Objectivation Ex Vivo

Notre laboratoire a développé plusieurs modèles ex vivo basés sur le maintien en survie de peau humaine.

  • Peau entière
  • Épiderme + Derme
  • Tissus séparé
  • Tissus adipeux
  • Cheveux isolés
  • Explant de cuir chevelu

Ces modèles ex vivo permettent d’évaluer l’activité et la tolérance,
tant des matières premières que des produits finis.

Avantages des explants cutanés
Ex Vivo

  • Modèles proches des conditions réelles d’utilisation des produits à tester.

  • La peau conserve une morphologie, une structure et un métabolisme normal.

  • Plusieurs modes d’applications sont possibles : par voie topique ou solubilisé dans le milieu de survie, application unique ou chronique. Possibilité d’effectuer des injections, des traitements lasers…

  • Possibilité de reproduire des interactions extérieures : expositions à des UVs ou des polluants, agressions chimiques, plaie, sensibilisation, épilation …

  • Réalisation d’analyses histologiques

Notre laboratoire dispose d’une batterie de colorations et d’immunomarquages permettant de visualiser différents marqueurs cellulaires et tissulaires. Une quantification des paramètres marqués peut être réalisée par un logiciel d’analyse d’images.

  • Réalisation d’analyses biologiques

Sur peau entière, épidermes séparés, broyats, extraits ou dans le milieu de culture. Tous les types d’extractions, séparations, chromatographies et dosages peuvent être envisagés.

  • Réalisation d’études génomiques (en partenariat avec le Laboratoire GENEX)

Criblage à grande échelle et analyse de données génomiques. Identification des effets des produits sur la peau humaine grâce à l’étude de l’expression génique (puce à ADN, puce miRNA, qPCR) corrélés avec l’expression protéique des gènes d’intérêts.

Intérêt des études
Ex Vivo

L’objectivation ex vivo permet de comprendre les mécanismes d’action d’un produit ou d’un principe actif sur la peau.

De plus, grâce aux images issues des procédés histologiques, nos études vous fournissent d’excellents supports pour vos revendications marketing.

Le Laboratoire BIO-EC développe également des études à façon spécifiques pour prouver vos revendications.

Notre modèle

Le Laboratoire BIO-EC a développé un modèle ex vivo basé sur le maintien en survie de 10 à 12 jours d’explants de peau humaine. Ce modèle permet d’obtenir des réponses pertinentes à vos besoins en objectivation cosmétique et dermatologique.

En effet, ce modèle nous permet :

  • De travailler dans des conditions très proches de la physiologie réelle de la peau avec notamment, l’ensemble de la population cellulaire et de leurs communications restant actives.

  • De choisir le phototype, l’âge ainsi que le sexe du donneur.

  • De mettre en place différents protocoles expérimentaux afin d’affiner au mieux vos objectivations.

  • D’observer rapidement les effets de votre produit sur la peau en amont d’études in vivo (sur volontaires).

  • De vous apporter des réponses sur la compréhension du mécanisme d’action de votre produit que vous pourrez illustrer par l’ensemble des photographies fournies dans le rapport final de l’étude.

    L’ex vivo apparaît comme étant une technique de choix, tant sur la diversité des paramètres personnalisables pour votre étude que sur la qualité des résultats que vous obtiendrez pour l’objectivation de votre actif ou produit fini.

Le modèle développé par le Laboratoire BIO-EC peut être adapté en fonction des produits à tester. En effet, il est possible de réaliser des études sur peau entière, sur compartiments cutanés isolés ainsi que sur cheveux.

Notre expertise nous donne la possibilité d’exposer nos modèles à différents traitements et après application de vos produits différents marqueurs biologiques peuvent être étudiés par immunomarquages ou dosages.

Toutes les études histologiques peuvent être accompagnées d’une étude OMIC grâce à notre collaboration avec le Laboratoire GENEX.

