Le retard de cicatrisation (RETCIC) est un problème clinique majeur, touchant les gens âgés, les diabétiques, drépanocytaires (DR), ou traités par les glucocorticoides (GC). Nous avons abordé les mécanismes des ulcères DR dans un modèle transgénique ayant un gène beta globine humain muté (SAD). Les souris SAD âgées ont un RETCIC corrélé au degré d'anémie et d'hemolyse, comme dans la DR humaine ; le RETCIC est lié à l'altération de l'angiogenèse cutanée et un faible recrutement de cellules endothéliales progénitrices (EPC) depuis la moelle. La sécrétion de CXCL12 dans la plaie par les kératinocytes et les cellules inflammatoires est diminuée. Fait notable, le traitement local de la plaie par des EPC ou du CXCL12 recombinant restaurent l'angiogenèse et une cicatrisation des souris SAD âgées. Nous avons ensuite abordé le rôle du récepteur minéralocorticoide dans la cicatrisation cutanée, et proposé ses antagonistes (MRA) pour améliorer le RETCIC en pathologie (traitement local GC, diabète murin); j'ai aussi participé à la démonstration de l'effet bénéfique des MRA sur l'atrophie épidermique GC-induite chez l'homme. A l'aide d'explants de peau murine et humaine, de plaies cutanées crées sur le dos de souris, et par l'analyse de la cicatrisation de biopsies chez le volontaire sain après traitement GC (étude post-hoc de l'essai SPIREPI), nous montrons que les MRA améliorent le RETCIC pathologique, et n'affectent pas la peau saine normale. Nous avons montré que l'effet bénéfique des MRA topiques implique une augmentation de la prolifération kératinocytaire et le canal sodium épithelial. Ces résultats montrent un rôle inédit et important du MR cutané dans la cicatrisation. / Impaired wound healing is a major unsolved clinical problem in aging, diabetes, sickle cell disease (SCD), glucocorticoid (GC) therapy or Cushing syndrome.First, we investigated the mechanisms underlying SCD ulcers, using SAD transgenic mouse model with mutated human beta globin. Old SAD mice displayed delayed healing correlated with the severity of anemia and hemolysis, as in human SCD, related to impaired cutaneous angiogenesis and poor endothelial progenitor cell (EPC) mobilization from the bone marrow. CXCL12 secretion by keratinocytes and inflammatory cells in SAD wounds was low. Noticeably, local wound therapy with EPCs or with recombinant CXCL12 restored wound angiogenesis and healing in old SAD mice.Second, we questioned the role of mineralocorticoid receptor (MR) in wound healing and proposed that MR blockade could improve reepithelialization in pathological situations (GC-treated skin, diabetic mouse models); I also participated to the demonstration that MR blockade limits GC-induced epidermal atrophy in human skin. We used skin explants from mouse and humans, full thickness skin wounds on the back of mice, and analyzed wound closure after skin biopsy in healthy volunteers pre-treated with GC, as a post-hoc study of the SPIREPI clinical trial. We found that MR blockers can rescue the pathological delayed wound healing while they did not modify wound closure in normal condition. We show that the improvement of GC-induced wound healing delay by MR blockade involves restoration of keratinocyte proliferation and down-regulation of the epithelial sodium channel. These results suggest an important and entirely novel role for MR in to improve delayed wound closure.

