La pigmentation de la peau est l’une des caractéristiques cutanées les plus répandues dans le monde. Elle évolue au fil du temps de diverses manières selon les différentes communautés ethniques, sociales et culturelles. Et lorsqu’il s’agit de prendre en compte les influences extérieures, telles que les UV ou les conditions de pollution associées aux activités de blanchiment ou d’éclaircissement, la couleur de la peau devient un véritable défi pour le responsable de l’objectivation.
Comment évaluer les mécanismes de pigmentation de la peau in-vitro
La mélanine et le rapport entre les deux types de pigments mélaniques – l’eumélanine et la phéomélanine – jouent un rôle essentiel dans l’uniformité du teint de la peau, dans la pigmentation des cheveux et dans la photoprotection. L’altération de la mélanogénèse peut être à l’origine de divers dommages pigmentaires (grisonnement des cheveux, vitiligo, etc.) et de phénomènes d’hyperpigmentation tels que les taches brunes, le mélasma, les lésions d’acné…
La pigmentation de la peau est obtenue par la synthèse de la mélanine et par sa distribution dans la peau et dans les follicules capillaires. La pigmentation de la peau humaine est un processus complexe principalement géré par la mélanogénèse. Elle est influencée par des facteurs intrinsèques (stress, hormones) et extrinsèques tels que le rayonnement UV, la lumière visible ou la pollution. La synthèse de la mélanine, également appelée mélanogenèse, est un processus enzymatique catalysé principalement par la tyrosinase, la tyrosinase-related protein 1 (TYRP1) et la dopachrome tautomérase (DCT) permettant la transformation de la tyrosine en mélanine au sein des mélanocytes, et plus particulièrement dans les mélanosomes.
La mélanine contenue dans les mélanosomes matures – organites spécifiques – est transportée via un réseau de microtubules jusqu’aux extrémités dendritiques des mélanocytes, puis le pigment est transféré aux kératinocytes environnants où ils se répartissent uniformément pour assurer une pigmentation homogène et créer une photoprotection qui recouvre le noyau des kératinocytes.
Biomarqueurs et supports d’essais pour concevoir les meilleurs protocoles
Plusieurs biomarqueurs étroitement associés à la pigmentation cutanée – mélanine, tyrosinase, hormone stimulant les mélanocytes alpha, facteur de transcription de la microphtalmie, récepteur de la mélanocortine 1, endothéline-1 (ED1), récepteurs alpha, delta et gamma activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPAR alpha, delta et gamma) – peuvent être quantifiés à l’aide de diverses méthodes d’analyse.
Plusieurs méthodes d’analyse permettent de quantifier ou de visualiser l’effet des ingrédients ou de formulation sur le métabolisme cellulaire :
Pour répondre aux besoins de justification des allégations relatives à la pigmentation, les principaux CRO ont également mis au point des protocoles in-vitro et ex-vivo spécifiques qui évaluent objectivement l’exposition de la peau à plusieurs conditions.
Pour les essais in-vitro, il existe des distinctions importantes entre les essais sur des cellules humaines monocouches (primaires ou lignées) couramment utilisés pour les substances hydrophiles, et les essais sur des modèles de peau reconstruits en 3D, des explants de peau et des bioprint de peau en 3D qui peuvent être utilisés pour les produits lipophiles.
Les tests sur cellules en monocouche sont devenus une routine avec un choix d’une multitude de cellules primaires provenant de différents types de peau et d’âges : kératinocytes, mélanocytes, et la possibilité de supports de monoculture ou de coculture… Ensuite, le large choix de modèles de peau reconstruite est fantastique (peau colorée, peau vieillissante…) avec des modèles d’épiderme ou de peau pleine en 3D. La plupart des CRO peuvent acheter des cellules ou des modèles de peau standard, proposer leurs propres modèles ou en développer de nouveaux avec des caractéristiques spécifiques. Pour obtenir les meilleurs résultats prédictifs, elles proposent des supports sophistiqués pour les différentes allégations anti-pollution sur la peau ou les cheveux.