Anti-age

Morphologie générale

  • Epaisseur de l’épiderme

  • Stimulation épidermique et dermique

Immunomarquages

Activité restructurante et/ou régénérante

  • Marqueurs de l’épiderme

– Division mitotique (Ki67)

– Cytokératines (CK14, CK10, CK1)

– Différenciation des kératinocytes (Involucrine, Loricrine, Caspase 14)

  • Marqueurs de la jonction dermo-épidermique

– Intégrine B4

– Laminine 5

  • Marqueurs du derme

– Matrice extracellulaire (GAGs)

– Synthèse de l’acide hyaluronique (HAS1 et HAS2)

– Heparanase 1

– Acide hyaluronique

– Versican

– Elastine

– Fibrilline

– Emiline

– Vimentine

– Collagènes (types I, III, IV, V, VII, VIII et XII)

Autres marqueurs : progerine, NDST1 et NDST2, UGT1A

Activité anti-collagénase

Activité anti-élastase

Activité anti-glycation

  • « Advanced Glycation End products » ou AGE (pentosidine, Carboxy-Methyl-Lysine CML)
  • Fibrilline-1

Topographie effet comblant

(en partenariat avec la plateforme Cosmetomics)

Le Laboratoire BIO-EC peut à l’aide de cet appareil mener des études topographiques de la surface d’explants avec une précision évaluée à la dizaine de nanomètre près. Cela permet d’analyser des paramètres variés tels que la profondeur et la largeur des rides et micro ridules ainsi que la rugosité de la peau afin d’évaluer un effet comblant.

Morphologie générale
Cytokératine 14
Elastine

Hydratation / barrière

Morphologie générale

  • Épaisseur du stratum corneum
  • Exfoliation

Immunomarquages

  • Filaggrine (précurseur NMF)
  • Transglutaminase membranaire – TGM (formation et cohésion du stratum corneum)
  • Jonctions serrées

– ZO-1

– Occludine-1

– Claudine-1

  • Kallikréines
  • Acide hyaluronique
  • Petites protéines riches en proline – SPRR (assemblage de l’enveloppe cornée)
  • Céramides
  • Lipides neutres
  • Différenciation terminale des kératinocytes

– Loricrine

– Involucrine

– Caspase 14

  • Inhibiteur de sérines protéases – LEKTI (régulation de la desquamation)
  • Aquaporines (protéine de régulation du flux hydrique entre le derme et le stratum corneum)

Analyse par spectroscopie Raman

Le Laboratoire BIO-EC peut à l’aide de cet appareil évaluer la cinétique de pénétration et la distribution tissulaire de votre produit, les modifications entraînées par votre produit au niveau de la peau sur différents paramètres, le taux d’hydratation dans le stratum corneum et l’épiderme, la répartition des composants du NMF, des lipides cutanés, des caroténoïdes …

Microscopie électronique à transmission

Grâce à notre partenariat avec BIC (Bordeaux Imaging Center) il est possible de compléter nos études histologiques avec des observations en MET, comme par exemple l’évaluation de la qualité des bicouches lipidiques.

Topographie effet filmogène

(en partenariat avec la plateforme Cosmetomics)

Le Laboratoire BIO-EC peut à l’aide de cet appareil mener des études topographiques de la surface d’explants avec une précision évalué à la dizaine de nanomètre près. Cela permet d’analyser des paramètres variés tels que la profondeur et la largeur des rides et micro ridules ainsi que la rugosité de la peau afin d’évaluer un effet filmogène.

Filaggrine
Céramides
Aquaporine 3
Raman

Pigmentation

Coloration

Visualisation de la mélanine par Fontana Masson.

Immunomarquages

mélanogenèse

  • Tyrosinase-Related Protein-1 et 2 (synthèse de la mélanine)
  • Tyrosinase (synthèse de la mélanine)
  • Melan-A (synthèse des mélanosomes)
  • MelanoCortin-1 Receptor (migration des mélanosomes)
  • Premelanosome protein – PMEL17 (formation des mélanosomes)

Screening

in vitro

Test de screening pour mettre en évidence la mélanine produite par les mélanocytes : test de la DOPA oxydase

Test réalisé sur épiderme séparé.

Mélanine
PMEL17
DOPA témoin
DOPA + actif

Photoprotection / Protection solaire

Sources d’irradiations

UVs (Ultra-Violets)

IR (infrarouges)

Lumière visible

SOLARBOX®

Procédé exclusif au Laboratoire BIO-EC qui nous permet d’exposer la peau uniquement à la lumière visible. Il est également possible d’exposer la peau à chaque spectre lumineux indépendamment :

– Domaine visible complet : 420-650 nm

– Bande dans le bleu : 420-580 nm

– Bande dans le vert-jaune : 490-650 nm

– Bande dans le rouge : 575-645 nm

Morphologie generale

après irradiation

Observation de l’apparition de « Sun Burn Cells (SBC) » ou cellules coup de soleil.

