La lewisite est une arsine organique de la catégorie des vésicants dont l'antidote est le British Anti-Lewisite. Cet agent chimique de guerre dont la menace d'utilisation reste d'actualité, provoque après contact cutané, des lésions allant de l'érythème à la vésication plus ou moins étendue selon la dose reçue. Les données de toxicité, en particulier humaines, sont restreintes et parfois contradictoires, ce qui limite la pertinence d'une description précise des symptômes et de leur chronologie d'apparition. Les traitements actuels des brûlures cutanées sont peu spécifiques, uniquement symptomatiques, et s'inspirent généralement des approches utilisées dans le cas des brûlures thermiques. Dans ce contexte, il nous a semblé important de mieux comprendre les mécanismes lésionnels associés à une exposition cutanée à la lewisite. Ces étapes de compréhension physiopathologiques permettent d'identifier des cibles potentielles pour des interventions pharmacologiques et sont également nécessaires et préalables à l'établissement de nouvelles stratégies curatives. C'est dans ce cadre que s'est inscrit notre travail de recherche. En privilégiant une approche expérimentale chez l'animal, la souris sans poils SKH-1, le travail a consisté dans un premier temps à décrire l'évolution temporelle des lésions cutanées induites par une exposition de la peau du dos de la souris à des vapeurs saturantes de lewisite. Le processus lésionnel a été suivi pendant les 3 premières semaines après l'exposition permettant ainsi de couvrir les différentes phases de la cicatrisation cutanée. Un suivi à plus long terme sur 27 semaines a été également réalisé. L'utilisation de différentes méthodes d'exploration fonctionnelle a permis d'étudier la couleur de la peau, d'évaluer l'intégrité de la fonction barrière ainsi que les propriétés biomécaniques de la peau. Ces études ont été complétées par des analyses microscopiques des tissus lésés. Dans un deuxième temps, des cibles clés de la toxicité cutanée de la lewisite ont été identifiées par des approches génomiques et biochimiques. Sur une cinétique courte de 7 jours après l'exposition, les transcrits de gènes cibles ont été quantifiés par RT-qPCR. Ces données ont été complétées par une analyse protéique faisant intervenir différentes méthodes d'analyse complémentaires de puce à protéines, de western blot et de zymographie sur une cinétique plus longue de 14 jours. Pour terminer, l'intérêt de la détersion hydrochirurgicale associée à une thérapie matricielle a été envisagé pour traiter les lésions cutanées induites par la lewisite. / Lewisite is an organic arsenical compound ranked among the vesicating agents whose antidote is the British Anti-Lewisite. This chemical warfare agent remains a current threat and generates damage ranging from erythema to vesication, larger or smaller depending on the dose received after skin contact. Only few data are available regarding the toxicity on human and are sometimes contradictory. Therefore, the relevance of the description of the symptoms and their chronology of apparition are limited. Current treatments of skin burns are not specific, only symptomatic and are closed to those used to treat thermal burns. In such context, we consider it important to gain better understanding of the injury mechanisms associated with skin exposure to lewisite. These understanding stages of the physiopathology aim at identifying potential targets for pharmacological interventions and are necessary and prerequisites for the establishment of new curative strategies. It is within this framework that our investigations are based on. An appropriate experimental approach was conducted using the SKH-1 hairless mouse. In the first place, the aim was to describe the time course of skin lesions development induced by exposure to saturating vapors of lewisite on the dorsal skin of the mouse. The injury process was monitored throughout the first 3 weeks after exposure in order to cover the different phases of wound healing. A long term monitoring throughout 27 weeks was also performed. The use of several methods of functional exploration has enabled the study of the skin color, the evaluation of the integrity of the barrier function and the biomechanical properties of the skin. These studies were completed by microscopic analyses of the injured tissues. In a second step, key targets of the lewisite skin toxicity were identified by genomic and biochemical approaches. The transcripts of the target genes were quantified by RT-qPCR in a 7-day kinetic after exposure. Data were completed by protein analyses involving complementary analytical methods (antibody array, western blot, gel zymography in a 14-day kinetic. Lastly, a combination of hydrosurgical debridement and matrix therapy was assessed and considered in order to treat skin lesions induced by lewisite.

