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Keywords:

  • anti-ageing;
  • ceramide;
  • collagen;
  • fibrillin;
  • matrix metalloproteinase

Synopsis

In recent years the importance of sphingolipids (cerebrosides, sphingomyelin, ceramides, sphingosine-1-phospate, etc.) in skin biology is receiving an increasing interest. Not only are ceramides essential for the barrier function of the skin, especially through their phytosphingosine, sphingosine and 6-hydroxysphingosine derivatives, they are now also known to be cell-signalling mediators which can improve epidermal differentiation. However, their effects on dermal anti-ageing markers and reduction of wrinkles have not been established. In this study, we were interested in the effects of a sphingolipid derivative, salicyloyl-phytosphingosine (SP), because of the known independent beneficial effects of salicylic acid and phytosphingosine on skin. Both of these agents are known to reduce the activities of the activator protein-1 transcription factor, in a manner similar to that observed with retinoic acid (RA) treatment. Through this mechanism, RA was shown to reduce the levels of matrix metalloproteases (MMPs) and the increase levels of extracellular matrix proteins. Therefore, we examined the effects of SP on procollagen-I synthesis in fibroblasts in vitro, its effects in vivo on the expression of dermal markers such as fibrillin-1, procollagen-I and MMP-1 immunochemically in biopsies taken from a short-term occluded patch test protocol and, its effects on periorbital wrinkle reduction over 4 weeks using Fast Optical In Vivo Topometry of Human Skin. In vitro we observed a significant increase in the production of procollagen-I by adult human fibroblasts (two fold increase, P < 0.01) which encouraged us to test the effects of SP in vivo. Initially, test products (SP at 0.05% and 0.2%, all-trans RA (0.025%) and vehicle were applied under occlusion for 8 days prior to biopsy and histological assessment in photoaged volunteers (n = 5). Increased deposition of fibrillin-1 and procollagen-I, together with reductions in the levels of MMP-1, were observed for the SP treatments (P < 0.05). Similar effects were observed for RA, except for the increases in procollagen-I. With these beneficial effects on the basement membrane and papillary dermal markers, we evaluated the effects of SP in an oil-in-water (O/W) cream for its effects in reducing the appearance of periorbital wrinkles in a 4-week, half-face clinical study compared to placebo cream (moderately photoaged female subjects aged 41–69 years; n = 30). Clear reductions in wrinkle depth and Rz (skin smoothness) together with Ra (skin roughness) parameters were observed (P < 0.05), indicating an anti-wrinkle benefit. In conclusion, this series of studies demonstrated for the first time that a ceramide derivative, such as that SP, was a novel agent for the repair of photoaged skin and highlight its effects at the cellular, tissue and organ levels.

Résumé

Ces dernières années, on s'est intéressé de plus en plus au rôle des sphingolipids (cérébrosides, sphingomyeline, céramides, sphingosine-1-phosphate, etc...) dans la biologie de la peau. Non seulement les céramides jouent un rôle essential dans la fonction barrière, particulièrement les dérivés phytosphingosine, sphingosine et 6-hydroxysphingosine, mais on sait maintenant qu'ils sont aussi des médiateurs de signaux cellulaires qui peuvent améliorer la différentiation épidermique. Cependant, leurs effets sur les marqueurs d'anti-vieillissement dermiques ainsi que sur la réduction des rides n'ont pas étéétablis. Dans cette étude nous nous sommes intéressés aux effets d'un dérivé de sphingolipide, le salicylolphytosphingosine (SP), du fait des effets bénéfiques connus de l'acide salicylique et de la phytosphingosine sur la peau. Ces deux agents sont connus pour réduire les activités du facteur d'activation transcriptionnel de protéine-1, de façon similaire à ce que l'on observe lors d'un traitement à l'acide rétinoïque (RA). A travers ce mécanisme, il a été montré que RA réduit les teneurs en métalloprotéases de la matrice (MMPs) et augumente les teneurs en protéines de la matrice extracellulaire. Nous avons donc examiné les effets de SP sur la synthèse du procollagène-I dans les fibroblasts in vitro. Nous avons également étudié ses effets in vivo sur l'expression de marqueurs dermiques comme la fibrillin-1, le procollagène 1 et la MMP-1 par immunochimie dans des biopsies réalisées dans le carde d'un protocole à court terme de patch tests occlusifs. Finalement nous avons étudié ses effets sur la réduction des rides périorbitales sur plus de 4 semaines en utilisant la technique Fast Optical In Vivo Topometry sur Peau Humaine. In vitro nous avons observé une augmentation significative de la production de procollagène 1 par les fibroblasts d'homme adulte (augumentation double, P < 0.01) ce qui nous a encouragéàévaluer les effets de SP in vivo. Initialement, les produits testés (SP à 0.05% et 0.2%, acide rétinoique all-trans, 0.025%; et véhicule) ont été appliqués sous occlusion pendant 8 jours avant biopsie et évaluation histologique chez des volontaires ayant une peau photo sénescente (n = 5). Une augmentation simultanée du dépôt de fibrillin-1 et de procollagène-I ainsi que des diminutions des teneurs en MMP-1 ont été observées pour les traitements au SP (P < 0.05). Des effets semblables ont été observés pour RA à l'exception des augmentations du procollagène 1. Ces effets bénéfiques sur la membrane basale et les marqueurs dermiques papillaries nous ont alors conduits àévaluer les effets de SP dans une crème O/W sur la réduction de l'apparition des rides périorbitales dans le cadre d'une étude clinique de quatre semaines, sur demie tête, comparativement à une crème placebo (sujects âgés de 41–69 ans; n = 30). Des diminutions nettes simultanées de la profondeur de ride et des paramètres Rz et Ra ont été observées (P < 0.05) indication d'un effet antiride. En conclusion, cette série d’études démontre que SP est un nouvel agent pour la réparation de peau photo endommagée et met en évidence ses effets au niveau cellulaire, tissulaire et organique.