Immunomarquages

  • Protection de l’ADN après irradiation UVB

    • p53
    • Caspase-3
    • Dimères de thymine
    • H2AX
  • Evaluation du stress oxydant après irradiations UVA

    • Oxydative-Stress response-1 – OXSR-1
    • 8-hydroxy-2-deoxyguanosine – 8-OHdG
    • Hème oxygénase – HO-1 (enzyme mitochondriale)
  • Marqueurs évalués après irradiation aux rayons infrarouges

    • La tropoélastine (précurseur de l’élastine)
    • Les métalloprotéinases – MMP (remodelage de la matrice extracellulaire)
    • La fibrilline (constituant principale des microfibrilles de la matrice extracellulaire)
  • Marqueurs évalués après irradiation à la lumière visible (lumière bleue)

    • MMP-1 (protéase impliquée dans le remodelage de la MEC)
    • Involucrine (protéine impliquée dans l’organisation et les liaisons du stratum corneum)
    • Sirtuine 1 – SIRT1 (protéine impliquée dans le processus de renouvellement cellulaire)
    • NF-E2-related factor – Nrf2 (anti-oxidant)

Dosages

  • MDA (malonedialdehyde acid), marqueur de la péroxydation lipidique.

  • Cytokines

MMP1
Tropoélastine
H2AX
Dimères de thymines

Activité lypolytique / Lypogenese

Dosages

Dans le milieu de culture :

  • Acides gras
  • Glycérol
  • Triglycérides

Analyse d’images

  • Coloration au Trichrome de Masson
  • Mesure de la taille moyenne des adipocytes

Immunomarquages

de la Thermogénine – UCP-1 (protéine mitochondrial spécifique des adipocytes bruns).

Ce marquage permet de mettre en évidence le passage des adipocytes blancs en adipocytes bruns de taille plus réduite et plus facile d’élimination.

Adipocytes
UCP1

Sensibilisation / Tolérance

Sensibilisation

Morphologie générale

Après application topique du produit.

Immunomarquages

Cellules de Langerhans : CD1a et langhérine.

Tolerance

Morphologie générale

Détermination du caractère irritant en conformité avec les BPL (méthode OCDE 439)

CD1a témoin
CD1a + sensibilisant
CD1a + sensibilisant + actif

Tolérance témoin
SLS 10%
Irritant fort

Cicatrisation / Réparation

Trois modèles de cicatrisations

  • Brûlure localisée provoquée par une forte dose d’UV au centre de l’explant
  • Brûlure par application de produits chimiques
  • Blessure mécanique de l’explant

Morphologie générale

Evaluation de la vitesse de réépithélialisation (structure du bourgeon de croissance).

Immunomarquages

  • Kératines basale et supra-basale – Stratification
  • Fibronectine – Adhésion
  • Intégrine β4 – Adhésion
  • Laminin-5 – Jonction dermo-épidermique
  • Perlecan – Jonction dermo-épidermique et différenciation épidermique
  • PECAM-1 – Micro-vascularisation
  • αSMA – Derme papillaire sous le bourgeon de croissance
Bourgeon de cicatrisation
Fibronectine

Métabolisme

Immunomarquages

  • G6PDH (protéine impliquée dans le métabolisme énergétique)
  • Aconitase mitochondriale (enzyme du cycle de Krebs)
  • Pimonidazole (marqueur de l’hypoxie)
G6PDH
Aconitase 2
Pimonidazole

Microbiome

Etude microbiologique de la flore cutanée residente

 (en partenariat avec la
plateforme Cosmetomics)

Impact des produits sur les bactéries du microbiome cutané (commensales ou pathogène), influence du produit sur leur adhésion (formation de biofilms, prolifération…).