IntroductionLes cicatrices chéloïdes (CC) sont des pathologies de la cicatrisation cutanée entraînant des gênes fonctionnelles et esthétiques souvent invalidantes. Elles sont liées à un excès de fabrication et une désorganisation du collagène lié en parti à un dérèglement du TGFβ. Les lasers thermiques permettent d'améliorer la cicatrisation par le biais d'une modification de la réponse inflammatoire. En effet, une élévation de la température entre 45 et 53°C entraine une hyperexpression des HSP 70, responsables d’une modification de l’expression du TGFβ. Le laser diode 810nm a déjà prouvé son efficacité mais il est contre indiqué chez les sujets de phototypes foncés qui sont les plus à risque de développer des CC. L'objectif de ce travail était d'évaluer l'effet d’un laser thermique sur les cicatrices chéloïdes chez l’animal et dans le cadre d’une étude clinique.Détermination des paramètres su laserDes études sur des explants de peau, puis sur des sujets volontaires sains ont permis de montrer que la longueur d’onde 1210 nm était la plus adaptée dans cette indication car elle est peu absorbée par la mélanine. Le choix des paramètres du laser ont également été déterminés afin d’obtenir une élévation contrôlée de la température cutanée. En théorie, un tir de laser diode 1210 nm, 5.1W/cm² pendant 10 secondes permet d’élever la température jusqu’à 53°C.Mise au point d’un modèle animal de CCIl n’existe pas de modèle animal de CC permettant d’étudier l’effet d’un laser. Nous avons donc mis au point un modèle pour le besoin de l’étude. Des fragments de CC humaines comprenant le derme et l’épiderme ont été greffés chez 40 souris nudes. Une évaluation clinique et histologique a permis de confirmer la bonne intégration du greffon et la persistance de son caractère chéloïde pendant 4 mois.Etude du laser diode 1210nm chez un modèle animal de CCUne étude du laser 1210 nm a été réalisée sur notre modèle animal. Il a été réalisé des tirs de laser directement sur les greffons et des évaluations cliniques et histologiques ont permis de montrer l’absence d’effet indésirable. La mesure de la température cutanée au moment du tir de laser était de 45°C en moyenne.Etude du laser diode 1210nm après excision intra chéloïdienne : étude cliniqueParallèlement à l’étude animale, il a été réalisé une étude pilote visant à évaluer la faisabilité et la sécurité d’un protocole de traitement des cicatrices chéloïdes utilisant le laser diode 1210nm. Il était réalisé une excision intra cicatricielle, puis la suture était irradiée par le laser 1210nm pendant environs 10 secondes. 20 patients ont été inclus dans l’étude. L’objectif de suivi était de 2 ans, mais l’étude est toujours en cours. Jusqu’à présent, il n’a été noté aucun effet délétère du laser. 8 patients ont bénéficié d’injections de corticoïdes en raison de récidive de la chéloïde à 6 mois.ConclusionCe travail à permis de mettre au point un modèle animal original de cicatrice chéloïde permettant pour la première fois l’étude des lasers in vivo. L’utilisation du laser 1210nm, 5.1W/cm2, pendant 10 secondes à entrainé une élévation de la température cutanée jusqu’à 45°C en moyenne sans aucun effet délétère sur la CC chez la souris. L’utilisation du laser thermique diode 1210 nm après une résection intra chéloïdienne n’a montré aucun signe de toxicité chez l’homme. La température cutanée était de 48°C en moyenne à la fin du tir. Une étude à plus grande échelle reste encore à réaliser afin de démontrer une efficacité de ce traitement prometteur. / Introduction Keloid scars (KS) are pathologies of skin healing causing often functional and aesthetic disturbances. They are linked to excess production and disorganization of collagen mostly due to TGF bêta; overproduction. The thermal lasers can improve healing through a modification of the inflammatory response. Indeed, a rise of temperature between 45 and 53 ° C leads to an overexpression of HSP 70, which causes a change in the expression of TGF bêta;. The 810nm laser diode has already proven to be effective but its wavelength cannot used on dark phototypes who are prone to developing KS.The objective of this study was to evaluate the effect of a thermal laser on keloids in animal and in the context of a clinical study.Determination of laser parameters Studies on skin explants, and on healthy volunteers have shown that 1210 nm was the most suitable wavelength for this indication because it is poorly absorbed by melanin. The laser parameters were also carefully determined in order to control the skin temperature elevation. For a 1210 nm laser