11

HabilitationHabilitation à diriger des recherches à diriger des recherches

Contribution méthodologique à la Contribution méthodologique à la caractérisation de la barrière caractérisation de la barrière

cutanée cutanée

8 juillet 2010

Cécile Laugel

EA4041 – groupe de Chimie Analytique de Paris Sud

22

ParcoursParcours

MSBM analyse Physico-chimique, MSBM analyse Physico-chimique, Paris XI 1992Paris XI 1992

DEA de Biologie Cutanée et Cosmétologie, DEA de Biologie Cutanée et Cosmétologie, Laboratoire Laboratoire de Dermopharmacie, Paris XI 1993de Dermopharmacie, Paris XI 1993

Docteur en Pharmacie, Docteur en Pharmacie, Paris XI 1994Paris XI 1994

Docteur de l’Université, Docteur de l’Université, Laboratoire de Dermopharmacie et Laboratoire de Dermopharmacie et de Chimie Analytique 1997 (prix de thèse)de Chimie Analytique 1997 (prix de thèse)

ATER ATER en Chimie Analytique 1997-1998en Chimie Analytique 1997-1998

Maître de Conférences Maître de Conférences en Chimie Analytique depuis 1998en Chimie Analytique depuis 1998

33

Thématiques de rechercheThématiques de recherche

Modification du véhicule: viscosité

Rôle des promoteursd’absorption

Organisation desLipides

UV

44

Encadrements et co-encadrements Encadrements et co-encadrements depuis 1998depuis 1998

DEA et M2DEA et M2 DoctoratDoctorat

88 66

PublicationsPublications

depuis le doctorat : 13 publications internationales 5 communications orales (c. internationaux) 8 posters (c. internationaux)

55

Mise en place méthodologiqueMise en place méthodologique– I.1. Etude I.1. Etude in-vitroin-vitro – utilisation de modèles reconstitués – utilisation de modèles reconstitués

I.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.2.Films biomimétiquesI.1.2.Films biomimétiques

– I.2. Etude de la barrière cutanéeI.2. Etude de la barrière cutanée– I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par

Imagerie IR-SynchrotronImagerie IR-Synchrotron

Etude du vieillissement naturel et photo-induit.Etude du vieillissement naturel et photo-induit.– II.1. Etude du vieillissement photo-induitII.1. Etude du vieillissement photo-induit– II.2. Etude du vieillissement naturelII.2. Etude du vieillissement naturel

Conclusion et Conclusion et PerspectivesPerspectives

PlanPlan

66

Etudes in vitro : films de céramidesEtudes in vitro : films de céramides

2847

2848

2849

2850

2851

2852

2853

2854

2855

25 45 65 85 105

T(°C)

Nom

bre

d'o

ndes (cm

-1)

ν cér2

ν cér3

ν cér5

ν cér6

Variations de la bande sym (CH2) en fonction de la

température  

Montrer l’existence de deux types d’interactions :Montrer l’existence de deux types d’interactions :(1) des interactions hydrophobes :(1) des interactions hydrophobes :

2847-2856 cm2847-2856 cm-1-1 sym (CH2) : sym (CH2) : caractérise le type d’organisationcaractérise le type d’organisation plus ou moins fortes (majeures pour plus ou moins fortes (majeures pour le ceramide 3)le ceramide 3)

dépendent : la longueur des chaînes dépendent : la longueur des chaînes alkyles, de la présence d’insaturations, alkyles, de la présence d’insaturations, mais indirectement de la nature de la mais indirectement de la nature de la tête polaire des céramides.tête polaire des céramides.

77

Etudes in vitro : films de céramides (2)Etudes in vitro : films de céramides (2)

(2) des liaisons hydrogènes :(2) des liaisons hydrogènes :

les fonctions amides (C=O, C-N et les fonctions amides (C=O, C-N et N-H) : N-H) :

2 bandes entre 1600-1700 cm2 bandes entre 1600-1700 cm-1-1 pour la bande amide I : pour la bande amide I : (C=O) (C=O) couplé à couplé à (C-N) et (C-N) et (N-H)(N-H)

1550 cm-1 : pour la bande amide 1550 cm-1 : pour la bande amide II d(NH) et n(C-N)II d(NH) et n(C-N)

les fonctions hydroxyles (OH) avec les fonctions hydroxyles (OH) avec nOH entre 3200 et 3400 cm-1.nOH entre 3200 et 3400 cm-1.

