La couleur de la peau chez un individu, appelée teint ou complexion, évolue au cours du temps et dépend de facteurs extrinsèques et intrinsèques. Une perte de son homogénéité est liée à l'apparition de lésions cutanées hyperpigmentées. Elles sont notamment provoquées par une exposition chronique au soleil et apparaissent avec l'âge, comme dans le cas du lentigo actinique. Si cette lésion hyperpigmentée bénigne est bien caractérisée à l'échelle macroscopique, peu d'études explorent ses fonctions cutanées grâce à des outils non invasifs. À l'échelle cellulaire et moléculaire, cette lésion hyperpigmentée bénigne résulte d'une altération du processus de pigmentation lors de la régulation du phénomène de photo-protection cutané. Si le modèle actuel d'une perte de cette régulation prend en compte l'altération du dialogue fonctionnel entre les couches épidermique et dermique, aucune étude ne décrit les caractéristiques fonctionnelles des cellules primaires extraites du lentigo actinique. Le premier objectif de mon projet a consisté en une exploration fonctionnelle du lentigo actinique par l'utilisation de divers paramètres biométrologiques. L'étude a été réalisée sur une cohorte de 80 femmes dont certaines présentent peu (grade 1) et, d'autres plusieurs, lentigosactiniques (grade 2) sur le visage. Après illustration du grade par une mesure photographique, différentes approches biométrologiques ont quantifié les taux de sébum, de mélanine, d'hémoglobine, d'hydratation, de réflexion de la lumière et de couleur (L *, a*, b* et lT A). Les résultats des analyses statistiques montrent que 1) la quantité de sébum discrimine les territoires cutanés de la joue et du front, 2) les taux de mélanine, d'hémoglobine, de réflexion de la lumière et de couleur sont différentiels entre les zones lésées (lentigo actinique) et non lésées, adjacentes au sein du territoire de la joue chez un volontaire, 3)que la diminution des taux de réflexion de la lumière et d'hémoglobine, ainsi que l'augmentation du taux d'hydratation, est observée au sein de la zone lésée entre les grades I et 2. L'ensemble de ces données ont mis en évidence certains paramètres biométrologiques comme indicateurs du territoire cutané, de la zone lésée vs non lésée et de l'évolution (grade 2 vs I) du lentigo actinique.Le second objectif a porté sur une analyse morphologique et fonctionnelle des fibroblastes primaires du lentigo actinique. L'étude a été réalisée sur une cohorte de 10 volontaires sur lesquels deux biopsies contenant les zones lésées et non lésées, adjacentes ont été prélevées. À partir de ces biopsies, les fibroblastes primaires humains ont été mis en culture. Une approche d'immunotluorescence révèle que les fibroblastes de lentigo actinique (FL) et ceux de la zone saine adjacente (FS) n'ont pas les mêmes caractéristiques morphologiques avec une organisation différentielle de leur cytosquelette d'actine. Une approche fonctionnelle montre que les FL ont une diminution de leur activité métabolique, de leur taux de prolifération et de leur capacité migratoire. À l'inverse, les FL sont dotés d'une augmentation de leur capacité sécrétoire en terme de facteurs solubles. Notre modèle in vitro de fibroblastes primaires (couples FL/FS), qui présentent des similitudes avec les caractéristiques décrites in vivo, représenterait un modèle cellulaire adéquat pour tester des principes actifs dont l'efficacité permettrait de réduire l'hétérogénéité du teint chez les femmes à peaux matures. Ces deux objectifs, qui ont été réalisés par des approches en recherche clinique et translationnelle, ont permis de mettre en évidence des indicateurs et des biomarqueurs du lentigoactinique qui permettront de mieux comprendre l'impact des facteurs intrinsèques et extrinsèques dans la perte d'homogénéité du teint liée au lentigo actinique. / Based on extrinsic and intrinsic factors, skin complexion of an individual evolves in time. The Joss of its homogeneity is linked to the appearance of hyperpigmented les ions. The latters are induced by chronic sun exposure and appear with the age, as in the solar lentigo disorder. Despite its well-known characterization at the macroscopic levels, only few studies explore the skin fonctions of the solar lentigo with non-invasive tools. At the cellular and molecular levels, this lesion results from an altered process of pigmentation that is involved in the regulation of the cutaneous photo-protection. Despite the changes of the functional dialogue between the epiderrnic and derrnic layers, no study describes the functional characteristics of primary ce lis isolated from the solar lentigo. The first aim of my project consisted on a functional exploration of the solar lentigo by the use of diverse biometrological parameters. The study was carried out on a cohort of 80 women, some of them had few (grade l) and others many solar lentiges (grade 2) on their faces. Thanks to photographie measurements to determine the grade, various biometrological approaches