diode, an irradiance of 5.1W/cm² for 10 seconds leads to a maximum temperature of 53 ° C.Development of a KS animal model. Since, there was no KS animal model of DC , an innovative one was developed for this specific study. Fragments of human KS including the dermis and epidermis were transplanted in 40 nude mice. A clinical and histological evaluation confirmed the successful integration of the graft. At 4 months, it was proven that the KS remained unchanged. Study of the 1210nm diode laser in an KS animal modelThe 1210 nm laser was evaluated on our KS animal model. Laser irradiation was performed on the grafts. Clinical and histological evaluations have shown no adverse reactions. A 45 ° C mean temperature was recorded during laser irradiation .Study of l the 1210nm diode laser after intrakeloid excision. Parallel to the animal study, a pilot study was performed to assess the feasibility and safety of a 1210nm diode laser irradiation. An intrakeloid excision was achieved; the suture was then irradiated for about 10 seconds. 20 patients were included in the study. The study is still ongoing. A 2-year follow up is scheduled. So far, it was noted that no harmful effects of the laser. 8 patients received injections of corticosteroids due to of keloid recurrence at six months.conclusionAn original KS animal model was developed for the first time to study of the in vivo effects of laser irradiation. It was demonstrated that a 1210nm diode laser (5.1W/cm², for 10 seconds) led to a 45°C skin temperature without any deleterious effect. The 1210 nm diode laser after intrakeloid excision showed no signs of toxicity in humans. In humans, the maximum temperature was 48 ° C +/- 3°C . A long term follow-up on a large series of patients is still necessary to confirm the effectiveness of this promising treatment.

La guérison des plaies cutanées appendiculaires chez le cheval, à la différence de celle des plaies corporelles, se complique régulièrement. Un retard de cicatrisation s’y observe et un tissu de granulation exubérant tend à s’y développer, le tout menant à une cicatrice pathologique hypertrophiée. La pathogénie exacte du tissu de granulation exubérant chez le cheval demeure inconnue à ce jour. Une hypoxie tissulaire pourrait favoriser son développement tout comme elle semble contribuer au développement de cicatrices cutanées pathologiques similaires observées chez l’Homme. L’objectif de cette étude était d’évaluer la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène de plaies cutanées appendiculaires et corporelles en cours de cicatrisation normale et pathologique chez le cheval, à l’aide de la thermographie infrarouge et de la spectroscopie par réflectance dans le proche infrarouge. Six juments âgées de 3 à 4 ans ont été utilisées. Trois plaies cutanées ont été créées à l’aspect dorso-latéral du canon des membres thoraciques (plaies appendiculaires), et sur la paroi costale de l’un des hémithorax (plaies corporelles). Chez chaque jument, un canon a été aléatoirement bandé dans le but d’induire la formation de tissu de granulation exubérant dans les plaies s’y trouvant, tel que rapporté. La perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène ont été évaluées séquentiellement par thermographie infrarouge et spectroscopie par réflectance dans le proche infrarouge pour chaque plaie de chaque site (thorax; membre bandé; membre non bandé) au cours du processus de cicatrisation cutanée. Un modèle linéaire à doubles mesures répétées associé à une correction séquentielle de Bonferroni a révélé des différences significatives de perfusion vasculaire et de disponibilité locale en oxygène entre les plaies appendiculaires et corporelles. Ainsi la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène étaient significativement plus élevées dans les plaies corporelles (P<0.05) et la perfusion vasculaire était significativement plus élevée dans les plaies appendiculaires non bandées que dans celles bandées (P<0.05). Nous avons récemment rapporté une plus grande occlusion de la micro-vascularisation au niveau des plaies appendiculaires chez le cheval. Nous rapportons maintenant que la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène sont significativement inférieures dans les plaies appendiculaires, en particulier lorsqu’un tissu de granulation exubérant s’y développe. Compilés, ces résultats sous-tendent l’hypothèse que les plaies appendiculaires souffrent d’une altération de la perfusion vasculaire à l’origine possible d’une hypoxie tissulaire qui pourrait favoriser une cicatrisation cutanée anormale, telle