A pele é o maior tecido do corpo humano e está constantemente exposta a inúmeros agentes nocivos, dentre os quais se destaca a radiação ultravioleta (RUV), que está relacionada aos fotodanos do DNA, geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e ativação de mediadores do processo inflamatório. Nestas circunstâncias, mesmo possuindo um sistema de defesa antioxidante, a pele é submetida ao estresse oxidativo devido ao aumento da concentração de radicais livres, o que rompe o equilíbrio próoxidante/ antioxidante. Neste contexto, as substâncias naturais tem sido frequentemente empregadas como ferramenta para enriquecer o sistema protetor cutâneo endógeno, reduzindo, dessa forma, os danos oxidativos causados pela RUV na pele. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito fotoquimioprotetor in vitro e in vivo da fração de média polaridade de Byrsonima crassifolia (BC) e da (+) catequina (CAT), em cultura de queratinócitos humanos e em camundongos sem pelos submetidos à radiação UVB. Comparado ao extrato purificado, a fração de BC apresentou elevada atividade antioxidante in vitro e maiores teores de polifenóis totais e de compostos fenólicos: (+) catequina (255 ± 3,2mg/g de fração), (-) epigalocatequina-3-galato (26 ± 1,68mg/g de fração) e quercetina 3-O-?-D-glicopiranosídeo (12 ± 0,09mg/g de fração). A formulação gel adicionada da fração de BC (1%) proporcionou maior liberação dos compostos fenólicos na pele de orelha de porco do que a formulação emulgel e a CAT foi o composto fenólico majoritário quantificado na epiderme viável da pele de orelha de porco (21,72 ± 5,2?g/cm2). Dessa forma, a formulação gel (1%) adicionada da fração de BC ou CAT foi avaliada também quanto à penetração cutânea in vivo. Na epiderme viável da pele dos camundongos sem pelos detectou-se os compostos fenólicos da fração de BC, bem como a CAT. A avaliação fotoquimioprotetora da fração de BC e da CAT em cultura de queratinócitos demonstrou que ambas as amostras foram capazes de inibir a peroxidação lipídica, a secreção da IL-6 e a redução do NF?B/p65 no citoplasma induzidos pela radiação UVB. Em relação à atividade fotoquimioprotetora in vivo, a fração de BC e CAT foram capazes de evitar/diminuir a depleção dos níveis de GSH, o infiltrado inflamatório e a secreção das citocinas IL-1? e IL-6 induzidos pela radiação UVB. Por outro lado, somente a fração de BC foi capaz de inibir a atividade/secreção da metaloproteinase MMP-9, o que demonstra uma potente atividade fotoquimioprotetora e sugere que o efeito da fração vegetal pode ser superior ao do padrão (+) CAT, já que a fração é composta por uma mistura complexa de substâncias capazes de potenciar a ação dos polifenóis. Estes resultados são promissores e apontam para o uso da fração de BC e da CAT na prevenção/tratamento dos danos induzidos pela radiação UVB na pele. / The skin is the largest tissue of the human body and it is constantly exposed to several harmful agents, such as the ultraviolet radiation (UVR), which is related to the DNA photodamage, generation of reactive oxygen species (ROS) and activation of inflammatory mediators. In these circumstances, even having an antioxidant defense system, the skin is exposed to oxidative stress due to the increase of free radicals concentration, which changes the pro oxidant / antioxidant equilibrium. In this context, natural substances have frequently been employed as a tool to improve the skin´s endogenous protective system, which ultimately decreases the oxidative damage caused by UVR on the skin. Therefore, this study aimed to evaluate in vitro and in vivo photochemoprotective effect of Byrsonima crassifolia (BC) fraction and (+) catechin (CAT) in human keratinocytes culture and hairless mouse against UVB radiation. If compared to the extract, BC fraction showed higher in vitro antioxidant activity and higher total polyphenols content and phenolic compounds: (+) catechin (255 ± 3.2 mg / g fraction), (- ) epigallocatechin-3-gallate (26 ± 1.68 mg / g of fraction) and quercetin 3- O-?