluation du potentiel sensibilisant des produits finis. L'approche actuelle de l'évaluation du risque ne prend pas en compte l'exposition d'un produit cosmétique dans son ensemble mais se repose sur l'évaluation de chacune des matières premières le composant. Ceci pose problème puisque le mélange d'ingrédients n'est pas toujours connu. De plus, l'évaluation des produits cosmétiques renvoie à la notion d'effet combinatoire (ou effet cocktail) correspondant à l'exposition combinée de différents produits chimiques simultanément. En effet, la combinaison de différents produits chimiques peut donner lieu à des effets additif, antagoniste, synergétique ou de potentialisation. Le projet de thèse s'articule autour du développement d'une méthode d'évaluation in vitro pour la détermination du potentiel sensibilisant cutané pour les produits cosmétiques. Il est envisagé de construire un modèle en co-culture : modèle d'épiderme 3D reconstruit et THP-1 cultivés dans un milieu de culture commun. L'utilisation de ce modèle permet de résoudre le problème de solubilité des produits dans le milieu de culture et cela prend en compte le métabolisme et l'absorption cutanée. Le projet de thèse prévoit de développer une méthode « tout-en-un » permettant de conclure quant au potentiel sensibilisant en regroupant différent tests mimant chacun une étape du mécanisme de la sensibilisation. Il faudra s'appliquer à expliquer les différents mécanismes sous-jacents impliqués dans la sensibilisation rencontrés avec des produits de référence. Notamment, le rôle des mastocytes dans la réaction de la sensibilisation sera vu plus en détail. Pour finir, il est important d'étudier les réponses obtenues pour l'étude des produits cosmétiques sur un modèle in vivo pour avoir la réponse globale d'un organisme. L'utilisation de souris Nrf2 déficientes (plus inflammatoires) ou non puis la réalisation de patch tests chez l'Homme, permettra d'affiner l'analyse des résultats obtenus in vitro. A plus long terme, il faudra étudier la faisabilité de l'ajout de cellules dendritiques directement dans le modèle d'épiderme 3D reconstruit. La technologie de la bioimpression 3D permettrait de respecter la localisation, la répartition et la faible proportion (2%) des cellules dendritiques dans la peau in vivo.

  • Titre traduit

    Assessment of skin sensitization potential: development of an in vitro method for personal care products


  • Résumé

    Allergic contact dermatitis (ACD) is a skin condition that can be caused by skin contact with an allergenic agent. In Europe, 20% of the population suffers from allergic skin reaction due to at least one allergen. In cosmetics, fragrances and preservatives are the main responsible for the ACD, but it can also occur with any cosmetic ingredient. The prevalence of allergic contact dermatitis constantly increasing, identification and evaluation of the sensitizing potential of the new compounds are important. Since March 2013, the evaluation of sensitization potential of cosmetics must be done without the animal use (7th Amendment to the Cosmetics Directive). This directive has brought the cosmetics industry to develop various alternative methods to animal testing to ensure product safety. Fifty alternative methods are being developed and some of them validated or under validation by EURL ECVAM. The assessment of raw materials requires a combination of various in vitro methods, each providing information on one step of the mechanism. The overall strategy for evaluating the sensitizing potential for organizing the results according to each of these independent tests, is still under discussion among scientists. These methods for the evaluation of raw materials, are not simply transferable to the evaluation of the sensitizing potential of finished products. The current approach to risk assessment does not take into account the exposure of a cosmetic product as a whole but is rather based on the evaluation of each raw material component. This is problematic because the mixture of ingredients is not always known. Furthermore, the assessment of cosmetics refers to the notion of combined effect (or cocktail effect) corresponding to the combined exposure of different chemicals simultaneously. Indeed, the combination of various chemicals may result in additive effects, antagonistic, synergistic or potentiation. The PhD project focuses on the development of an in vitro evaluation method for the determination of the skin sensitization potential for cosmetics. It is planned to build a co-culture model: 3D reconstructed epidermis model and THP-1 grown in a common culture medium. The use of this model enables to solve the problem of solubility of products in the culture medium and it takes into account the metabolism and skin absorption. The thesis project plans to develop an "all-in-one" method to conclude on the sensitizing potential by combining different tests mimicking a step of the sensitization mechanism. The different underlying mechanisms involved in sensitization met with reference products will be explained. In particular, the role of mast cells in the reaction of sensitization will be detailed. Finally, it is important to study the responses for personal care products in an in vivo model for the global response of an organism. The use of Nrf2-deficient mice (more inflammatory) or not and achieving patch tests in humans, will help to refine the analysis of the results obtained in vitro. In the longer term, it will study the feasibility of adding the dendritic cells directly in the 3D reconstructed epidermis model. The technology of 3D bioimpression would respect the location, distribution and the small proportion (2%) of dendritic cells in the skin in vivo.