la formation d’un tissu de granulation exubérant. / Cutaneous wound healing in horse limbs is often perturbed by the development of exuberant granulation tissue while body wounds tend to repair uneventfully. A delay in healing is usually observed in horse limb wounds, which tend to develop exuberant granulation tissue and excessive scarring. The events leading to exuberant granulation tissue formation in horses are not fully elucidated. Tissue hypoxia has been proposed as a major contributing factor as it appears to contribute to the development of similar abnormal skin scarring in human. The objective of this study was to investigate skin blood flow and tissue oxygen availability in normal / abnormal healing of full-thickness wounds created on the horse limb and body, using infrared thermography and near infrared reflectance spectroscopy. Six healthy, 3- to 4-year-old mares were used for the experiment. Three full-thickness cutaneous wounds were surgically created on the dorso-lateral surface of each metacarpal area (limb wounds) and on the lateral thoracic wall (body wounds). One randomly chosen distal forelimb was then left to heal by second intention without bandage, while the contralateral limb was bandaged postoperatively to induce the formation of exuberant granulation tissue and lead to excessive scarring. Thermal and spectroscopic data were collected from both anatomic sites (limb without bandage, bandaged limb, thoracic wall) at specific times following wounding. Mean changes in skin blood flow and tissue oxygen availability at specific wound sites over time were compared by use of repeated measures ANOVA with anatomical location and wound management as within-subject factors. A priori contrasts, submitted to Bonferroni sequential correction, were then used to compare pre-selected individual means. The statistical analysis revealed that there were significant differences in skin blood flow and tissue oxygen availability within wounds. Skin blood flow and tissue oxygen availability were significantly increased within body over limb wounds (P<0.05). Skin blood flow was significantly increased within unbandaged limb over bandaged limb wounds (P<0.05). We have recently reported a greater occlusion of microvessels in limb wounds in horses. We report here that skin blood flow and tissue oxygen availability are significantly inferior in limb wounds in horses, especially when exuberant granulation develops. Taken together, these results suggest that equine limb wounds may suffer from altered vascular perfusion and tissue hypoxia, which could favor abnormal skin healing and exuberant granulation tissue development.

La guérison des plaies cutanées appendiculaires chez le cheval, à la différence de celle des plaies corporelles, se complique régulièrement. Un retard de cicatrisation s’y observe et un tissu de granulation exubérant tend à s’y développer, le tout menant à une cicatrice pathologique hypertrophiée. La pathogénie exacte du tissu de granulation exubérant chez le cheval demeure inconnue à ce jour. Une hypoxie tissulaire pourrait favoriser son développement tout comme elle semble contribuer au développement de cicatrices cutanées pathologiques similaires observées chez l’Homme. L’objectif de cette étude était d’évaluer la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène de plaies cutanées appendiculaires et corporelles en cours de cicatrisation normale et pathologique chez le cheval, à l’aide de la thermographie infrarouge et de la spectroscopie par réflectance dans le proche infrarouge. Six juments âgées de 3 à 4 ans ont été utilisées. Trois plaies cutanées ont été créées à l’aspect dorso-latéral du canon des membres thoraciques (plaies appendiculaires), et sur la paroi costale de l’un des hémithorax (plaies corporelles). Chez chaque jument, un canon a été aléatoirement bandé dans le but d’induire la formation de tissu de granulation exubérant dans les plaies s’y trouvant, tel que rapporté. La perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène ont été évaluées séquentiellement par thermographie infrarouge et spectroscopie par réflectance dans le proche infrarouge pour chaque plaie de chaque site (thorax; membre bandé; membre non bandé) au cours du processus de cicatrisation cutanée. Un modèle linéaire à doubles mesures répétées associé à une correction séquentielle de Bonferroni a révélé des différences significatives de perfusion vasculaire et de disponibilité locale en oxygène entre les plaies appendiculaires et corporelles. Ainsi la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène