Relation entre la couleur de la peau et sa réponse cutanée à la lumière ultraviolette

Authors


  • Conflit d'intérêts: Pas déclaré.

Sandra Del Bino, MSc
L’Oréal Recherche & Innovation
Centre C. Zviak
90 rue du Général Roguet
92583 Clichy
France
E-mail: sdelbino@rd.loreal.com

Résumé

L'exposition solaire est responsable d'effets délétères tels que le coup de soleil, le photovieillissement et les photocancers. L'importance de ces effets dépend en grande partie de la pigmentation constitutive de la peau. Afin étudier le lien entre la couleur de la peau et sa sensibilité aux UV, nous avons analysé 42 prélèvements de peau ex vivo. Le type de couleur de peau a été déterminé grâce à l'Angle Typologique Individuel (ATI°) sur la base de paramètres colorimétriques. Ceci nous a permis de classer les peaux de façon objective en cinq groupes: Claire, Intermédiaire, Mate, Brune et Foncée. Après exposition à des doses croissantes d'UV, la dose biologiquement efficace (DBE) a été déterminée pour chaque prélèvement par la quantification des cellules coup de soleil (CCS). Nous avons observé une corrélation entre l'ATI et la DBE, c'est-è-dire plus la peau est claire, plus la DBE est faible. Nous avons également analysé des marqueurs de la réponse biologique aux UV tels que la formation des dimères de pyrimidine (CPD) et l'accumulation de p53. Tout comme pour les CCS, nous avons mis en évidence une relation entre l'ATI et la dose induisant ces dommages biologiques. Il est intéressant de noter que les CPD étaient présents dans toutes les couches épidermiques et dans le derme superficiel des peaux Claires, Intermédiaires et Mates. Par contre, il n'était pas possible de détecter de CPD dans la couche basale de l'épiderme ou dans le derme des peaux Brunes et Foncées. Nos résultats indiquent une diminution progressive de la sensibilitéà l'exposition aux UV au fur et à mesure de l'augmentation de la pigmentation constitutive. Il est probable que cette sensibilité permette de prédire la prédisposition individuelle au développement des conséquences délétères des expositions solaires que sont le photovieillissement et les cancers de la peau.

Introduction

L’exposition au soleil est responsable d’effets délétères tels que le coup de soleil, le photovieillissement et le cancer de la peau. L’origine ethnique et la couleur de la peau, liées à la pigmentation constitutive, représentent des paramètres majeurs participant aux réponses cutanées à l’exposition aux UV solaires. Les études épidémiologiques ont mis en évidence des incidences supérieures de carcinomes basocellulaires et épidermoïdes, ainsi que de mélanome chez les personnes d’origine caucasienne par rapport aux personnes d’origine afro-américaine.1 La sensibilité cutanée aux altérations caractéristiques du photovieillissement, telles que l’élastose solaire, les dommages dermiques et la formation de rides, dépend aussi de la pigmentation constitutive, les peaux plus claires étant plus sensibles.1 En outre, les données expérimentales montrent qu’il existe une relation entre la dose érythémale minimale (DEM) et la couleur de la peau, à savoir que la DEM est plus faible chez les peaux claires et plus élevée chez les peaux foncées.2 Le type de couleur de peau est normalement évalué conformément à la classification des phototypes de Fitzpatrick, qui est basée sur l’origine ethnique, la sensibilitéà l’érythème et la capacitéà bronzer. Néanmoins, cette classification comporte des limites en termes de quantification, de fiabilité et des conditions ex vivo. Par ailleurs, sa pertinence pour les peaux asiatiques ou africaines a été mise en question étant donné que toutes les peaux asiatiques ont été regroupées dans un Phototype V unique et toutes les peaux africaines dans un Phototype VI.

Méthodes

Afin de documenter la relation entre la réponse à la lumière ultraviolette (UV) et le type de couleur de peau, nous avons analysé 42 échantillons de peau ex vivo. Le type de couleur de peau a été déterminéà travers la mesure de l’Angle Typologique Individuel (ATI°) qui s’appuie sur des paramètres colorimétriques.4 Ceci nous a permis de classer les peaux de manière objective au sein de cinq groupes, à savoir, Claire, Intermédiaire, Mate, Brune et Foncée. La classification des couleurs de peaux selon l’ATI a été vérifiée quant à la relation physiologique avec la pigmentation constitutive par la coloration Fontana-Masson, ce qui a révélé des différences nettes au niveau de la teneur en mélanine et de la distribution de ce pigment, et ce, quelle que soit l’origine ethnique. Les paramètres colorimétriques obtenus auprès de femmes africaines vivant en France et aux États-Unis ont montré que la distribution de la coloration des peaux africaines allait des types de peaux intermédiaires à foncées (Fig. 1, Del Bino, données L’Oréal).

Figure 1.

 Classification colorimétrique des peaux africaines dans le volume de couleur de peau projeté sur le plan L*/b* de l’espace L*a*b* (CIE 19763). L’axe vertical L* est la luminance ou la clarté de la peau et l’axe horizontal b* est la composante jaune de la peau. Les catégories de couleurs de peaux, allant de très claire à foncée, sont indiquées. African skin, Fr: Peau africaine, France; African skin, US: Peau africaine, États-Unis; Luminance: Luminance; Very light: Très claire; Light: Claire; Intermediate: Intermédiaire; Tanned: Mate; Brown: Brune; Dark: Foncée; Yellow chrom: Composante jaune

À titre de critère d’évaluation biologique de la DEM, qui correspond à un érythème juste visible, nous avons analysé le nombre de cellules «coup de soleil» (CCS) 24 heures après l’exposition à des doses croissantes de rayonnements solaires artificiels (UVB + UVA). Ceci nous a permis de déterminer la Dose Biologiquement Efficace (DBE) pour chaque échantillon.