Evolution des bandes amide I et II en fonction de la température du céramide 2 (A) et du céramide 3 (C)

88

DescripteursDescripteurs

CF thèse ChloeCF thèse Chloe

Etudes in vitro : films de céramides (3)Etudes in vitro : films de céramides (3)

99

Modèles + complexes de films Modèles + complexes de films lipidiques : présence de lipidiques : présence de kératine, d’autres classes de kératine, d’autres classes de lipides (acides gras, lipides (acides gras, cholestérol)cholestérol)Interprétation plus délicate : Interprétation plus délicate : utilisation de la chimiométrieutilisation de la chimiométrieMélanges binaires et ternaires Mélanges binaires et ternaires de lipides avec des proportions de lipides avec des proportions relatives variables : inlfuence relatives variables : inlfuence des 3 classes lipidiques.des 3 classes lipidiques.ACP : spectres 600 à 4000 ACP : spectres 600 à 4000 cm-1 sans traitement préalable cm-1 sans traitement préalable excepté la correction de la excepté la correction de la ligne de base.ligne de base.

Etudes in vitro : films biomimétiquesEtudes in vitro : films biomimétiques

1010

Etudes in vitro : films biomimétiquesEtudes in vitro : films biomimétiques

Interactions majeures de chaque classe lipidique : Interactions majeures de chaque classe lipidique : – la classe des céramides : principale dans les interactions non la classe des céramides : principale dans les interactions non

polairespolaires– l’acide palmitique favorise les interactions polaires + renforce les l’acide palmitique favorise les interactions polaires + renforce les

interactions non polaires. interactions non polaires. – Le cholestérol : augmente indirectement les interactions au Le cholestérol : augmente indirectement les interactions au

niveau des têtes polaires.niveau des têtes polaires.

Action stabilisatrice du cholestérolAction stabilisatrice du cholestérolImportance de la concentration relative des classes des Importance de la concentration relative des classes des lipides dans la compacité de l’édifice lipidique.lipides dans la compacité de l’édifice lipidique.Résultats en accord avec des travaux antérieurs Résultats en accord avec des travaux antérieurs (Bowstra et al….).(Bowstra et al….).

ATR-FTIR spectroscopy: a chemometric approach for studying the lipid organisation of the stratum corneum. ATR-FTIR spectroscopy: a chemometric approach for studying the lipid organisation of the stratum corneum. C. LaugelC. Laugel, , C. Do Nascimento, D. Ferrier, J.P. Marty, A. BailletC. Do Nascimento, D. Ferrier, J.P. Marty, A. Baillet, Chem. Phys. Lipids.,, Chem. Phys. Lipids., (2005) (2005) 135135 55-68. 55-68.

Role of ceramide structure and its microenvironment on the conformational order of model stratum corneum lipids Role of ceramide structure and its microenvironment on the conformational order of model stratum corneum lipids mixtures: an approach by FTIR spectroscopy. E. Corbe, mixtures: an approach by FTIR spectroscopy. E. Corbe, C. LaugelC. Laugel, N. Yagoubi and A. Baillet, N. Yagoubi and A. Baillet Chem. Phys. Lipids., Chem. Phys. Lipids., (2007) (2007) 146146 67-75. 67-75.

1111

Etudes de la barrière cutanée : influence Etudes de la barrière cutanée : influence de la nature du véhiculede la nature du véhicule

croissantscroissants

Paramètres suivis :Paramètres suivis : Flux de pénétrationFlux de pénétration EnthalpieEnthalpie CH2CH2symsym

1212

Etudes de la barrière cutanée : influence Etudes de la barrière cutanée : influence de la nature du véhicule (2)de la nature du véhicule (2)

Les silicones de basse masse moléculaire :Les silicones de basse masse moléculaire :– s’intégrer dans les lipides du SCs’intégrer dans les lipides du SC– modifier l’organisation du SC modifier l’organisation du SC – augmenter la solubilité et la rétention de composés lipophiles : augmenter la solubilité et la rétention de composés lipophiles :

diminution du flux de pénétration à travers l’ensemble des tissus diminution du flux de pénétration à travers l’ensemble des tissus cutanés.cutanés.

Les silicones de masses moléculaires hautes Les silicones de masses moléculaires hautes – pas d’ interaction avec les lipides du stratum corneumpas d’ interaction avec les lipides du stratum corneum– limitation la rétention des composés lipôphileslimitation la rétention des composés lipôphiles

La contribution majeure du silicone La contribution majeure du silicone – ordre de la cinétique de pénétrationordre de la cinétique de pénétration

Notre outil spectral : mettre en évidence des modifications très fines Notre outil spectral : mettre en évidence des modifications très fines de l’organisation supramoléculaire lipidique du stratum corneumde l’organisation supramoléculaire lipidique du stratum corneum

Modulated release of triterpenic compounds from a O/W/O multiple emulsion formulated with silicones : Modulated release of triterpenic compounds from a O/W/O multiple emulsion formulated with silicones : Infrared spectrophotometric and Differential Calorimetric approaches. Infrared spectrophotometric and Differential Calorimetric approaches. C. LaugelC. Laugel, P. Rafidison, G. Potard, L. , P. Rafidison, G. Potard, L. Aguadisch et A. Baillet.. Aguadisch et A. Baillet.. J. Controlled Release.J. Controlled Release., (2000) , (2000) 6363, 7-17., 7-17.