étaient significativement plus élevées dans les plaies corporelles (P<0.05) et la perfusion vasculaire était significativement plus élevée dans les plaies appendiculaires non bandées que dans celles bandées (P<0.05). Nous avons récemment rapporté une plus grande occlusion de la micro-vascularisation au niveau des plaies appendiculaires chez le cheval. Nous rapportons maintenant que la perfusion vasculaire et la disponibilité locale en oxygène sont significativement inférieures dans les plaies appendiculaires, en particulier lorsqu’un tissu de granulation exubérant s’y développe. Compilés, ces résultats sous-tendent l’hypothèse que les plaies appendiculaires souffrent d’une altération de la perfusion vasculaire à l’origine possible d’une hypoxie tissulaire qui pourrait favoriser une cicatrisation cutanée anormale, telle la formation d’un tissu de granulation exubérant. / Cutaneous wound healing in horse limbs is often perturbed by the development of exuberant granulation tissue while body wounds tend to repair uneventfully. A delay in healing is usually observed in horse limb wounds, which tend to develop exuberant granulation tissue and excessive scarring. The events leading to exuberant granulation tissue formation in horses are not fully elucidated. Tissue hypoxia has been proposed as a major contributing factor as it appears to contribute to the development of similar abnormal skin scarring in human. The objective of this study was to investigate skin blood flow and tissue oxygen availability in normal / abnormal healing of full-thickness wounds created on the horse limb and body, using infrared thermography and near infrared reflectance spectroscopy. Six healthy, 3- to 4-year-old mares were used for the experiment. Three full-thickness cutaneous wounds were surgically created on the dorso-lateral surface of each metacarpal area (limb wounds) and on the lateral thoracic wall (body wounds). One randomly chosen distal forelimb was then left to heal by second intention without bandage, while the contralateral limb was bandaged postoperatively to induce the formation of exuberant granulation tissue and lead to excessive scarring. Thermal and spectroscopic data were collected from both anatomic sites (limb without bandage, bandaged limb, thoracic wall) at specific times following wounding. Mean changes in skin blood flow and tissue oxygen availability at specific wound sites over time were compared by use of repeated measures ANOVA with anatomical location and wound management as within-subject factors. A priori contrasts, submitted to Bonferroni sequential correction, were then used to compare pre-selected individual means. The statistical analysis revealed that there were significant differences in skin blood flow and tissue oxygen availability within wounds. Skin blood flow and tissue oxygen availability were significantly increased within body over limb wounds (P<0.05). Skin blood flow was significantly increased within unbandaged limb over bandaged limb wounds (P<0.05). We have recently reported a greater occlusion of microvessels in limb wounds in horses. We report here that skin blood flow and tissue oxygen availability are significantly inferior in limb wounds in horses, especially when exuberant granulation develops. Taken together, these results suggest that equine limb wounds may suffer from altered vascular perfusion and tissue hypoxia, which could favor abnormal skin healing and exuberant granulation tissue development.

La balance entre synthèse et dégradation des collagènes joue un rôle crucial dans le développement de pathologies de cicatrisation. Les collagènes fibrillaires sont synthétisés et sécrétés sous forme de précurseurs dans l'espace extracellulaire. Ils subissent alors une maturation protéolytique par des métalloprotéases, telles que les « BMP-1/Tolloid-like » (BTPs), permettant la formation de fibres de collagène. Ce clivage protéolytique est stimulé de façon spécifique par deux glycoprotéine, les « Procollagen C-Proteinase Enhancers » (PCPE-1 et -2). Ainsi, l'objectif de mon travail de recherche a été d'étudier les rôles de PCPE-1 et -2 dans la cicatrisation cutanée. De façon intéressante, nous avons montré que les BTPs et PCPE-1 étaient exprimés au niveau du derme et que leur expression augmentait pendant la première semaine de cicatrisation. PCPE-1 est principalement exprimée par les fibroblastes alors que PCPE-2 est retrouvée dans les kératinocytes. De plus, nous avons montré que PCPE-2 était abondante dans les cellules myéloides, suggérant un rôle pendant la phase