Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Cellules épidermiques – Vieillissement“

Un des enjeux majeurs de ce XXIe siècle est la lutte contre le vieillissement, défini comme un ensemble de mécanismes physiologiques altérant les capacités physiques et intellectuelles de l’organisme. Le vieillissement de la peau n’est qu’un trait visible de ce processus. Il est associé à des défauts de cicatrisation majeurs liés à l’altération des propriétés biomécaniques des cellules cutanées, essentiellement des fibroblastes dermiques. Le système immunitaire, autre composante clé du maintien de l’homéostasie cutanée et du bon déroulement de la cicatrisation des plaies, subit aussi les effets du temps : l’immunosénescence cutanée consécutive limiterait la réponse anti-infectieuse et vaccinale, tout en favorisant un environnement pro-tumoral. Les principales atteintes cutanées dues au vieillissement, que celui-ci soit intrinsèque ou extrinsèque, seront détaillées avant d’énumérer les stratégies anti-âges efficaces pour lutter contre les stigmates dermiques et épidermiques liées à l’âge.

Les protéoglycanes PG influencent le comportement ces cellules (pfolifération, différenciation, migration…) mais restent peu étudiés dans l’épiderme. Nous avons développé des cultures de kératinocytes humains modélisant la cicatrisation et le vieillissement cutanés afin d’étudier les variations d’expressions protéique et génique des PG épidermiques au cours de ces processus. La validité de ces modèles pour les test pharmacologiques ultérieurs a été confirmée en utilisant l’acide rétinoïque comme molécule de référence [. . . ]

La peau et son vieillissement sont un enjeu de santé publique. Les modèles expérimentaux disponibles pour l'étude du vieillissement cutané restent perfectibles. Dans ce contexte, nos objectifs étaient simultanément d'utiliser les modèles de peaux reconstruites (PR) développés dans notre laboratoire afin i) de mieux comprendre les mécanismes du vieillissement cutané, ii) de démontrer l'efficacité et le mécanisme d'action du sélénium comme « anti âge » et enfin iii) de les faire évoluer en utilisant le support poreux ou auto-assemblé avec des fibroblastes du même donneur prélevés à des âges différents. Ainsi, le modèle de PR cultivé sur une longue période a montré une surexpression du microARN miR30-a par RT qPCR dans les PR « âgées » avec une altération de la fonction barrière mesurée par la perte insensible en eau et une perturbation de la différenciation terminale (baisse d'expression de la loricrine et de l'involucrine). Avec le même modèle in vitro, nos résultats démontrent que la supplementation en sélénium retarde la sénescence des kératinocytes souches. Cette efficacité passe non pas par un effet antioxydant comme attendu mais par l'activation de leur adhésion à la lame basale, qui participe à les conserver souche et donc à préserver le renouvellement épidermique. Enfin, nous avons eu la chance exceptionnelle de préparer des PR avec des fibroblastes provenant d'un donneur unique prélevé à 36 et 72 ans. Les résultats immunohistologiques montrent que l'âge induit une augmentation de l'expression de l'élastine et de la fibrilline ainsi que leur co-expression. L'augmentation de LTBP1 et aSMA suggère que cette augmentation inattendue est due à une dérégulation de la voie TGF-ß et une différenciation des fibroblastes en myofibroblastes. En conclusion l'utilisation de différents modèles de PR a permis d'explorer les mécanismes conduisant au vieillissement cutané et de démontrer l'efficacité du sélénium comme anti âge
Skin and its aging is a public health issue. In vitro skin models available for the study aging remain perfectible. In this context, our objectives were simultaneously to use skin equivalent (SE) developed in our laboratory i) to better understand mechanisms of skin aging, ii) to demonstrate the effectiveness of selenium as “anti-aging” and finally iii) to improve SE using the porous or scaffold free model with fibroblasts from the same donor at different ages. Thus, the model of SE mimicking senescence showed an overexpression of microRNA miR30-a by RT qPCR in old SE with an alteration of the barrier function measured by the transepidermal water loss and a deficiency of epidermal terminal differentiation (decreased expression of loricrin and involucrin). With the same SE model, our results demonstrate that selenium supplementation delays the senescence of keratinocytes stem cells. This effectiveness does not involve antioxidant effect as expected but the activation of their adhesion to the basement membrane, which participates in preserving stemness and epidermal renewal. Finally, we had the opportunity to prepare SE with fibroblasts from a single donor at 36 and 72 years old. The histological results show that age induces an increase in the expression of elastin and fibrillin as well as their co-expression. The increase of LTBP1 and aSMA suggests that this unexpected increase is due to deregulation of the TGF-ß pathway and fibroblasts differentiation into myofibroblasts. In conclusion, the use of different models of SE helps us to explore some mechanisms leading to skin aging and to demonstrate the efficacy of selenium as “anti-aging”