-D-glucopyranoside (12 ± 0.09 mg / g of fraction). The gel formulation containing to the BC fraction (1%) provided higher release of phenolic compounds on pig ear skin than the emulgel formulation. It was demonstrated that CAT was the major phenolic compound quantified in the viable epidermis (21.72 ± 5,2?g / cm2).Thus, BC fraction or CAT were incorporated the gel formulation (1%) and in vivo skin penetration was evaluated. On the viable epidermis of mice hairless it was detected the phenolic compounds of the BC fraction, as well as CAT compound. Photochemoprotector evaluation in keratinocytes cell culture showed that both BC fraction and CAT were able to inhibit lipid peroxidation and to decrease the secretion of IL-6 and NF?B / p65 transcription in the cytoplasm. Regarding the in vivo functional activity, BC fraction and CAT were able to prevent/reduce the depletion of GSH levels, the inflammatory infiltrate and IL-1? and IL-6 secretion induced by UVB radiation. On the other hand, only the BC fraction was able to inhibit the activity/secretion of matrix metalloproteinase MMP-9, which illustrate its strong photochemoprotector activity and suggests that the plant fraction effect can be superior to the standard. It can be explained by the fact that the fraction is a complex sample in which several substances are present and these substances can enhance the polyphenol activity. These results are promising and suggest the use of BC fraction and CAT in the prevention/treatment of the damages induced by UVB radiation in the skin.

A exposição crônica à radiação ultravioleta (UV) resulta no fotoenvelhecimento da pele humana. A fim de tratá-lo, a terapia fotodinâmica (TFD) - técnica que utiliza luz, um fotossensibilizador (FS) e oxigênio molecular - tem sido utilizada em ambientes clínicos, no entanto são escassas as investigações que revelam os achados histopatológicos desse tratamento na pele fotoenvelhecida. Com isso, o objetivo deste trabalho foi analisar experimentalmente os efeitos da TFD na pele fotoenvelhecida de camundongos por meio de técnicas ópticas e histológicas. Portanto, foram utilizados camundongos hairless (sem pelo) distribuídos aleatoriamente em diferentes grupos, tais como: Controle, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente, não irradiados com luz UV e não tratados; UV, animais irradiados com luz UV e não tratados; UV/Luz, animais irradiados com luz UV e tratados com fototerapia; UV/TFD, animais fotoenvelhecidos (irradiados com luz UV) e tratados com a TFD; e Controle/TFD, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente e tratados com TFD. A indução do fotoenvelhecimento foi realizada por diferentes fontes de luz contendo, principalmente, a banda espectral UV; para a TFD, foram utilizadas fontes de luz com comprimento de onda de 415, 630 e 635 nm (azul e vermelho) juntamente com o ácido 5-aminolevulínico (ALA), precursor do FS endógeno protoporfirina IX (PpIX). Para fazer o seguimento da TFD por técnicas ópticas, foram realizadas espectroscopia de fluorescência, imagem de fluorescência de campo amplo e tomografia por coerência óptica (OCT, do inglês optical coherence tomography). A avaliação histopatológica pós-TFD foi realizada com os corantes HE, Tricrômio de Masson (TM) e Verhoeff a fim de analisar a espessura da epiderme, o infiltrado inflamatório, o conteúdo de colágeno na derme e sua espessura e a qualidade das fibras elásticas. Como resultado, observouse aumento significativo da espessura da epiderme pela regeneração dos queratinócitos e deposição de novas fibras colágenas dérmicas apenas nos animais tratados com ALA-TFD, tanto irradiados quanto não-irradiados com luz UV (grupos UV/TFD e Controle/TFD, respectivamente). Assim, torna-se evidente que a TFD trata a pele fotoenvelhecida do camundongo hairless pelos achados histopatológicos e através das imagens de OCT. Com isso, este trabalho agrega informação às investigações clínicas a respeito da TFD no tratamento da pele fotoenvelhecida, atestando seu uso para o fotorrejuvenescimento cutâneo. / The chronic