inflammatoire de cicatrisation. Nos résultats montrent que PCPE-2 ne stimule pas efficacement la maturation des procollagènes fibrillaires et inhibe même l'activité de BMP-1 sur des substrats non-collagéniques, suggérant un rôle inattendu de PCPE-2. Enfin, aucune différence majeure n'a été observée dans la peau de souris déficientes en PCPE-2 au cours de la cicatrisation, suggérant que PCPE-1 serait le principal stimulateur impliqué dans la maturation et le dépôt des fibres de collagènes. Ainsi, ce travail suggère que PCPE-1 et -2 joueraient des rôles distincts dans la peau et pendant la cicatrisation cutanée / The imbalance between collagen assembly and degradation during skin wound healing is a major factor contributing to wound healing pathologies. Fibrillar collagen precursors are synthesized by fibroblasts and processed in the extracellular space by specific metalloproteases (e.g. BMP-1/Tolloid-like Proteinases, or BTPs) to form collagen fibrils. These proteolytic maturations can be efficiently stimulated by two glycoproteins, Procollagen C-Proteinase Enhancers (PCPE-1 and -2). The main goal of our study was to analyze the possible redundant and specific roles of the two PCPE proteins during wound healing.Interestingly, both BTPs and PCPE-1 were found to be expressed in the dermis and to be significantly increased during the first week after injury. Surprisingly, PCPE-1 is mainly expressed by dermal fibroblasts, whereas PCPE-2 is lowly expressed in fibroblasts and more abundant in basal keratinocytes. Moreover, PCPE-2 appears to be expressed by myeloid cells suggesting that PCPE-2 might rather play a role during the inflammatory phase of wound healing. In addition, our results indicate that recombinant PCPE 2 does not efficiently enhance their proteolytic maturation of fibrillar procollagens and can even inhibit the action of BMP-1 on other non-collagenous substrates, suggesting a differential and unexpected role of PCPE-2. Finally, the in vivo role of PCPE-2 was investigated using a Pcolce2 knockout model; skin morphology and wound healing were not affected by PCPE-2 loss, indicating that PCPE-1 is the main enhancer involved in collagen deposition during wound healing. Thus, this work suggests that PCPE-1 and -2 play distinct roles in the skin and during wound healing

La peau, organe le plus étendu du corps humain, réalise une barrière entre l’environnement et le milieu interne préservant ainsi l’homéostasie. De nombreuses fonctions sont assurées par le tégument telles une modulation des échanges thermiques, une barrière physique, chimique et immunitaire contre l’entrée des composés et microorganismes exogènes mais également contre la perte des substances du milieu interne. L’altération de la surface cutanée et donc de ses fonctions, engendre un processus complexe de réparation qui vise à restaurer le système. Lors de ce travail de thèse des outils biophysiques ont été expérimentés dans un premier temps afin de renseigner sur la qualité de la fonction barrière, et donc sur la qualité de la cicatrisation cutanée. La première approche consistait à quantifier la qualité de la barrière cutanée par mesure de la perte insensible en eau. Cette approche s’est révélée fructueuse et a été proposée comme standard interne dans les études de perméation cutanée ex vivo afin de permettre une comparaison plus aisée des résultats expérimentaux issus de différentes préparations de peau. Dans un second temps la mesure des paramètres du micro relief cutané a été confrontée aux résultats des mesures concomitantes des paramètres biophysiques classiques (perte insensible en eau et hydratation cutanée) afin de mettre en évidence une possible corrélation entre qualité de la fonction barrière cutanée et topologie de surface. Les résultats des deux méthodes d’investigation sont effectivement bien corrélés dans le cas d’une altération physique de la surface cutanée, suggérant les mesures des paramètres du micro relief cutané comme une méthode originale de quantification de la réépithélialisation cutanée. Une approche plus fondamentale a également été éprouvée afin d’appréhender les mesures de « pertes insensibles en oxygène » comme une mesure innovante de la qualité de la fonction barrière cutanée. Cette première approche a permis de mettre en évidence, une orientation préférentielle significative du flux d’oxygène à travers la peau.La deuxième partie de ce travail de thèse a consisté à développer une nouvelle formulation pro cicatrisante et de tester son potentiel thérapeutique in vitro. Initialement basée sur l’administration d’oxygène