ASPECTS MOLECULAIRES LIES AU FILM HYDROLIPIQUE : INTERACTION PHYSIOLOGIQUE ET CORRELATION EN ETATS PATHOLOGIQUES (ACNE)

par Aline Rigal (Rigal-dachaud)

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Ali Tfayli.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Lipides, Systèmes analytiques et biologiques (laboratoire) et de Université Paris-Sud (1970-2019) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-02-2017 .


  • Résumé

    Le film hydrolipidique est l'ultime frontière entre l'organisme et l'environnement. Il contribue à la protection et la propriété barrière de la peau. Les lipides cutanés de surface (LCS) qui le constituent, résultent de l'activité des glandes sébacées et de la desquamation de l'épiderme. Leur composition résulte i/de la composition lipidique du sébum natif, ii/de la composition lipidique du ciment intercornéocytaire, et iii/ de l'activité enzymatique de la surface cutanée. Elle peut être modifiée quand le film hydrolipidique est impliqué dans certaines perturbations cutanées. 2 situations physiopathologiques vont être étudiées : l'acné vulgaire, le vieillissement de la peau sèche. L'acné vulgaire est le trouble cutané le plus répandu chez les adolescents et les jeunes adultes. Il est l'un des motifs de consultation les plus fréquents en dermatologie (20% des consultations) et touche environ 80 % des adolescents dans le monde. L'acné est une maladie inflammatoire des follicules pilo-sébacés et se traduit souvent par la formation de comédons et l'altération de la barrière cutanée. L'acné implique différents facteurs que sont l'hyperséborrhée, l'hyperkératinisation, la colonisation par la bactérie Propionibacterium acnes ainsi que l'inflammation. Les 4 groupes de facteurs sont sous l'influence de diverses molécules (hormones, neuromédiateurs, cytokines…) et ils sont dans de nombreux cas interdépendants. Par ailleurs, les lipides cutanés de surface, les lipides du stratum corneum ainsi que les facteurs naturels d'hydratation appelés NMF jouent un rôle très important dans le maintien de l'hydratation de la peau. Cependant, ce rôle pourrait être affecté au cours du vieillissement cutané qui résulte de la combinaison de plusieurs phénomènes: la diminution de la production de sébum par les glandes sébacées, de la lipogenèse, de la capacité de prolifération et l'altération cellulaire lors de la différenciation des kératinocytes. Tous ces phénomènes conduisent à une modification de l'aspect cutané : la peau s'atrophie, devient fragile et sèche. Des travaux de caractérisation réalisés au sein du Lip(Sys)² [1,2] ont abouti à la détermination de la composition globale de l'ensemble des LCS en conservant les structures lipidiques dans leur état initial. Cette caractérisation a été réalisée par chromatographie en phase gazeuse à haute température couplée à la spectrométrie de masse (HT-GC/MS). Elle a abouti à l'identification de plus de 200 composés répartis en 5 classes [1]. Ce screening global a permis de relier la variation de la composition des LCS à des différences d'état physiologique ou physiopathologique. Cependant la compréhension des facteurs physiologiques et physiopathologiques impliquant les LCS nécessite une observation plus large prenant en compte l'état moléculaire et les caractéristiques biométriques de la surface de l'épiderme. Dans ce cadre, ce projet de thèse propose la mise en place d'une méthodologie analytique intégrée comprenant : i/ l'optimisation de l'étude de la composition des LCS, ii/ l'association de cette composition à celle des lipides du stratum corneum (SC) superficiel, iii/ la corrélation avec des marqueurs spectroscopiques (Raman in vivo) et biométriques (PIE, pH, tension mécanique…) et iv/ la mise en place d'un outil chimiométrique associant l'ensemble des données pour établir un 'témoin analytique de la surface cutanée'. Ce 'package' permettra tout d'abord, d'accéder à une meilleure compréhension sur le plan moléculaire, structural et biométrique du rôle des LCS dans l'acné vulgaire et leur interaction avec les lipides du stratum corneum. Une caractérisation « analytique » différentielle entre peau saine de sujets sains, peau saine de sujets acnéiques et peau acnéique des mêmes sujets sera réalisée. Les variations observées feront l'objet d'hypothèses au plan biologique. Dans un second temps, le travail se focalisera sur la caractérisation des modifications des profils lipidiques des LCS ainsi que des lipides du SC au cours du vieillissement, afin d'identifier des marqueurs/descripteurs de la sécheresse cutanée aux niveaux moléculaire et tissulaire. In fine, les attendus de la thèse sont : la mise en place d'un « package analytique intégré » de caractérisation de l'ultra-surface cutanée dans un contexte cutané donné, la démonstration d'une corrélation entre lipides du SC et LCS, la mise en place de descripteurs multimodaux de l'état cutané de surface.