had quantified the rates of sebum, melanin, hemoglobin, moisturizing, light reflection and the colour (L *, a*, b* and 1T A). Results of the statistical analyses revealed that the quantity of sebumdiscriminates the skin territories of the cheek and forehead, 2) the rates of melanin, hemoglobin, light reflection and the colour were differential between affected (solar lentigo) and not affected zones, within the volunteers' cheek territory, and 3) decreased rates of light reflection and hemoglobin, as well as, increased rate moisturizing, were observed within the lesional zone between both grades. Altogether, our data highlighted some of the biometrological parameters, as indicators of the skin territory, the lesional vs non lesional areas and the progression (grade 2 vs 1) of solar lentigo The second aim covered morphological and functional analyses of the solar lentigo's primary fibroblasts. This study was carried out on a cohort of 10 volunteers and two biopsies, containing the peri-lesional and lesional areas, were taken from each person. From these biopsies, human primary fibroblasts were isolated and grown. An immunofluorescence approach revealed that the fibroblasts of solar lentigo (FL) and those from adjacent healthy areas (FS) did not depict similar morphological characteristics with a differential organization of their actin cytoskeleton. Functional approaches demonstrated that FL displayed decrease of their metabolic activity, theirproliferation rates and their migration capacity, compared to FS. On the contrary, FL showed increased secretion capacity in terms of soluble factors. Our in vitro mode! of primary fibroblasts(FL/FS), which showed similarities with in vivo fibroblast's characteristics, might be considered as an appropriate cellular mode! to test active principles targeting skin complexion heterogeneity in women with mature skin. Using clinicat and translational research approaches, both objectives highlighted indicators and biomarkers of the solar lentigo. This work contributed to better understand the impact of the intrinsic and extrinsic factors in the Joss of complexion homogeneitv.

Les études épidémiologiques sur les effets de la fraction ultrafine de la pollution particulaire et les études sur la toxicité in vitro et in vivo des nanoparticules manufacturées témoignent d’un danger potentiel pour l’homme en raison de nouvelles propriétés physico-chimiques de la matière à l’échelle nanométrique. L’évaluation du risque lié à des expositions professionnelles ou environnementales ou le diagnostic d’un lien causal entre ces expositions et d’éventuelles pathologies peuvent être limités par l’absence de méthode de référence pour caractériser et quantifier les particules nanométriques dans les tissus et fluides biologiques. Ce travail a permis de mettre au point une méthode remplissant ces objectifs, basée sur la préparation des échantillons par digestion alcaline et microfiltration et sur l’analyse en microscopie électronique analytique. L’application de cette méthode dans deux études a permis de confirmer qu’une translocation des particules nanométriques était possible d’une part au niveau pleural avec concentration dans les black spots et d’autre part à travers le placenta avec une possible exposition du foetus. Ce travail a également permis de caractériser des sources d’expositions professionnelles ou environnementales aux particules nanométriques. Sous réserve d’optimiser le coût et le temps nécessaire pour ce type d’analyse, cette méthode pourrait permettre de définir des valeurs de référence sur des échantillons plus larges et représentatifs de la population générale ou être utilisée dans le cadre de la surveillance de travailleurs exposés. / Epidemiologic studies on the health effects of ultrafine particles from atmospheric pollution and in vitro or in vivo studies on manufactured nanoparticles toxicity suggest that potential hazards may result from new physico-chemical properties of materials at nanometric scale. To assess human health risk after occupational or environmental exposure or to demonstrate a causal relationship between such exposures and diseases may be hindered by the lack of reference method to characterize and quantify nanometric particles in biological tissues and fluids. This work allowed us to develop such a method based on samples preparation by alkaline digestion and microfiltration followed by analytical electron microscopy analysis. This method applied in two studies allowed us to confirm that pleural translocation of nanometric particles and accumulation in black spots were possible in human and that they also may pass through the placental barrier with potential fetal exposure. This work also allowed us to characterize some sources of occupational and environmental exposures. After time-cost optimization of this method, it could be used to define reference values on larger population-representative samples or used for the medical follow-up of exposed workers.