afin de lutter contre l’hypoxie qui accompagne souvent les lésions cutanées, cette ligne d’étude a rapidement été écartée au profit du développement d’une formulation pour l’établissement d’un stress oxydant améliorant les processus de cicatrisation. Cette théorie du stress oxydant comme promoteur de la cicatrisation découle d’observations récentes qui démontrent un retard de cicatrisation en l’absence d’un stress oxydant in vivo, et une stimulation spécifique des cellules in vitro. Les formulations développées à ce dessein ont été testées sur des cultures de kératinocytes in vitro afin d’étudier leurs effets sur la réépithélialisation : l’une des dernières étapes de la cicatrisation. / Skin, the largest organ of the human body, confers protection from the environment through several barrier functions which provide physical, immune and chemical defenses. Skin provides protection to microorganisms, exogenous compounds, shocks, radiations, temperature and out flowing of solutes or water from the body. Without an efficient system to restore skin structures and functions, skin wounding may be deleterious. Over the course of this Ph.D. work, varied biophysical parameters have been experienced as tools to investigate the cutaneous wound healing quality. Measurement of transepidermal water loss (TEWL) to quantify the barrier function quality of the skin has been successfully assessed. It has been proposed as an internal standard of skin integrity facilitating direct comparison of data issued from different skin samples. In an in vivo approach, skin micro-relief parameters have been set against TEWL and hydration values after a physical or chemical damage onto the skin. Interestingly micro-relief parameters and biophysical measurements were closely related after tape-stripping, suggesting topographical parameters as an original method to quantify skin reepithelialization. A more fundamental assay was performed suggesting oxygen flux as a new tool to investigate skin barrier quality. From our results a “transepidermal oxygen loss” development seems to be compromised but surprisingly, we pointed out a preferential oxygen delivery course through the skin from endogenous reservoir. Besides the improvement of these tools for wound healing assessment, an innovative formulation to promote skin wound healing has been developed. The challenge of this new preparation is to generate reactive oxygen species, namely hydrogen peroxide, at sub-cytotoxic levels. Indeed recent studies pointed out that down regulation of hydrogen peroxide production in vivo delayed wound healing; furthermore, in vitro stimulation of fibroblasts or keratinocytes with hydrogen peroxide induced expression of healing promoting factors. The developed formulation was therefore assayed on keratinocytes’ in vitro culture in order to evaluate their efficacy on réépithélialisation, ending wound closure. Interestingly one of the developed formulation stimulated significantly keratinocytes migration, through a mechanism which do not imply TGF-1 expression, suggesting a potential benefit in wound réépithélialisation.

L'objectif de cette thèse était de mettre en oeuvre le développement d'une thérapie des plaies cutanées profondes basée sur l'utilisation de nanoparticules (NP) biodégradables de poly(acide lactique) (NP-PLA) vectrices de médiateurs de la cicatrisation. Le but était d'accélérer la cicatrisation cutanée et de favoriser la reconstruction d'un derme fonctionnel. La méthode a été de (i) réduire la réaction inflammatoire pour en contenir les effets délétères et (ii) stimuler la réépithélialisation pour accélérer la cicatrisation et réduire le risque infectieux. Les moyens ont été l'utilisation d'un antioxydant, la vitamine E (VE) et d'un facteur de croissance des fibroblastes (le FGF2) vectorisés par des nanoparticules biocompatibles et biodégradables de poly(acide lactique) (PLA). Nos NP-PLA contiennent l'antioxydant (VE) dans leur coeur hydrophobe, et portent le facteur de croissance fibroblastique (FGF2) à leur surface. Ces formulations ont été (i) caractérisées par des méthodes physico-chimiques et (ii) testées par des méthodes in vitro pour évaluer leurs effets potentiels, en tant que système de délivrance de VE et de FGF2, sur la cicatrisation des plaies. Des modèles expérimentaux in vivo ont été développés et caractérisés pour mettre en évidence l'efficacité des NP-PLA fonctionnalisées pour la cicatrisation cutanée et la reconstruction dermique fonctionnelle. Nos résultats montrent que l'activité antioxydante de la VE n'est pas perturbée par