  • Titre traduit

    Molecular aspects of skin surface lipids : physiological interactions and correlation with pathological states


  • Résumé

    The hydrolipidic film is the ultimate boundary between the organism and the environment. It helps in the protection and barrier property of the skin. The Skin Surface Lipids (SSLs) which constitute it, result from the activity of the sebaceous glands and the desquamation of the epidermis. Their composition results from the lipid composition of the native sebum, ii / the lipid composition of the intercorneocyte cement, and iii / the enzymatic activity of the cutaneous surface. It may be altered when the hydrolipidic film is involved in certain skin disorders. 2 pathophysiological situations will be studied: acne vulgaris, aging of dry skin. Acne vulgaris is the most common skin disorder in adolescents and young adults. It is one of the most frequent reasons for consultation in dermatology (20% of consultations) and affects about 80% of adolescents in the world. Acne is an inflammatory disease of the pilosebaceous follicles and often results in the formation of comedones and the alteration of the skin barrier. Acne involves various factors that are hyperseborrhea, hyperkeratinization, colonization by Propionibacterium acnes bacteria as well as inflammation. The 4 groups of factors are under the influence of various molecules (hormones, neuromediators, cytokines ...) and they are in many cases interdependent. Moreover, the skin surface lipids, the lipids of the stratum corneum as well as the natural factors of hydration called NMF play a very important role in maintaining hydration of the skin. However, this role may be affected during the aging of the skin resulting from the combination of several phenomena: decreased sebum production by sebaceous glands, lipogenesis, proliferation capacity and cellular alteration during keratinocytes differentiation. All these phenomena lead to a modification of the cutaneous aspect: the skin atrophies, becomes fragile and dry. Characterization work carried out within the Lip (Sys) ² [1,2] led to the determination of the overall composition of the set of SSLs by preserving the lipid structures in their initial state. This characterization was carried out by high temperature gas chromatography coupled with mass spectrometry (HT-GC / MS). It allowed the identification of more than 200 compounds divided into 5 classes [1]. This global screening made it possible to link the variation of the composition of the SSLs with differences of physiological or physiopathological state. However, understanding the physiological and pathophysiological factors involving SSLs requires a broader observation with the molecular state and the biometric characteristics of the surface of the epidermis. In this framework, this thesis project proposes the implementation of an integrated analytical methodology comprising: i) optimization of the study of the composition of the SSLs, ii) the association of this composition with that of the lipids of the stratum Iii) correlation with spectroscopic (Raman in vivo) and biometric markers (PIE, pH, mechanical tension, etc.) and iv / the establishment of a chemometric tool combining all the data to establish An "analytical control of the skin surface". This package will provide access to a better molecular, structural and biometric understanding of the role of SSLs in acne vulgaris and their interaction with the lipids of the stratum corneum. A differential "analytical" characterization between healthy skin of healthy subjects, healthy skin of acneic subjects and acneic skin of the same subjects will be carried out. The observed variations will be subject to biological assumptions. Secondly, the work will focus on the characterization of changes in the lipid profiles of SSLs as well as SC lipids during aging in order to identify markers / descriptors of cutaneous dryness at the molecular and tissue levels. Ultimately, the expectations of the thesis are: the setting up of an "integrated analytical package" characterizing the ultra-skin surface in a given skin context, demonstration of a correlation between SC lipids and SSLs, The establishment of multimodal descriptors of the cutaneous surface state.