exposure to ultraviolet radiation (UVR) leads to photoaging of the human skin. As a treatment, the photodynamic therapy (PDT) which brings together light, a photosensitizer, and molecular oxygen has been extensively used on clinical trials; however, there are few studies that highlight the histopathologic findings regarding this technique on photoaged skin. Thus, the aim of this study was to analyze experimentally the effects of PDT on photoaged skin of hairless mice by means of optical and histopathologic assessments. For this, hairless mice were randomly allocated in different groups, such as: Control, animals with healthy aged skin, neither exposed to an UV lamp nor treated; UV, animals exposed to an UV lamp with no treatment; UV/Light, animals exposed to an UV lamp and treated just with light; UV/PDT, animals exposed to an UV lamp and treated with PDT; and Control/PDT, animals with healthy aged skin treated with PDT. The photoaging process was induced by different light sources, which had mainly the UV spectrum; for the PDT, light sources of different wavelengths (415, 630, 635 nm) were used (blue and red light sources) and the 5-aminolevulinic acid (ALA), PS precursor of the endogenous protoporphyrin IX (PpIX). In order to follow the PDT protocol up by means of optical techniques, we used fluorescence spectroscopy, fluorescence images and optical coherence tomography. The histopathologic assessment after the PDT procedure was performed with H&E, Massons Trichrome and Verhoeff stains for epidermal thickness, inflammatory infiltrate, dermal collagen content, dermal thickness, and quality of elastic fibers. As a result, it has been observed a significant epidermal thickening due to keratinocytes regeneration and newly formed dermal collagen fibers only on the groups treated with PDT-ALA (UV/PDT and Control/PDT groups). Therefore, it is evident that PDT treats the photoaged skin of hairless mice since histopatologic findings and OCT images have shown those morphology changes. In conclusion, this work add information to the clinical trials regarding the PDT as a reliable technique to treat photoaged skin, proving its use for the skin photorejuvenation.

A exposição crônica à radiação ultravioleta (UV) resulta no fotoenvelhecimento da pele humana. A fim de tratá-lo, a terapia fotodinâmica (TFD) - técnica que utiliza luz, um fotossensibilizador (FS) e oxigênio molecular - tem sido utilizada em ambientes clínicos, no entanto são escassas as investigações que revelam os achados histopatológicos desse tratamento na pele fotoenvelhecida. Com isso, o objetivo deste trabalho foi analisar experimentalmente os efeitos da TFD na pele fotoenvelhecida de camundongos por meio de técnicas ópticas e histológicas. Portanto, foram utilizados camundongos hairless (sem pelo) distribuídos aleatoriamente em diferentes grupos, tais como: Controle, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente, não irradiados com luz UV e não tratados; UV, animais irradiados com luz UV e não tratados; UV/Luz, animais irradiados com luz UV e tratados com fototerapia; UV/TFD, animais fotoenvelhecidos (irradiados com luz UV) e tratados com a TFD; e Controle/TFD, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente e tratados com TFD. A indução do fotoenvelhecimento foi realizada por diferentes fontes de luz contendo, principalmente, a banda espectral UV; para a TFD, foram utilizadas fontes de luz com comprimento de onda de 415, 630 e 635 nm (azul e vermelho) juntamente com o ácido 5-aminolevulínico (ALA), precursor do FS endógeno protoporfirina IX (PpIX). Para fazer o seguimento da TFD por técnicas ópticas, foram realizadas espectroscopia de fluorescência, imagem de fluorescência de campo amplo e tomografia por coerência óptica (OCT, do inglês optical coherence tomography). A avaliação histopatológica pós-TFD foi realizada com os corantes HE, Tricrômio de Masson (TM) e Verhoeff a fim de analisar a espessura da epiderme, o infiltrado inflamatório, o conteúdo de colágeno na derme e sua espessura e a qualidade das fibras