l'encapsulation dans des NP-PLA et qu'elle est légèrement supérieure à celle de la VE libre dans un système in vitro. De même, l'activité biologique du FGF2 sur la prolifération et la migration des fibroblastes dans un système in vitro n'est pas altérée par son adsorption sur des NP-PLA. Aucune de ces deux NP-PLA fonctionnalisées n'a de cytotoxicité avérée in vitro. Deux modèles expérimentaux de plaies cutanées profondes ont été développés sur souris sans poils SKH1 saines : (i) Un modèle robuste de brûlure cutanée thermique de 3ème degré qui se caractérise par une inflammation massive de la plaie et par un stade de granulation tardif après 16 jours de cicatrisation. (ii) Un modèle de plaie d'excision cutanée a également été utilisé. Un modèle de cicatrisation retardée a été obtenu par induction chimique d'un diabète de type I stable avant réalisation des plaies d'excision ou de brûlure. Ces modèles de plaies cutanées ont été caractérisés tout au long du processus de cicatrisation par des études (i) macroscopiques de cinétique de fermeture des plaies, (ii) histologiques d'inflammation, de nécrose et de réépithélialisation, (iii) physiologiques de perfusion sanguine cutanée. L'expression de 84 gènes impliqués dans le processus de cicatrisation a été étudiée sur le tissu cicatriciel 14 jours après formation de la plaie. Pour conclure, nos résultats mettent en évidence le potentiel de vectorisation de molécules thérapeutiques des NP de PLA pour le développement de futures stratégies de délivrance ciblée de VE et de FGF2 dans les plaies cutanées profondes. Les modèles expérimentaux in vivo développés et caractérisés, ouvrent la voie aux études précliniques d'efficacité des NP-PLA fonctionnalisées dans le processus de cicatrisation des plaies profondes / The objective of this thesis was to develop a therapy of cutaneous deep wounds based on biodegradable poly (lactic-acid) nanoparticles (PLA-NP) releasing wound healing mediators. The goal was to accelerate wound healing and to promote the reconstruction of a functional dermis. Our method was (i) to reduce the inflammatory reaction in the aim of limiting its deleterious effects, (ii) to stimulate reepithelialization to accelerate wound healing and to reduce the risk of infections. The implementation of means was based on the use of an antioxidant (vitamin E, VE) and a fibroblast growth factor (FGF2) carried by biocompatible and biodegradable poly(lactic-acid) based nanoparticles. Our PLA-NP contained the antioxidant (VE), in their hydrophobic core and carried the fibroblastic growth factor (FGF2) on their surface. These formulations were (i) characterized by physico-chemical methods and (ii) tested by in vitro methods to evaluate their effects as a delivery system of VE and FGF2 on wound healing. Experimental in vivo models have been developed and characterized in the aim of studying the potential beneficial effect of functionalized PLA-NP on wound healing and functional reconstruction of dermis. Our results show that the antioxidant activity of VE was not inhibited by encapsulation into PLA-NP and was lightly increased compared with free VE in an in vitro system. The biological activity of FGF2 on proliferation and migration of fibroblasts in an in vitro system was not altered by adsorption onto PLA-NP as well. No cytotoxicity of these functionalized PLA-NP was detected in vitro. Two experimental models of deep cutaneous wounds were developed on the healthy SKH1 hairless mouse: (i) A robust third degree thermal burn model that was characterized by massive inflammation of the wound and a late granulation stage after 16 days of healing. (ii) A model of excisional skin wound was also used. A model of delayed wound healing was established by chemical induction of stable type I diabetes prior to excision and burn injuries. The healing process of these models of cutaneous wounds was characterized by (i) macroscopic studies of wound closure, (ii) histological studies of inflammation, necrosis and reepithelialization, and (iii) by physiological studies of cutaneous blood perfusion. A study of the expression of 84 genes involved in the healing process was carried out on the scar tissue 14 days post-wound. In conclusion, our results highlight the potential efficacy of PLA-NP as a vector of therapeutic molecules for the development of future strategies for targeted delivery of VE and FGF2 in deep skin wounds. The developed and characterized in vivo experimental models open the way to preclinical studies of efficacy of functionalized PLA-NP on the healing process of deep wounds