Ces essais peuvent être testés in vitro sur des cellules humaines en 2D (mélanocytes) avec la possibilité d’obtenir des cellules primaires de différents donneurs de couleur de peau, sur des co-cultures avec des kératinocytes, sur des modèles de peau en 3D imprimés ou non avec des mélanocytes ou sur des modèles ex-vivo. Ces essais peuvent être réalisés sous modulation UV (UVA, UVB, infrarouge-A, lumière visible), et associations UV.
Les résultats récents ouvrent de nouvelles perspectives de recherche pour les cosmétiques
Des études récentes ont confirmé l’utilisation de la bio-impression 3D pour contrôler la distribution des cellules cutanées productrices de mélanine ou mélanocytes sur un substrat tissulaire biomimétique afin de créer une pigmentation de la peau semblable à celle de l’homme.
Les essais sur les mélanocytes sont également utilisés pour développer des modèles de sénescence par exposition répétée aux UVB, ce qui permet d’étudier le mécanisme moléculaire sous-jacent à la sénescence prématurée et de sélectionner des substances potentielles présentant à la fois des effets anti-sénescence et anti-pigmentation.
En outre, d’autres essais démontrent la diminution de la pigmentation cutanée induite par les UV dans les kératinocytes et les mélanocytes, ce qui témoigne de la communication intercellulaire entre les deux cellules. Des études ont montré que non seulement les kératinocytes peuvent jouer un rôle important dans la diaphonie kératinocytes-mélanocytes, mais aussi que les mélanocytes sont capables de réguler les fonctions des kératinocytes par le biais d’une communication médiée par les exosomes. La modulation de la prolifération cellulaire semble être un résultat clé de la communication exosomale des mélanocytes vers les kératinocytes.
Enfin, l’innovation dans les essais in vitro liés à la pigmentation de la peau est un sujet difficile qui offre des possibilités illimitées de conception de protocoles entre les supports, les méthodes d’analyse, les biomarqueurs et les conditions des cultures et de leur environnement. Il y a beaucoup de choses à étudier pour aider l’industrie de la beauté à mieux comprendre la modulation de la pigmentation de la peau et son application dans le développement d’une nouvelle génération d’agents blanchissants.
La plateforme d’essais précliniques peut vous aider à trouver les bons fournisseurs d’essais. Elle permet de vérifier :
Vous pouvez consulter gratuitement toutes ces informations, sur skinobs.com, que ce soit en sélectionnant la « catégorie de tests » Efficacité, directement les « mécanismes d’action » Pigmentation, puis les « allégations » que vous souhaitez étayer.
Lorsqu’il s’agit d’études cliniques et d’études sur les consommateurs
Couleur de la peau pour dépigmenter, blanchir et éclaircir… justification des allégations
La pigmentation de la peau est l’une des caractéristiques cutanées les plus répandues dans le monde. Elle évolue au fil du temps de diverses manières selon les différentes communautés ethniques, sociales et culturelles. Et lorsqu’il s’agit de prendre en compte les influences externes, telles que les UV ou les conditions de pollution associées aux activités de blanchiment ou d’éclaircissement, la couleur de la peau devient un véritable défi pour le gestionnaire d’objectivation.
Quelles sont les technologies et les instruments actuellement disponibles pour évaluer les changements de couleur de la peau au cours d’études in-vivo ?
Vous pouvez trouver dans les plateformes d’essais cliniques, toute l’instrumentation dédiée à la mesure de la couleur de la peau, du cuir chevelu, des cheveux, des ongles ou des dents. Les allégations relatives à la pigmentation ou à la couleur sont nombreuses en fonction du type de produit cosmétique utilisé. Celles-ci sont nombreuses compte tenu de la variété des catégories de produits tels que les soins de la peau, le maquillage, les soins bucco-dentaires, les soins capillaires, la texture, les paramètres organoleptiques et les conditions de traitement.