La sénescence est une réponse cellulaire associée à des marqueurs spécifiques comme un arrêt irréversible du cycle cellulaire ainsi que la sécrétion d’un ensemble de facteurs comme les cytokines, chimiokines et protéases, constituant le SASP, pour Senescence-Associated Secretory Phenotype. Le SASP peut avoir des rôles autocrine et paracrine qui contribuent au renforcement et à la propagation du phénotype sénescent. La composition du SASP et par conséquent son rôle, dépendent notamment du type cellulaire et de la nature du stress inducteur de sénescence. Du fait de sa fonction de barrière avec l’environnement externe, la peau est particulièrement soumise à différents types de stress induisant la sénescence des cellules et un vieillissement prématuré. Le glyoxal, composé dicarbonylé formé au cours des réactions de glycation, d’auto-oxydation du glucose ou de la peroxydation lipidique, est un précurseur des produits avancés de glycation impliqués dans le vieillissement normal et pathologique. Mes travaux de thèse ont permis de montrer que le glyoxal induit la sénescence de kératinocytes humains normaux ainsi qu’une accumulation d’espèces réactives de l’oxygène et de produits avancés de glycation intracellulaires traduisant un état de stress oxydant. L’initiation de cette sénescence est due à l’activation de la voie d’arrêt du cycle cellulaire AKT/FOXO3a/p27KIP1 suivie d’une phase tardive caractérisée par l’activation de la voie p16INK4A/pRb. La caractérisation du phénotype sécrétoire associé à la phase précoce de cette sénescence, a été réalisée par spectrométrie de masse afin d’identifier des facteurs pouvant être ciblés par des ingrédients sénomorphiques
Senescence is a well-characterized cellular state associated with specific markers such as permanent cell proliferation arrest, and the secretion of messenger molecules by cells expressing the Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP). The SASP can display autocrine and paracrine effects which contribute to the senescent phenotype reinforcement and propagation. The SASP composition depends on many factors such as the cell type or the nature of the stress that induces senescence. Since the skin constitutes a barrier with the external environment, it is particularly subjected to different types of stresses, and consequently prone to premature cellular aging. Glyoxal, a dicarbonyl compound produced during glucose metabolism and lipid peroxidation, is a precursor of Advanced Glycation End-products (AGEs), whose presence marks normal and pathological aging. My thesis work showed that glyoxal treatment provokes oxidative stress by increasing reactive oxygen species and AGEs levels and induce senescence in human keratinocytes. Furthermore, glyoxal-induced senescence bears a unique molecular progression profile: an “early-stage” when AKT-FOXO3a-p27KIP1 pathway mediates cell-cycle arrest, and a “late-stage” senescence maintained by the p16INK4/pRb pathway. Moreover, we characterized the resulting secretory phenotype during early senescence by mass spectrometry in order to find new targets for senomorphic ingredients. Our study provides evidence that glyoxal can affect keratinocyte functions and act as a driver of human skin aging

Le récepteur à l'IGF1 (IGF-1R) ainsi que ses voies de régulation sous-jacentes ont été largement étudié pour leur importance au cours du développement et leur rôle mitotique sur divers types cellulaires. A l'échelle de la peau, l'IGF-1R contribue à l'homéostasie épidermique et est souvent associé au compartiment basal pour son effet pro-prolifératif. Très peu d'études ont montré son implication au niveau de la différenciation épidermique et celles-ci présentent des résultats contradictoires. Au cours du vieillissement, la peau s'amincit et la barrière épidermique présente des défauts de perméabilité. Parallèlement, l'activité de l'IGF- 1R, maximale à l'adolescence, diminue avec l'âge. Cette étude a contribué à éclaircir le rôle de l'IGF-1R sur la différenciation épidermique et à montrer un lien entre vieillissement, perte en qualité de la peau et diminution d'activité de l'IGF-1R. L'élaboration de modèles 2D et 3D mimant le vieillissement par diminution d'activité de l'IGF-1R, nous a permis de confirmer le rôle mitotique de l'IGF-1R sur les kératinocytes et les progéniteurs et de démontrer son effet régulateur sur la différenciation épidermique par augmentation ou diminution de ces marqueurs. L'IGF-1R renforce l'adhésion cellulaire sur différentes matrices, impliquant de possibles interactions avec les intégrines α6 et β1. Ces résultats ont été corrélés aux observations de biopsies de peaux jeunes et âgées. Nous avons aussi montré que l'IGF-1R conférait un état sénescent aux cellules soumises à de fortes doses d'H2O2. Ces travaux montrent ainsi que l'IGF-1R est nécessaire pour le processus de différenciation épidermique et pour en assurer sa protection face au stress oxydant