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Keywords:

  • epidermal lipogenesis;
  • α-hydroxyacids;
  • pigmentation

Synopsis

The use of human skin equivalents for screening tests aiming to assess repetitive application of various test agents is hampered by the lack of desquamation in vitro. The present study was undertaken to examine whether the desquamation can be induced by various treatments including mechanical stress, application of various agents that should decrease the surface pH and calcium level, activate the enzymes involved in desquamation process or UV irradiation. In addition, the effect of α-hydroxyacids, known to enhance desquamation and to improve the stratum corneum barrier function in vivo, was examined as well. Human epidermis reconstructed on de-epidermized dermis or on fibroblast-populated collagen matrices during a 2-week culture at the air–liquid interface underwent various treatments during an additional 3-week period. The effects of treatments were evaluated on the basis of tissue morphology and lipid composition. The results of the present study revealed that cell shedding could only be induced by a mild repetitive mechanical treatment. The lack of desquamation, under most in vitro conditions, has a practical consequence, since it may hamper the use of reconstructed epidermis for various screening studies aiming to examine the repetitive exposure to topical agents or UV irradiation. The gradual thickening of the stratum corneum will lead to its higher resistance to the environmental stimuli and in this way affect the outcome of the tests. Furthermore, from the results obtained in the present study, it became evident that one should be careful in selecting endpoints when, for example, the effects of agents known to modulate melanogenesis are examined.

Résumé

L'utilization d'équivalents cutanés humains dans les procédures de criblage, afin d'estimer l'action répétée de divers agents, est entravée par l'absence de desquamation in vitro. La présente étude a été entreprise afin de déterminer dans quelle mesure la desquamation peut être induite par différents traitements tels que stress mécanique, application d'agents divers qui conduiraient à une chute du pH de surface et du taux de Calcium, activeraient les enzymes impliquées dans le processus de desquamation, ou l'irradiation UV.

De plus, l'effet des α hydroxy-acides, connus pour favouriser la desquamation et d'améliorer la fonction barrière du Stratum-Corneum in vivo, a étéétudié. L'épiderme humain reconstruit sur un derme dé-épidermisé ou sur des matrices de collagène colonisées par des fibroblastes pendant 2 semaines de culture, en interface air × liquide, a subi divers traitements pendant une période additionnelle de 3 semaines. Les effets de ces traitements étaient évalués sur des critères morphologiques du tissu ainsi que la composition en lipides.

Les résultats de cette étude montrent que l'élimination cellulaire ne peut être induite que par un léger traitement mécanique répété. L'absence de desquamation dans la plupart des conditions in vitro a une conséquence pratique puisqu'elle peut entraver l'utilization de l'épiderme reconstruit à des fins diverses de criblage en vue d'appréhender les expositions répétées à des agents topiques, ou l'irradiation UV. L'épaississement progressif du Stratum-Corneum lui confèrera une résistance accrue aux stimuli environnementaux qui, en retour, modifiera les résultats des tests. De plus, les résultats de cette présente étude impliquent à l'évidence une précaution dans la sélection des cinétiques de mesures lorsque, par exemple, les effets des agents connus pour moduler la mélanogénèse sont étudiés.