Chaque cadre doit contenir un résumé de 1700 caractères maximum, espaces compris. En cas de dépassement, lacoupure sera automatique.Le doctorant adresse son texte sous forme électronique selon les recommandations de la bibliothèqueLes dermocorticoïdes (DC) sont des anti-inflammatoires topiques largement prescrits pour traiter de nombreuses dermatoses. Actuellement, leur puissance, classée en quatre groupes, est déterminée par leur effet vasoconstricteur basé sur un test empirique obsolète, subjectif et réducteur vis-à-vis des nombreux autres effets des DC. L'objectif de ce travail était de comparer la puissance des DC dans trois de leurs indications et de la confronter à la classification actuelle:• Anti-inflammatoire. Une étude clinique randomisée contrôlée en double aveugle a été réalisée sur 21 patients allergiques aunickel traités par quatre DC. Les différents paramètres de l'inflammation ont été mesurés objectivement par des outils debiométrologie. La hiérarchisation de la puissance des DC variait en fonction du temps et des paramètres de l'inflammationétudiés. Sur ce modèle, la classification peut être simplifiée en trois groupes.• Antiprolifératif. L'efficacité de six DC sur la prolifération, le cycle cellulaire et l'apoptose de kératinocytes hyperproliféranten culture a été comparée. La classification de la puissance antiproliférative divergeait de la classification actuelle.• Antiprurigineux à médiation histaminique. L'effet anti-histaminolibérateur de huit DC a été comparé sur des explants depeau à l'aide d'un dosage par microdialyse sous-cutanée. La classification de la puissance anti-histaminolibératrice divergeaitde la classification actuelle.Nous avons démontré que la classification actuelle des DC n'est pas exactement corrélée à leur effet anti-inflammatoire dansl'allergie de contact, à leur effet antiprolifératif ainsi qu'à leur effet sur la libération d'histamine. Notre nouvelle approche est deparler des puissances DC au pluriel. Une classification multimodale adaptée à la situation clinique permettrait une prescriptionplus efficiente et limiterait les échecs et effets indésirables. / Topical corticosteroids (TCS) are topical anti-inflammatory widely prescribed to treat many skin diseases. Currently, their potency, ranged into four groups, is determined by their vasoconstrictor effect based on an empirical, outdated, subjective and too restrictive test. The aim of this work was to compare specifically the potency of TCS in three situations and to compare it to the current classification:• Anti-inflammatory. A randomized controlled double-blind clinical study was performed on 21 nickel-sensitive patientstreated by four TCS. Different inflammation parameters were objectively assessed with bioengineering tools. The ranking ofTCS potency varied according to time and parameters of the inflammation studied. According to this model, the classificationmay be simplified into three groups.• Antiproliferative. The efficacy of six TCS on immortal keratinocytes proliferation, cell cycle and apoptosis was compared. Theclassification of the antiproliferative potency differed from the current classification.• Antipruritic histamine-mediated. The histamine-release inhibition of eight TCS was compared on skin explants by asubcutaneous microdialysis dosage. The classification of the histamine-release inhibition potency differed from the currentclassification.We have demonstrated that the current classification of TCS potency is not strictly correlated to their anti-inflammatory effect in the context of allergie contact dermatitis, to their antiproliferative effect and to their histamine-release inhibitor effect. Our new approach is to talk about TCS potencies in the plural. A specifie classification adapted to the therapeutic target is needed to be more efficient and reduce side effects.