Immunomarquages

  • Β défensines 2, 3 (peptides possédant une activité antimicrobienne)
  • Cathélicidine LL 37 (peptide possédant une activité antimicrobienne)
  • Toll like receptor 2 -TLR-2 (récepteur lié à la production de cytokines et à l’activation cellulaire)

Dosages

  • Cytokines (IL8, IL6, TNFα…)
β défensine 2
β défensine 3
TLR2

Pollution

POLLUBOX®

Procédé exclusif au Laboratoire BIO-EC d’exposition des explants à des polluants atmosphériques :

– Hydrocarbures,

– Métaux lourds,

– Particules de diesel,

– Ozone,

– Fumée de cigarette…

Ce dispositif permet de vaporiser les polluants sous forme de nuage et de les mettre en contact seulement avec la surface de la peau pour se rapprocher au maximum des conditions physiologiques.

Immunomarquages

  • Récepteur aux hydrocarbures aromatiques – AhR (activation de cytochrome et d’enzyme de détoxifiation)
  • NF-E2-related factor – Nrf2 (anti-oxidant)
  • Métallothionéine – MT-1H 5 (enzyme de résistance au stress et de détoxification)
  • Hème oxygénase – HO-1 (enzyme mitochondriale)

Dosages

  • MDA (malonedialdehyde acid), marqueur de la péroxydation lipidique.
HO-1
MT1H
AhR

Activité anti-oxydante et anti-inflammatoire

 
 

Immunomarquages

  • NF-E2-related factor – Nrf2 (anti-oxidant)
  • Protéine OXSR-1 (enzyme de réponse au stress)
  • 8-hydroxy-2-desoxyguanosine -8-OHdG (molécule de régulation de la transcription de l’ADN)
  • Aconitase mitochondriale (protection du stress oxydatif)
  • Métallothionéine – MT-1H (anti-oxidant)
  • TNFα (glycoprotéine marqueur du stress)
  • Interleukine 1 alpha – IL1α (cytokine de la réponse inflammatoire)

Dosages

  • MDA (malonedialdehyde acid), marqueur de la péroxydation lipidique
  • Dosages des interleukines (IL-1α, 8, 6), du TNFα et d’autres protéines impliquées dans la réponse inflammatoire.
OXSR-1
TNF-α
IL1-α

Acné / Séborrhée

Immunomarquages

  • Défensines (peptides possédant une activité antimicrobienne)
  • Cathélicidine LL 37 (peptide possédant une activité antimicrobienne)
  • Toll like receptor 2 -TLR-2 (récepteur lié à la production de cytokines et à l’activation cellulaire)

Colorations

  • Morphologie générale des glandes sébacées au Trichrome de Masson.
  • Coloration du sébum.

Dosages

  • Interleukines (IL)
Glandes sébacées
Sébum glandes sébacées LipidTox

Cheveux / Poils

Deux modèles d’évaluation

 

  • Explants de cuir chevelu ou de peau poilue maintenus en survie,
  • Cheveux isolés en survie.

Morphologie generale

 

Mesure de la longueur des cheveux isolés

 

Index mitotique Ki67

 

Immunomarquages

Croissance & Ancrage

  • Follicule pileux :
    • CK19
    • CK15
    • IGF-1
    • CD34
    • Tenascin-C
    • Androgen receptor
    • MITF
    • KAP11.1
    • PDGFR-alpha
  • Matrice extracellulaire et fibroblastes:
    • Laminine 5
    • Collagène IV
    • Collagène I et autres collagènes
    • Fibronectine
    • Vimentine
    • α-SMA
    • GAGs

Pigmentation & Anti-Oxydant

  • Mélanine par Fontana Masson…
  • Tyrosinase-Related Protein-1 et 2 (synthèse de la mélanine)
  • Melan-A (synthèse et maturation des mélanosomes)
  • MelanoCortin-1 Receptor (migration des mélanosomes)…
  • Catalase…

Anti pellicules

Evaluation après traitement d’explants de cuir chevelu par des levures impliquées dans l’apparition de pellicules.

Immunomarquages

  • Coloration
  • Marqueurs de la différenciation épidermiques :
    • SPRR,
    • Involucrine…
Bulbe
Cheveu entier
Bulbe Ki67
Bulbe COL IV

Toutes les études histologiques peuvent être accompagnées d’une étude OMIC grâce à notre collaboration avec le Laboratoire GENEX.