Caractérisation des brûlures cutanées induites par la Lewisite chez la souris SKH-1 par des approches non invasives, cellulaires et moléculaires

Characterization of skin burns induced by lewisite in the SKH-1 hairless mouse by non invasive, cellular and molecular approaches

• Auteur / Autrice : Nina Nguon
• Direction : Frédéric Dorandeu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 13/06/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut de Recherche Biomédicale des Armées
• Jury : Président / Présidente : Vincent Danel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Diane Agay, Laurent Taysse, Isabelle Boudry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Vian, Jerôme Guitton

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphologie cellulaire

Mots clés libres

Ewisite

Peau

Brûlures

Souris sans poils SKH-1

Cicatrisation

Inflammation

Lewisite

Skin

Burns

SKH-1 hairless mouse

Wound healing

Inflammation

Résumé

La lewisite est une arsine organique de la catégorie des vésicants dont l'antidote est le British Anti-Lewisite. Cet agent chimique de guerre dont la menace d'utilisation reste d'actualité, provoque après contact cutané, des lésions allant de l'érythème à la vésication plus ou moins étendue selon la dose reçue. Les données de toxicité, en particulier humaines, sont restreintes et parfois contradictoires, ce qui limite la pertinence d'une description précise des symptômes et de leur chronologie d'apparition. Les traitements actuels des brûlures cutanées sont peu spécifiques, uniquement symptomatiques, et s'inspirent généralement des approches utilisées dans le cas des brûlures thermiques. Dans ce contexte, il nous a semblé important de mieux comprendre les mécanismes lésionnels associés à une exposition cutanée à la lewisite. Ces étapes de compréhension physiopathologiques permettent d'identifier des cibles potentielles pour des interventions pharmacologiques et sont également nécessaires et préalables à l'établissement de nouvelles stratégies curatives. C'est dans ce cadre que s'est inscrit notre travail de recherche. En privilégiant une approche expérimentale chez l'animal, la souris sans poils SKH-1, le travail a consisté dans un premier temps à décrire l'évolution temporelle des lésions cutanées induites par une exposition de la peau du dos de la souris à des vapeurs saturantes de lewisite. Le processus lésionnel a été suivi pendant les 3 premières semaines après l'exposition permettant ainsi de couvrir les différentes phases de la cicatrisation cutanée. Un suivi à plus long terme sur 27 semaines a été également réalisé. L'utilisation de différentes méthodes d'exploration fonctionnelle a permis d'étudier la couleur de la peau, d'évaluer l'intégrité de la fonction barrière ainsi que les propriétés biomécaniques de la peau. Ces études ont été complétées par des analyses microscopiques des tissus lésés. Dans un deuxième temps, des cibles clés de la toxicité cutanée de la lewisite ont été identifiées par des approches génomiques et biochimiques. Sur une cinétique courte de 7 jours après l'exposition, les transcrits de gènes cibles ont été quantifiés par RT-qPCR. Ces données ont été complétées par une analyse protéique faisant intervenir différentes méthodes d'analyse complémentaires de puce à protéines, de western blot et de zymographie sur une cinétique plus longue de 14 jours. Pour terminer, l'intérêt de la détersion hydrochirurgicale associée à une thérapie matricielle a été envisagé pour traiter les lésions cutanées induites par la lewisite.

Lewisite is an organic arsenical compound ranked among the vesicating agents whose antidote is the British Anti-Lewisite. This chemical warfare agent remains a current threat and generates damage ranging from erythema to vesication, larger or smaller depending on the dose received after skin contact. Only few data are available regarding the toxicity on human and are sometimes contradictory. Therefore, the relevance of the description of the symptoms and their chronology of apparition are limited. Current treatments of skin burns are not specific, only symptomatic and are closed to those used to treat thermal burns. In such context, we consider it important to gain better understanding of the injury mechanisms associated with skin exposure to lewisite. These understanding stages of the physiopathology aim at identifying potential targets for pharmacological interventions and are necessary and prerequisites for the establishment of new curative strategies. It is within this framework that our investigations are based on. An appropriate experimental approach was conducted using the SKH-1 hairless mouse. In the first place, the aim was to describe the time course of skin lesions development induced by exposure to saturating vapors of lewisite on the dorsal skin of the mouse. The injury process was monitored throughout the first 3 weeks after exposure in order to cover the different phases of wound healing. A long term monitoring throughout 27 weeks was also performed. The use of several methods of functional exploration has enabled the study of the skin color, the evaluation of the integrity of the barrier function and the biomechanical properties of the skin. These studies were completed by microscopic analyses of the injured tissues. In a second step, key targets of the lewisite skin toxicity were identified by genomic and biochemical approaches. The transcripts of the target genes were quantified by RT-qPCR in a 7-day kinetic after exposure. Data were completed by protein analyses involving complementary analytical methods (antibody array, western blot, gel zymography in a 14-day kinetic. Lastly, a combination of hydrosurgical debridement and matrix therapy was assessed and considered in order to treat skin lesions induced by lewisite.