elásticas. Como resultado, observouse aumento significativo da espessura da epiderme pela regeneração dos queratinócitos e deposição de novas fibras colágenas dérmicas apenas nos animais tratados com ALA-TFD, tanto irradiados quanto não-irradiados com luz UV (grupos UV/TFD e Controle/TFD, respectivamente). Assim, torna-se evidente que a TFD trata a pele fotoenvelhecida do camundongo hairless pelos achados histopatológicos e através das imagens de OCT. Com isso, este trabalho agrega informação às investigações clínicas a respeito da TFD no tratamento da pele fotoenvelhecida, atestando seu uso para o fotorrejuvenescimento cutâneo. / The chronic exposure to ultraviolet radiation (UVR) leads to photoaging of the human skin. As a treatment, the photodynamic therapy (PDT) which brings together light, a photosensitizer, and molecular oxygen has been extensively used on clinical trials; however, there are few studies that highlight the histopathologic findings regarding this technique on photoaged skin. Thus, the aim of this study was to analyze experimentally the effects of PDT on photoaged skin of hairless mice by means of optical and histopathologic assessments. For this, hairless mice were randomly allocated in different groups, such as: Control, animals with healthy aged skin, neither exposed to an UV lamp nor treated; UV, animals exposed to an UV lamp with no treatment; UV/Light, animals exposed to an UV lamp and treated just with light; UV/PDT, animals exposed to an UV lamp and treated with PDT; and Control/PDT, animals with healthy aged skin treated with PDT. The photoaging process was induced by different light sources, which had mainly the UV spectrum; for the PDT, light sources of different wavelengths (415, 630, 635 nm) were used (blue and red light sources) and the 5-aminolevulinic acid (ALA), PS precursor of the endogenous protoporphyrin IX (PpIX). In order to follow the PDT protocol up by means of optical techniques, we used fluorescence spectroscopy, fluorescence images and optical coherence tomography. The histopathologic assessment after the PDT procedure was performed with H&E, Massons Trichrome and Verhoeff stains for epidermal thickness, inflammatory infiltrate, dermal collagen content, dermal thickness, and quality of elastic fibers. As a result, it has been observed a significant epidermal thickening due to keratinocytes regeneration and newly formed dermal collagen fibers only on the groups treated with PDT-ALA (UV/PDT and Control/PDT groups). Therefore, it is evident that PDT treats the photoaged skin of hairless mice since histopatologic findings and OCT images have shown those morphology changes. In conclusion, this work add information to the clinical trials regarding the PDT as a reliable technique to treat photoaged skin, proving its use for the skin photorejuvenation.

Diversos estudos têm demonstrado que os danos causados pela exposição da pele à radiação ultravioleta (RUV) são relacionados aos fotodanos ao DNA, geração de espécies reativas de oxigênio e ativação de mediadores do processo inflamatório. Há, portanto, um crescente interesse pelo uso de antioxidantes com potencial fotoquimiopreventivo, como o extrato de maçã e a rutina. O modelo mais utilizado para avaliação de agentes fotoquimiovreventivos é a exposição de camundongos sem pelos à RUV. Porém, os esforços para diminuir ou mesmo evitar a utilização de animais em ensaios científicos tem levado a busca por métodos alternativos à experimentação animal. Na primeira etapa desse trabalho visou-se a otimização de parâmetros relativos ao processo de extração do pó da maçã, bem como a caracterização do extrato obtido e da rutina. Assim, as condições de extração da maçã otimizadas foram tempo de extração de 22 h, teor de etanol no solvente de 60 % (p/p) e proporção solvente:planta de 18 (p/p). A concentração dos ativos presentes na maçã levou ao extrato enriquecido com polifenóis da maçã (EEPM), que apresentou elevada atividade antioxidante in vitro e teor de rutina de 6,1 ± 0.3 ?g/g de extrato. Ambos os