Résultats

Nous avons observé une induction des CCS dose-dépendante dans tous les types de couleur de peau. Plus intéressant encore, nos résultats ont révélé qu’il existe une relation directe entre le type de couleur de peau et la valeur de la DBE, avec une corrélation statistiquement significative entre l’ATI et la DBE, c’est-à-dire que plus la peau est claire, plus la valeur de la DBE est faible (Fig. 2). D’autres marqueurs biologiques typiques sont associés à la réaction érythémale et ont été liés au développement du cancer de la peau, il s’agit notamment des lésions à l’ADN et de l’accumulation de p53. Nous avons évalué ces deux marqueurs et, tout comme pour les CCS, nous avons mis en évidence une corrélation entre la valeur de l’ATI et la dose induisant des dommages biologiques. Il est intéressant de noter que l’immunomarquage des dimères de pyrimidine (CPD), qui constituent les lésions majeures de l’ADN induites par les UV dans la peau humaine, a révélé une accumulation dose-dépendante de ces lésions à travers l’ensemble des couches épidermiques et dans les cellules de la partie supérieure du derme des peaux claires, intermédiaires et mates. Par contre, il n’a pas été possible de détecter de CPD dans la couche épidermique basale ni dans les cellules dermiques des peaux brunes et foncées (Fig. 3). La présence de ces dimères était strictement limitée aux kératinocytes épidermiques suprabasaux, même lorsque ces peaux étaient exposées à des doses supérieures à la DBE. Afin d’évaluer la plus grande résistance des peaux foncées à l’exposition aux UV, trois échantillons distincts de peaux foncées ont été exposés à de fortes doses d’UV correspondant à 2 ou 3 fois la DBE moyenne pour ce type de peau. Chose étonnante, nous n’avons pas détecté de dimères de pyrimidine dans la couche basale de l’épiderme ni dans le derme supérieur.

Figure 2.

 Angle typologique individuel (ATI°) en fonction de la Dose Biologiquement Efficace (DBE): régression linéaire (R² = 0.70; P < 0.001). Les types de couleur de peau correspondants sont indiqués. (Int., intermédiaire). BED (J/cm2) = one SBC/0.45 μm epidermis: DBE (J/cm2) = un CCS/0.45 μm épiderme; Light: Claire; Int: Int.; Tanned: Mate; Brown: Brune; Dark: Foncée; ITA°: ATI°

Figure 3.

 Coloration Fontana-Masson: un exemple de chaque type de peau est illustré et les valeurs correspondantes de l’ATI sont indiquées. Immunomarquage des dimères de cyclopyrimidine (CPD) immédiatement après exposition à des RSA (rayonnements solaires artificiels): un exemple de chaque type de peau est illustré avant l’exposition (0 J/cm²) et à la DBE (en J/cm²). La ligne brisée indique la jonction dermo-épidermique. Les petites flèches montrent les cellules dermiques positives. Les flèches verticales indiquent la profondeur du marquage. Des cercles entourent la couche basale des peaux brunes et foncées où il n’a pas été détecté de CPD. Luminance: Luminance; Skin color types: Types de couleurs de peaux; Fontana-Masson staining: Coloration Fontana-Masson; CPD immunolabelling: Immunomarquage des CPD; Category Angles: Angles par catégorie; Very light: Très claire; Light: Claire; Intermediate: Intermédiaire; Tanned: Mate; Brown: Brune; Dark: Foncée; Individual Typology Angle: Angle typologique individuel; ITA° = (ATAN (L* − 50)/b*) × 180/3.14159: ATI° = (ATAN (L* − 50)/b*) × 180/3.14159; Light ITA: ATI peaux claires; Interm ITA: ATI peaux intermédiaires; Tanned ITA: ATI peaux mates; Brown ITA: ATI peaux brunes; Dark ITA: ATI peaux foncées; BED: DBE; Yellow chrom.: Composante jaune

Discussion

Dans l’ensemble, du point de vue biologique, nos résultats montrent que la sensibilité aux UV décroît des peaux claires vers les peaux foncées.5

La distribution différentielle des lésions à l’ADN entre les groupes basés sur l’ATI va dans le sens de l’existence au niveau moléculaire d’une relation entre la sensibilité aux UV et le type de couleur de peau. La localisation des lésions à l’ADN dans l’épiderme est de la plus haute importance pour ce qui est de l’apparition d’une carcinogenèse cutanée. Les lésions à l’ADN dans les kératinocytes suprabasaux engagés dans une différenciation terminale n’ont pas le même poids biologique que les lésions dans la couche proliférative basale, que l’on soupçonne fortement d’être à l’origine de l’apparition des cancers épidermiques. Ces résultats pourraient expliquer le plus faible risque pour les peaux plus foncées de développer un cancer de la peau induit par les UV. En outre, la présence de lésions à l’ADN dans le derme supérieur des peaux claires pourrait indiquer une plus grande sensibilité aux dommages dermiques liés au photovieillissement.

La classification des couleurs de peaux basée sur les valeurs de l’ATI semble être reliée à la sensibilité cutanée à l’exposition aux UV aux niveaux cellulaire et moléculaire. Nos résultats indiquent une diminution progressive de la sensibilitéà l’exposition aux UV au fur et à mesure de l’augmentation de la pigmentation de la peau. Cette relation pourrait être prêdictive de la prédisposition individuelle au développement de conséquences délétères de l’exposition solaire que sont le, photovieillissement et les cancers de la peau. Nous pensons que la détermination de l’ATI pourrait constituer un outil utile pour prédire le profil individuel de «risque d’exposition aux UV» en vue de concevoir une photoprotection adéquate ou des programmes de prévention du cancer de la peau.

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