Systèmes antioxydants versus prooxydants lors d'évènements dermatologiques : nouvelle approche par RPE pour étudier les espèces radicalaires induites par des xénobiotiques de la peau

Antioxidant versus prooxidant systemes in dermalogical events : a new electron paramagnetc resonance approach to study xenobiotic-induced radical species in the skin

• Auteur / Autrice : Yannick Port-Lougarre
• Direction : Elena Gimenez-Arnau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 01/03/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Catherine Grosdemange-Billiard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Saadia Kerdine-Römer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Peyrot, Amaury Du Moulinet d'Hardemare

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antioxydants

Dermatite de contact

Résonance paramagnétique électronique

Eugénol

Mots clés libres

(Iso)eugénol

Substitution isotopique

Résonance paramagnétique électronique

Allergie de contact

Antioxydants

Piégeage de spin

Épiderme humain reconstitué

Photo-exposition

Système enzymatique

Mécanismes radicalaires

(Iso)eugenol

Isotopic substitution

Electron paramagnetic resonance

Allergic contact dermatitis

Antioxydants

Spin trapping

Reconstructed human epidermis

Photo-exposition

Enzymatic system

Radical mechanisms

Résumé

L'eugénol et l'isoeugénol sont des composés présents dans de nombreuses huiles essentielles et sont largement utilisés dans les cosmétiques et la parfumerie pour leurs propriétés odorantes. Ces deux composés sont caractérisés par (i) leurs propriétés antioxydantes et cytoprotectrices, mais aussi (ii) leurs activités prooxydantes et cytotoxiques bien connues des dermatologues spécialisés dans l’allergie de contact, ce qui contraint l'industrie européenne à étiqueter leur présence sur les produits cosmétiques manufacturés.Afin de combiner la compréhension de la réactivité des antioxydants avec l'établissement des frontières menant à l'action allergisante de ces molécules, l'objectif de ce travail était d'étudier la formation potentielle d'intermédiaires radicalaires réactifs dans la peau et de comprendre leurs mécanismes d'action. Dans ce contexte, le travail de recherche s'est articulé autour des axes suivants : (i) synthèse d'eugénol et d'isoeugénol contenant des substitutions isotopiques ciblées (13C), (ii) utilisation de la résonance paramagnétique électronique combinée à des sondes de spin (i.e., spin trapping et spin scavenging) sur des modèles d'épiderme humain reconstitué, histologiquement similaires à la peau humaine, afin d'évaluer ce qui pourrait se passer in vivo, (iii) utilisation de techniques alternatives permettant d'apporter des informations complémentaires pour valoriser l'enrichissement isotopique (études de réactivité sur les acides aminés) et (iv) validation de l'utilisation d'un système d'irradiation épidermique par une étude préliminaire sur des composés photo-sensibilisants.

Eugenol and isoeugenol are compounds present in many essential oils and are widely used in cosmetics and perfumery because of their odorant features. Both compounds are identified for (i) their antioxidant-cytoprotective properties, but also (ii) their prooxidant-cytotoxic activities well known to dermatologists specialized in allergic contact dermatitis, which compels the European industry to label their presence on cosmetics manufactured products.In order to combine the understanding of antioxidant reactivity with the establishment of boundaries leading to the allergenic action of these molecules, the objective of this work was to investigate the potential formation of reactive radical intermediates in the skin and to understand their mechanisms of action.In this context, the research work was articulated around the following axes: (i) synthesis of eugenol and isoeugenol containing targeted isotopic substitutions (13C), (ii) use of electron paramagnetic resonance combined with spin probes (i.e., spin trapping and spin scavenging) on reconstructed human epidermis models, histologically similar to human skin, in order to evaluate what could happen in vivo under conditions close to human exposure, (iii) use of alternative techniques allowing to bring complementary information valorizing isotopic enrichment (reactivity studies on amino acids) and (iv) validation of the use of an epidermal irradiation system by a preliminary study on photo-sensitizing compounds.