Comment évaluer l’efficacité de cicatrisation sur le derme et l’épiderme ?

La cicatrisation est un phénomène extrêmement complexe, propre à chaque organisme et chaque tissu et qui met en jeu plusieurs facteurs et différentes familles cellulaires et tissulaires.

Au niveau cutané, la rapidité et la qualité de la cicatrisation impliquent des processus de régénération du derme et de l’épiderme pour lesquels les forces physiques jouent un rôle essentiel. En effet la régénération du derme va impliquer la capacité des fibroblastes à appliquer une force de traction et à synthétiser et organiser le nouveau tissu. Au niveau épidermique la qualité de la cicatrisation va dépendre, entre-autre, de la robustesse des jonctions d’adhérence cellule-cellule néoformées.

Concernant l’étude des structures des jonctions et des processus physiques de traction, l’AFM est un outil unique pour :

  • Effectuer toutes les expériences dans le milieu de culture et assurer ainsi la croissance des cellules dans leurs conditions physiologiques normales ; la température peut être contrôlée et des formules ou des ingrédients peuvent être ajoutés in situ au cours de l’expérience
  • Réaliser une imagerie haute résolution (à l’échelle nanométrique) parfaitement adaptée à l’imagerie de la jonction des cellules
  • Suivre les changements de propriétés mécaniques des cellules en temps réel.

DermoMeca® propose d’étudier l’efficacité d’ingrédients actifs et produits finis sur les différents compartiments de la peau.

 

Évaluation de l’efficacité de cicatrisation de l’épiderme

DermoMeca® offre la possibilité de caractériser l’effet d’un produit/actif sur la robustesse des jonctions cellule-cellule néoformées et sur le motilité cellulaire.

Modèles biologiques : kératinocytes primaires à forte confluence ensemencés sur des boites de pétri.  Réalisation d’une entaille mimant une plaie.

Techniques : Imagerie AFM des jonctions cellule-cellule néoformées et mesures mécaniques de la rigidité des jonctions et du cytosquelette d’actine.

Readouts :

  • Images et mesures des propriétés mécaniques des jonctions néoformées
  • Quantification du nombre de jonctions cellule-cellule, morphométrie (épaisseur, longueur), mesures de la rigidité des structures et de la rigidité cellulaire.
  • Images et mesures des propriétés mécaniques des cellules.
  • Observation du déplacement de la cellule/activité du cytosquelette

 

Image AFM de kératinocyes murins. Données prises à la jonction entre deux cellules afin de visualiser les structures d’adhésion

 

Évaluation de l’efficacité de cicatrisation du derme

DermoMeca® propose de caractériser l’effet d’un produit sur l’activité des fibroblastes (force de traction et motilité) et sur la qualité et la quantité de la matrice néo-synthétisée.

Modèles biologiques : Fibroblastes primaires à confluence moyenne ensemencés sur une lattice de collagène I.  Réalisation d’une entaille mimant une plaie.

Techniques : Mesures des propriétés mécaniques et imagerie AFM.

Readouts :

  • Cartographies mécaniques de la matrice
  • Graphiques quantitatifs des propriétés de rigidité (module élastique) de la matrice ainsi que l’évaluation de la force générée par les fibroblastes
  • Cartographies mécaniques et graphiques quantitatifs des propriétés mécaniques de la cellule
  • Images de la matrice néo-synthétisée et données morphométriques (densité, taille et épaisseur des fibres…).

Cartographie strain stiffening du réseau de collagène à proximité d’une extension cytoplasmique de fibroblastes illustrant la force de traction générée par la cellule

CONCLUSION

En comparant les cellules traitées et non-traitées, il sera alors possible de conclure quant à l’effet du produit sur la capacité des fibroblastes à restaurer le derme endommagé.

 

Évaluation de l’efficacité de cicatrisation de la peau (épiderme et derme)

DermoMeca® réalise une proposition globale de caractérisation de l’effet d’un produit sur la robustesse des jonctions cellule-cellule néo-formées, l’activité des fibroblastes et la qualité et quantité de matrice néo-synthétisée.

Modèles biologiques :

  • Modèles de peau reconstruite complète. Réalisation d’une entaille mimant une plaie
  • Cryo-sections issues de ces modèles de peau à différents temps de cicatrisation

Techniques : Imagerie AFM et Seconde Harmonic Generation (SHG)

Readouts :

  • Cartographies topographique et mécanique du derme
  • Graphiques quantitatifs des propriétés de rigidité (module élastique) de la matrice
  • Paramètres morphométriques du collagène (densité, épaisseurs de fibres, etc.)
  • Images SHG accompagnées des données quantitatives de densité du réseau matriciel.
  • Cartographies mécaniques et graphiques quantitatifs des propriétés mécaniques des cellules de l’épiderme et des jonctions cellule-cellule.

A. Image fluorescente d’une coupe de peau humaine. B. Image topographique AFM prise dans l’épiderme pour visualiser la structure d’adhésion des cellules et du cytosquelette. C. Cartographie mécanique des mêmes régions montrant les propriétés mécaniques détaillées de la sructure d’adhésion des cellules et du cytosquelette.

CONCLUSION

En comparant les cellules traitées et non-traitées, il sera alors possible de conclure quant à l’effet du produit sur la capacité de cicatrisation.

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