1313

Etudes de la barrière cutanée : influence Etudes de la barrière cutanée : influence de promoteurs d’absorptionde promoteurs d’absorption

Les promoteurs d’absorption Les promoteurs d’absorption lipophiles ( le limonène ou l’acide lipophiles ( le limonène ou l’acide oléique) : oléique) :

– une action fluidifiante sur une action fluidifiante sur l’organisation des chaînes l’organisation des chaînes alkyles des céramides : alkyles des céramides : augmentant l’écartement des augmentant l’écartement des lipides entre eux. lipides entre eux. (essentiellement sur les (essentiellement sur les céramides 3 et 5).céramides 3 et 5).

Variation du sym (CH2) pour quatre céramides avec les quatre promoteurs d’absorption à différentes concentrations (d = ratio v/v)

1414

Etudes de la barrière cutanée : influence Etudes de la barrière cutanée : influence de promoteurs d’absorption (2)de promoteurs d’absorption (2)

Les promoteurs lipophiles : modification pour les Les promoteurs lipophiles : modification pour les céramides 2 et 3 avec des liaisons hydrogènes faiblescéramides 2 et 3 avec des liaisons hydrogènes faibles

Les promoteurs hydrophiles:Les promoteurs hydrophiles:– diminution de la force des liaisons hydrogènes diminution de la force des liaisons hydrogènes

Evolution de la bande amide I à 35°C pour le céramide 2 en

présence les quatre promoteurs :(A =DMSO, B = éthanol, C = limonène et D = acide oléique

1515

Etudes de la barrière cutanée : étude de Etudes de la barrière cutanée : étude de la distribution cutanée d’un filtre solairela distribution cutanée d’un filtre solaire

deux formes isomères (cis/deux formes isomères (cis/transtrans))

Irradiation : 24,8/75,2% Irradiation : 24,8/75,2%

Différents mélanges des 2 isomères : mesures spectralesDifférents mélanges des 2 isomères : mesures spectrales

Corrélation linéaire entre R CLHP et R IR Corrélation linéaire entre R CLHP et R IR

Création d’un modèle semi-quantificatif Création d’un modèle semi-quantificatif in-vivoin-vivo

1616

Etudes de la barrière cutanée : étude de la Etudes de la barrière cutanée : étude de la distribution cutanée d’un filtre solaire (2)distribution cutanée d’un filtre solaire (2)

1717

Etudes de la barrière cutanée : étude de la Etudes de la barrière cutanée : étude de la distribution cutanée d’un filtre solaire (3)distribution cutanée d’un filtre solaire (3)

1818

Mise en place méthodologiqueMise en place méthodologique– I.1. Etude in-vitro – utilisation de modèles reconstituésI.1. Etude in-vitro – utilisation de modèles reconstitués

I.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.2.Films biomimétiquesI.1.2.Films biomimétiques

– I.2. Etude de la barrière cutanéeI.2. Etude de la barrière cutanée– I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par

Imagerie IR-SynchrotronImagerie IR-Synchrotron

Etude du vieillissement naturel et photo-induit.Etude du vieillissement naturel et photo-induit.– II.1. Etude du vieillissement photo-induitII.1. Etude du vieillissement photo-induit– II.2. Etude du vieillissement naturelII.2. Etude du vieillissement naturel

Conclusion et Conclusion et PerspectivesPerspectives

PlanPlan

1919

Mise en place méthodologiqueMise en place méthodologique– I.1. Etude in-vitro – utilisation de modèles reconstituésI.1. Etude in-vitro – utilisation de modèles reconstitués

I.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.1.Films constitués de céramides purs autoassociésI.1.2.Films biomimétiquesI.1.2.Films biomimétiques

– I.2. Etude de la barrière cutanéeI.2. Etude de la barrière cutanée– I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par I.3. Etude de la distribution tissulaire cutanée ex vivo par

Imagerie IR-SynchrotronImagerie IR-Synchrotron

Etude du vieillissement naturel et photo-induitEtude du vieillissement naturel et photo-induit– II.1. Etude du vieillissement photo-induitII.1. Etude du vieillissement photo-induit– I.2. Etude du vieillissement naturelI.2. Etude du vieillissement naturel

Conclusion et Conclusion et PerspectivesPerspectives

PlanPlan