ativos apresentaram baixa ou nenhuma toxicidade contra os fibroblastos MRC5, bem como protegeram os fibroblatos contra a morte induzida pela RUV e inibiram a formação de peróxidos lipídicos gerados pelas células irradiadas no tratamento com 4000 e 100 ?g/mL de EEPM e rutina, respectivamente. Na segunda etapa desse trabalho visou-se a avaliação do potencial fotoquimiopreventivo do EEPM e da rutina adicionados a uma formulação tópica em modelos de biópsia de pele humana e pele humana reconstruída in vitro e de camundongo sem pelos in vivo. O EEPM (1,25 %) e a rutina (0,75 %) em formulação foram avaliados quanto à retenção cutânea in vitro utilizando célula de difusão vertical de Franz e, embora não tenha sido possível detectar compostos do EEPM, foi demonstrado que 2,04 ± 0,19 ?g/cm2 da rutina ficou retida na biópsia de pele humana. Na avaliação da eficácia fotoquimiopreventiva em modelos de pele humana in vitro o EEPM e a rutina adicionados em formulação foram capazes de evitar/diminuir a formação de sunburn cells, a indução de caspase-3, dímeros de ciclobutanodipirimidina, metaloproteinases e peroxidação lipídica em pele exposta à RUV. Quanto a atividade funcional in vivo, o extrato enriquecido com polifenóis da maçã apresentou leve efeito inibidor do infiltrado inflamatório induzido pela RUV, enquanto que tanto a rutina como o extrato inibiram a depleção dos níveis de GSH endógeno, o que sugere uma potente atividade fotoquimiopreventiva para estes princípios ativos. Estes resultados são promissores e apontam para o uso do EEPM e da rutina na prevenção/tratamento dos danos induzidos pela RUV na pele. / Several studies have shown that the ultraviolet radiation (UVR) - induced skin damage are related to DNA photolesions, generation of reactive oxygen species and activation of inflammatory mediators. Therefore, there is an increasing interest in the use of antioxidants with photochemoprotective potential, such as apple extract and rutin. The most used model for evaluation of photochemoprotective agents is the exposure of hairless mice to UVR. However, efforts to reduce or even avoid the use of animals in scientific trials has pursued for alternative methods to replace/reduce animal testing. The first step of this work aimed to optimize parameters for the extraction of apple powder and the characterization of the obtained extract and rutin. Thus, the optimized apple extraction conditions were extraction time of 22 h, ethanol content of 60% (w/w) and plant:solvent ratio of 18 (w/w). The apple extract concentration led to an enriched apple polyphenols extract (EEPM), which showed strong in vitro antioxidant activity and rutin content of 6.1 ± 0.3 ?g / g. The actives showed low or no toxicity against MRC5 fibroblasts, protected these cells against UVR - induced death and inhibited lipid peroxidation in irradiated cells (treatment with 4000 and 100 ?g/mL of EEPM and rutin, respectively). The second step of this study aimed to evaluate the photochemoprotective potential of EEPM and rutin added in a topical formulation and assayed in in vitro models of human skin biopsy and human reconstructed skin and in vivo hairless mouse. The EEPM (1.25%) and rutin (0.75%) formulations were evaluated for skin retention in vitro using the Franz diffusion cell and, although it was not possible to detect compounds of EEPM, rutin was retained in the human skin biopsy (2.04 ± 0.19 mg/cm2). As regard the The photochemoprotective efficacy in in vitro models of human skin, EEPM and rutin formulations were able to prevent/reduce the formation of sunburn cells, induction of caspase-3, cyclobutane pyrimidine dimers, matrix metalloproteinases and lipid peroxidation in skin exposed to UVR. As for in vivo functional activity, EEPM showed a slight inhibitory effect of UVR-induced inflammatory infiltrate, while both EEPM and rutin completely inhibited endogenous GSH levels depletion. These results are promising and suggest the use of EEPM and rutin in the prevention/treatment of ultraviolet radiationinduced damage to the skin.