La Biometrogie cutanée est un nouveau spectre de différentes méthodes d'évaluation qui permettent de mesurer les différents paramètres de la peau même en cas des petites modifications. Dans la première partie de nos travaux, nous avons étudié différentes capacités de ces méthodes afin de les corréler avec d'autres données cliniques et histologiques. Ces données nous ont encouragés à découvrir de plus en plus la pigmentation de la peau qui est un peu plus compliquée que les autres paramètres. Par conséquent, sur la deuxième partie, nous nous sommes concentrés sur la biologie cutanée en particulier sur la morphologie et l'activité des mélanocytes. Les travaux de cette thèse ont porté sur les effets de la phénytoïne sur les mélanocytes humains afin de savoir si cette molécule peut être un traitement efficace pour le vitiligo. Dans un premier temps, nous avons évalué deux concepts : tout d'abord et pour la première fois, les effets in vitro des différentes concentrations de phénytoïne sur la morphologie et l'activité des mélanocytes humains, et parallèlement, nous avons mis en place la méthode du transfert de mélanosomes sur les mélanocytes et des kératinocytes humains. Dans un deuxième temps, nous avons procédé à l'évaluation in vivo de la forme topique à différentes concentrations à l'aide d'une étude in vivo sur des cochons d'Inde noirs. Notre travail constitue une étape clé dans la compréhension des mécanismes d'action de la phénytoïne sur les mélanocytes humains qui contribuerait à l'amélioration des pratiques cliniques et donc à la qualité de vie des patients souffrant de troubles pigmentaire. / Cutaneaous Biometrogy is a new vast spectrum of measuring methods wich provide the possibility to measure the différents parameteres of the skin even in the case of small changes. In the first part of this work, we studied various capabilities of these methods in order to correlates them with other clinical and histological data. These data encouraged us to discover more and more the skin pigmentation which is a little more complicated than the other parameters.So, on the second part, we concentrated more on cutaneaous biology particularily on the melanocytes morphology and activity.The work of this thesis focused on the effects of phenytoin on human melanocytes in order to know if this molecule can be eventually an available treatment for vitiligo.Fisrt, we evaluated two concepts : for the first time we evaluated the in vitro effects of the different concentrations of phenytoin on the morphology and activity of human melanocytes and, in parallel, we implemented the method of transfert of melanosomes on human melanocytes and keratinocytes.In a second step, the topical form of phenytoin at different concentrations was evaluated through an in vivo study on black ginea pigs.Our work is a key step on understanding the mechanisms of avtion of phenytoin on human melanocytes which would contribute to the improvement of clinical practices and therefore to the quality of life of patients suffering from depilatory disorders.

De nombreuses études de biométrologie sont menées à l’INRS, pour évaluer l’exposition professionnelle à des substances chimiques, en France, et pour compléter les connaissances en proposant des valeurs de références destinées à protéger des salariés exposés à ces substances. Ces études consistent à mesurer simultanément l’imprégnation biologique et l’exposition atmosphérique à une substance, chez des salariés exposés à celle-ci. La relation entre ces mesures biologiques et atmosphériques est ensuite estimée à travers un modèle de régression linéaire. Lorsque que cette relation existe et que la voie d’absorption du toxique est essentiellement inhalatoire, il est ensuite possible de dériver une Valeur Limite Biologique (VLB) à partir de la Valeur Limite d’Exposition Professionnelle (VLEP-8h) du toxique. Deux aspects de ces données ont été identifiés, qui ne sont pas ou seulement partiellement prises en compte dans les modélisations statistiques courantes : la censure due aux limites de détection (LD)/quantification (LQ) des mesures biologiques et atmosphériques et la variabilité inter-individuelle. Ignorer ces deux particularités lors de la modélisation mène à une perte de puissance statistique et à de potentielles conclusions biaisées. