Imagerie 3D d'une coupe de peau dans laquelle la teneur en nickel est mesurée. La zone rouge représente la présence de nickel. Crédit :Per Malmberg
Une nouvelle méthode d'examen de la peau peut réduire le nombre d'expérimentations animales tout en offrant de nouvelles opportunités pour développer des produits pharmaceutiques et cosmétiques. L'imagerie chimique permet de voir toutes les couches de la peau et de mesurer la présence de pratiquement n'importe quelle substance dans n'importe quelle partie de la peau avec un degré de précision très élevé.
De plus en plus de produits chimiques sont rejetés dans notre environnement. Par exemple, les parabènes et les phtalates sont en discussion comme deux types de produits chimiques qui peuvent nous affecter. Mais jusqu'à présent, il n'a pas été possible de savoir comment ils sont absorbés par la peau. Une nouvelle étude de l'Université de technologie Chalmers et de l'Université de Göteborg montre comment ce que l'on appelle l'imagerie chimique peut fournir des informations complètes sur la peau humaine avec un très haut niveau de précision.
Les recherches sur la façon dont les substances pénètrent et traversent la peau ont jusqu'à présent été menées de deux manières :en utilisant des bandes de ruban adhésif pour retirer la couche supérieure « cornéenne » de la peau à des fins d'analyse, et par des analyses d'urine et de sang pour voir ce qui a pénétré à travers la peau. Mais nous savons encore très peu de choses sur ce qui se passe dans les couches de peau entre les deux. L'imagerie chimique nous permet désormais de voir toutes les couches de la peau avec une très grande précision et de mesurer la présence de pratiquement toutes les substances dans n'importe quelle partie de la peau. Cela peut conduire à des produits pharmaceutiques mieux adaptés à la peau, par exemple.
La nouvelle méthode a été créée lorsque les chimistes Per Malmberg, à l'Université de technologie Chalmers, et Lina Hagvall, à l'Université de Göteborg, ont réuni leurs domaines de recherche.
Les chimistes Lina Hagvall et Per Malmberg préparent des échantillons pour analyse dans le spectromètre de masse à ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS). Pendant l'analyse, les échantillons sont insérés dans la chambre d'essai à l'aide du bras d'essai indiqué au bas de l'image. Crédit :Mats Tiborn
"Avec les produits pharmaceutiques, vous voulez souvent que la dose soit absorbée par la peau, mais dans certains cas, vous ne souhaiterez peut-être pas l'absorption cutanée, comme lorsque vous appliquez un écran solaire, qui doit rester à la surface de la peau et ne pas la pénétrer. Notre méthode vous permet de concevoir des produits pharmaceutiques selon la manière dont vous souhaitez que la substance soit absorbée par la peau, " dit Hagvall.
L'imagerie chimique était jusqu'à présent principalement utilisée pour les sciences de la terre et l'imagerie cellulaire, mais avec l'accès à la peau humaine à partir des opérations, les chercheurs ont mis au point ce nouveau domaine pour la technologie. Les chercheurs voient maintenant également des opportunités s'ouvrir pour remplacer les tests pharmaceutiques qui impliquent actuellement des expérimentations animales. Leurs méthodes fournissent des résultats plus précis que les tests sur les souris et les porcs. Comme il n'est pas permis d'utiliser des animaux pour tester des produits cosmétiques, cette méthode peut également créer de nouvelles opportunités pour l'industrie cosmétique.
"De nombreuses expérimentations animales menées par des chercheurs et des entreprises ne sont plus nécessaires grâce à cette méthode. Si vous voulez en savoir plus sur l'absorption passive dans la peau humaine, cette méthode est au moins aussi bonne. Il vaut mieux faire ses tests sur peau humaine que sur cochon, " dit Hagvall.
La nouvelle méthode peut également fournir une base pour déterminer les limites correctes des niveaux nocifs de substances pouvant entrer en contact avec la peau. Afin d'établir ces limites, vous devez savoir quelle quantité de dose à la surface de la peau pénètre dans et à travers la peau, que cette méthode peut montrer. Il améliore nos connaissances sur ce que nous absorbons dans nos lieux de travail et dans les garderies.
Chambre d'essai dans le spectromètre de masse à ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS) dans laquelle les échantillons de peau sont exposés à des faisceaux d'ions. Les échantillons sont analysés sous ultra-vide pour éviter toute perturbation. Crédit :Mats Tiborn
"Notre méthode peut tout montrer avec une image, que vous cherchiez du nickel, phtalates ou parabens dans la peau, ou si vous voulez suivre le chemin du médicament à travers la peau. Avec juste un échantillon de peau, nous pouvons essentiellement rechercher n'importe quelle molécule. Nous n'avons pas besoin d'adapter la méthode à l'avance à ce que nous recherchons, " dit Malmberg.
Il sera possible d'appliquer les résultats dans un avenir très proche. La technologie elle-même est prête à être utilisée aujourd'hui. Il reste encore un peu de travail à faire pour optimiser les tests pour obtenir les meilleurs résultats, mais les chercheurs pensent que la méthode sera prête à l'emploi d'ici un an.
Faits :Imagerie chimique
L'imagerie chimique implique l'utilisation d'un laser ou d'un faisceau d'ions pour analyser les sections de peau à l'aide d'un spectromètre de masse. Chaque point, ou pixel, de la section touchée par la poutre renseigne, qui est utilisé pour classer les produits chimiques présents dans la peau selon le poids moléculaire. Les informations chimiques de chaque point peuvent ensuite être combinées en une image numérique qui montre la distribution d'une substance dans la peau. Un spectromètre de masse à ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS), qui offre une très haute résolution spatiale jusqu'au nanomètre, a été utilisé dans cette étude particulière.