Il existe 4 grandes catégories de performances liées à des catégories de produits ont des modes d’évaluation spécifiques :
La plateforme de tests cliniques rassemble à ce jour, pour la mesure de la couleur et de la pigmentation :
Vous pouvez consulter GRATUITEMENT toutes ces informations, sur www.skinobs.com, que ce soit en sélectionnant la « catégorie de tests » Efficacité : peau, cheveux et ongles. puis les « allégations » que vous souhaitez étayer ou directement le « type d’analyse » que vous connaissez déjà.
L’analyse directe et spécifique de la couleur
L’analyse de la couleur de la peau s’effectue naturellement dans le spectre de réflectance de la peau de 400 à 700 nm. Les différents appareils utilisent des paramètres d’émission de lumière différents : longueurs d’onde, source de lumière (Xénon, Leds) et directions.
En général, la quantité de lumière émise est prédéfinie et la quantité de lumière absorbée par la peau est également calculée. La mesure de la couleur est basée sur l’évaluation des trois composantes principales et bien connues de la couleur : L* (luminosité du noir au blanc), a* (axe vert/rouge) et b* (axe bleu/jaune). L’ITA (Individual Typology Angle) peut également être calculé. Les instruments utilisés sont les suivants : Chromamètre, Spectro-colorimètre, Colorimètre (Courage & Khazaka).
La mesure de la couleur de la peau est facile, rapide, reproductible et bien établie dans l’évaluation des produits cosmétiques. Différents instruments permettent d’évaluer la couleur de la peau, qu’il s’agisse de quantification ou de visualisation.
La mesure de la couleur incluant les paramètres d’érythème, d’hémoglobine et de mélanine se fait en utilisant des longueurs d’onde spécifiques afin d’éviter les autres influences de la couleur.
Les instruments directs mais non-spécifiques qui analysent la surface de la peau et qui caractérisent par caméra HD la couleur de la peau parmi d’autres paramètres sont nombreux. Chaque instrumentation a ses propres spécificités d’acquisition d’images telles que la lumière, les sondes, les capteurs et toujours un logiciel dédié comprenant des algorithmes, des I.A (ou non) et des résultats illustratifs pour délivrer des informations précises sur la couleur de la peau. Ensuite, la dernière technologie se réfère à l’évaluation globale de l’ensemble du visage à l’aide d’un équipement spécifique qui inclut la mesure de la couleur de la peau et de l’érythème.
Enfin, les alternatives à la couleur de peau classique sont données par la visualisation high-tech des mélanosomes et des pigments par microscopie confocale (Mavig, Michelson, Jenlab), mais aussi par la notation d’experts et le questionnaire d’auto-évaluation combiné à la mesure biométrologique.
Les difficultés de la mesure de la couleur in-vivo sont les environnements ambiants de la lumière mais aussi de l’humidité et de la température, et la reproductibilité de l’emplacement de la recherche. L’utilisation d’un support spécifique garantit la précision des mesures. Ainsi, le traitement des données doit également être considéré et caractérisé comme des résultats I.A. ou des algorithmes classiques. L’évolution de la technologie dans le domaine des sondes sans contact, de l’acquisition et du traitement des données avec l’utilisation d’algorithmes I.A. peut donner lieu à des solutions sans contact et optiques. L’un des grands défis pour l’évaluation des allégations de dépigmentation, de blanchiment, d’éclaircissement ou d’anti-tâches…. est de choisir entre la mesure précise d’une petite zone de la peau et l’obtention de données et l’analyse d’une plus grande zone de la peau à l’aide d’une analyse d’images. Aujourd’hui, le « must » pour les marques de cosmétiques et les consommateurs, ce sont les résultats illustratifs.
En conclusion, nous pourrions dire que la recherche préliminaire avec les CRO pour concevoir l’étude ( délai, durée, conditions d’utilisation des produits, critères d’inclusion, choix de l’instrumentation…), semble être essentielle pour définir le meilleur protocole afin de soutenir la justification de l’allégation. Avant cette étape, l’étude bibliographique du mécanisme d’action de la substance est cruciale pour mieux définir les essais in vitro et construire un protocole pertinent en tenant compte de la concentration, des substances de référence négatives/positives, du temps de mesure, des biomarqueurs et du choix des méthodes d’analyse.
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