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont permis d’adapter le modèle de régression à ces deux caractéristiques, dans un cadre bayésien. L’approche proposée repose sur la modélisation des mesures atmosphériques à l’aide de modèles à effets aléatoires prenant en compte les valeurs inférieures à la LD/LQ, et sur la modélisation simultanée des mesures biologiques, supposée être linéairement dépendantes sur une échelle logarithmique, de l'exposition atmosphérique, tout en tenant compte de la variabilité inter-individuelle. Ce travail a donné lieu à une publication scientifique dans une revue à comité de lecture. L’application de cette méthodologie a été réalisée sur des jeux d’exposition professionnelle au béryllium et au chrome, après avoir été cependant adaptée aux caractéristiques toxicocinétiques de ces deux substances. Il a ainsi été possible de proposer une VLB pour le béryllium (0,06 µg/g créatinine). L’exploitation de mesures de chrome dans deux secteurs d’activités différents (exposition professionnelle aux peintures de chromates, et exposition professionnelle dans le secteur du chromage électrolytique) a permis de mettre en évidence que le chrome urinaire dépend essentiellement de l’exposition au chrome VI, le chrome non VI ayant moins d’impact. Nous n’avons pas pu montrer de relation entre la solubilité du CrVI et le chrome urinaire. Une VLB de 0,41 µg/g créatinine, de l’ordre de la Valeur Biologique de Référence (VBR) proposée par l’ANSES (0,54 µg/g créatinine), a été estimée pour l’exposition professionnelle aux peintures de chromates, et une VLB de 1,85 µg/g créatinine a été estimée pour l’exposition professionnelle dans le secteur du chromage électrolytique, qui est en cohérence avec la VLB proposée par l’ANSES dans ce secteur, à savoir 1,8 µg/g créatinine / Many biomonitoring studies are conducted at INRS, in order to assess occupational exposure to chemicals in France, and to propose reference values to protect workers exposed to these substances. These studies consist in measuring simultaneously biological and airborne exposure of workers exposed to a toxic substance. The relationship between these biological and airborne measurements is then estimated through a linear regression model. When this relationship exists and the route of absorption of the toxic is essentially inhalatory, it is possible to derive a Biological Limit Value (BLV) from the Occupational Exposure Limit Value (OEL) of the toxic substance. However, two characteristics of these data have been identified, which are not or only partially taken into account in the current statistical modelling: the left-censoring due to limits of detection (LoD)/quantification (LoQ) of biological and airborne measurements, and the between-individual variability. Ignoring both of these features in modelling leads to a loss of statistical power and potentially biased conclusions. The work carried out in this thesis allowed us to adapt the regression model to these two characteristics, in a Bayesian framework. The proposed approach is based on the modelling of airborne measurements using random effects models adapted for values below the LoD / LoQ, and on the simultaneous modelling of biological measurements, assumed to depend linearly on a logarithmic scale, on the airborne exposure, while taking into account between-subject variability. This work resulted in a scientific publication in a peer-reviewed journal. This methodology has been applied on beryllium and chromium occupational exposure datasets, after adaptation to the toxicokinetic characteristics of these two substances. It has thus been possible to propose a BLV for beryllium (0.06 μg / g creatinine). The analysis of chromium measurements in two different sectors of activity (occupational exposure to chromate paints, and occupational exposure in the electroplating sector) made it possible to show that urinary chromium depends mainly on airborne exposure to VI chromium, non-VI chromium having less impact. We were not able to show a relationship between the solubility of airborne VI chromium and urinary chromium. A BLV of 0.41 μg / g creatinine, close to the Biological Guidance Value (BGV) proposed by ANSES (0.54 μg / g creatinine), was estimated for occupational exposure to chromate paints, and a BLV of 1.85 μg/g creatinine was obtained for occupational exposure in the electrolytic chromium plating sector, which is consistent with the ANSES proposed BLV in this sector, i-e 1.8 μg / g creatinine

Les éléments trace métalliques (ETM) sont des polluants qui sont sources de préoccupations majeures à cause de leurs toxicités et de leurs propriétés cumulatives. Certains d’eux peuvent être cancérogènes. La métropole de Sfax, située au sud de la Tunisie, a été touchée par des rejets et émissions d’ETM depuis des décennies. Plusieurs études ont confirmé que la pollution métallique est principalement d’origine anthropique, liée en particulier aux activités industrielles. Cela présente un risque sur la santé des habitants, particulièrement pour ceux qui sont également exposés par leur métier dans des procédés industriels. L’objectif de cette étude est d’évaluer les risques sanitaires associés à l’exposition professionnelle dans les industries qui manipulent des ETM dans leurs processus de production, en suivant l’approche de l’évaluation des risques sanitaires. Dans ce but, cinq entreprises qui utilisent des métaux comme matière première pour produire une variété de produits métalliques, ont accepté d’adhérer à notre étude. Les métaux qui étaient explorés sont Al, Cr, Ni, Cu, Zn and Pb. Des modèles mathématiques de prédiction des expositions professionnelles aux agents chimiques ont été utilisés pour estimer les concentrations des ETM dans l’air intérieur pour 15 postes différents. Des prélèvements atmosphériques ont été effectués afin de comparer les concentrations prédites à celles mesurées, en utilisant des prélèvements individuels ou sur postes fixes. Finalement, des prélèvements urinaires ont été collectés chez 61 travailleurs afin d’évaluer le lien entre l’excrétion des ETM et les niveaux atmosphériques. Globalement, les estimations des concentrations atmosphériques avaient une bonne concordance avec les valeurs mesurées sur l’ensemble des postes de travail. Des meilleures prédictions ont été trouvées pour certaines activités, en particulier pour des processus de découpage des tôles et de soudures. Les valeurs qui correspondent au 90ème percentile de la distribution de l’exposition ont été utilisées pour le calcul du « interaction-based hazard index HIint » pour évaluer les risques associés aux mélanges d’ETM. Un excès de risque total de cancer a été aussi calculé. Les résultats ont montré des expositions élevées qui peuvent provoquer des pathologies respiratoires, avec un HIint allant jusqu’à 93,6. Les niveaux les plus élevés sont attribués à la soudure à l'arc à l'électrode enrobée et au débitage et cisaillage des tôles. Ces risques augmentent à cause de l’effet synergique qui existe entre Cr, Ni et Cu. Des risques élevés de cancer du poumon et du rein ont été encore démontrés (risque total vie entière de cancer pour les ouvriers exposés : 3.7×10-4). Ce travail montre que les modèles mathématiques peuvent prédire correctement les niveaux d’exposition des ETM dans l’air intérieur pour plusieurs processus de la métallurgie. Ce résultat est intéressant pour aider les différents acteurs pour piloter de manière efficiente les systèmes de surveillance et la réduction des expositions dans ce secteur économique. Des progrès en matière d’hygiène industrielle sont nécessaires dans ce secteur industriel pour minimiser le risque sanitaire élevé auquel sont actuellement exposés les travailleurs concernés / Trace metallic elements (TMEs) are pollutants of great concern even in trace amounts because of their toxicity and cumulative property. Some of them can be carcinogenic. The Sfax metropolis, located in the southern region of Tunisia, has been affected by releases of TMEs for decades. Several studies confirmed that this pollution is predominantly originated from anthropogenic sources, mainly from industrial activities. It represents a threat to the health of residents, particularly for those also exposed during occupational activities in industrial processes. The present study aims to assess health risks associated with occupational exposure in industries handling TMEs in their production processes, following the human health risk assessment approach. To this end, five companies using raw material containing TMEs to produce a variety of metallic products accepted to participate to the study. The metals that were investigated are Al, Cr, Ni, Cu, Zn and Pb. Mathematical models for estimating occupational exposure to chemicals were used to predict indoor air TME exposure levels in 15 different job tasks. Air monitoring was conducted in order to compare the predicted workplace air concentrations versus the direct measured ones, using both workplace-fixed monitors and personal samplers. And finally, urine samples were collected from 61 workers to assess whether TMEs excretion correlate with job exposure levels. Globally, the predicted air estimates relate well with measured concentrations over the whole set of job tasks. Better predictions were found for certain activities, in particular for steel cutting and welding processes. The values that correspond to the 90th percentile of the exposure distribution were then used in the interaction-based hazard index HIint to assess health risks associated with the mixtures of TMEs. Total cancer risk was also investigated. Results showed high exposures for metals that may elicit respiratory conditions, with a HIint reaching 93.6, the highest levels being for the shielded metal arc welding and metal shearing and slitting tasks. The risk is enhanced by a synergetic effect between Cr, Ni and Cu. High risks of lung and kidney cancers were demonstrated (the predicted life-long total cancer risk for exposed workers is 3.7×10-4). This work shows that mathematical models can be accurate in predicting TME airborne exposure levels for several processes in the metallurgic industry, a result that is of interest to help the different stakeholders to monitor efficiently exposure surveillance and abatement. Progress in industrial hygiene is needed in this industrial sector to reduce the high level of health risks currently experienced by the metalworking workers