La dermatite de contact allergique (DCA) est une réaction exacerbée du système immunitaire cutané vis-à-vis d’un allergène de contact. La prévalence de la DCA étant de 20 % au sein de la population mondiale, il est important d’identifier les composés allergisants. Différentes réglementations européennes, telles que le règlement REACh ou la directive cosmétique, interdisent l’utilisation de test sur l’animal. C’est dans ce contexte que différentes méthodes alternatives ont été développées pour évaluer la sensibilisation cutanée. La stratégie actuelle d’évaluation du potentiel sensibilisant consiste à réaliser un ensemble de tests alternatifs, chacun mimant un évènement clé du mécanisme : l’hapténisation, l’activation des kératinocytes ou des cellules dendritiques.Cependant, ces tests utilisent principalement des monocultures et ne prennent donc pas en compte les interactions cellulaires qui peuvent avoir lieu in vivo. De plus, les évaluations de la pénétration et du métabolisme cutanés sont négligées dans les tests développés.Afin de mimer la fine orchestration des événements intervenant lors de la sensibilisation cutanée, nous proposons un modèle d’épiderme humain reconstruit (RhE) co-cultivé avec la lignée cellulaire THP-1, servant de substitut aux cellules dendritiques. Nous avons caractérisé, et étudié la pertinence de ce modèle à l’aide de molécules chimiques de référence. Ce travail a permis l’identification de biomarqueurs, tels que CD54, IL-8 et CCL3, spécifiques à l’évaluation in vitro de la sensibilisation cutanée des xénobiotiques. / Allergic contact dermatitis is an exacerbated reaction of skin immune system toward contact allergen. The prevalence of DCA being 20 % among the world population, it is important to identify allergens. Different European regulations such as the REACh regulation or the cosmetic directive prohibit the use of the test on animals. It is in this context that different methods have been developed to evaluate skin sensitization. The current sensitization potential assessment strategy consists of a set of alternative tests, each of which reproduce a key event of the mechanism: the haptenation, the activation of keratinocytes or dendritic cells.However, these tests are mainly based on monocultures and therefore do not account for the cellular crosstalk that happen in vivo. In addition, the evaluations of skin penetration and metabolism are neglected in the developed tests.In order to mimic the fine orchestration of the events involved in skin sensitization, we propose a model of reconstructed human epidermis (RhE) co-cultivated with the THP-1 cell line, as a substitute for dendritic cells. We have characterized and studied the relevance of this model using reference chemical molecules. This work has enabled the identification of biomarkers, such as CD54, IL-8 and CCL3, specific to the in vitro evaluation of skin sensitization to xenobiotics.

Résumé : Depuis l'interdiction en 2013 des tests sur les animaux par le Règlement cosmétique n°1223/2009, différentes méthodes in vitro ont été développées. Toutefois, selon un consensus scientifique, aucune méthode ne peut couvrir à elle seule l’ensemble des événements clés (KE) définis pour la sensibilisation cutanée.Après un état de l’art des méthodes alternatives relatives à la sensibilisation cutanée, nous avons sélectionné et comparé 3 tests pour ensuite déterminer la meilleure stratégie à suivre. Dans le but de proposer un nouveau test intégré, nous avons adressé l’ensemble des KEs au sein d’un même type cellulaire. La cellule dendritique (DC) jouant un rôle clé dans le développement de la dermatite de contact allergique (DCA), notre choix s’est porté sur la lignée humaine pro-monocytaire THP-1. Nous avons étudié comme événements initiaux (KE1) les formes réactives à l’oxygène (FRO) et le glutathion (GSH), la voie Nrf2-Keap1 (voie centrale de détoxication) et l’expression génique pour le KE2, ainsi que les modifications phénotypiques pour le KE3.Nous avons montré que les allergisants forts induisent une production précoce des FRO associée à une réduction du GSH. Ils activent également la voie Nrf2-Keap1 et induisent l’expression des marqueurs de surface cellulaire CD54 et CD86, ainsi qu’une production de cytokines spécifiques (IL-8, IL-18,...).Pour conclure, ce travail a permis de proposer un test intégrant l’ensemble des mesures biologiques comme différents KE au sein d’un même type cellulaire. / Abstract : Since the animal testing ban in 2013 by Cosmetics Regulation n°1223/2009, various in vitro methods have been developed. However, according to a scientific consensus, no single method can stand-alone to cover the different key events (KE) defined for skin sensitization.After a state of the art of alternative methods relating to skin sensitization, we selected and compared 3 tests to determine the best strategy to follow. In order to propose a new integrated test, we wanted to address all KE within the same cell line. Because dendritic cell (DC) plays a key role in the development of allergic contact dermatitis (ACD), we have chosen the pro-monocytic human line THP-1. We have studied as initial events (KE1), reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH), Nrf2-Keap1 pathway (central detoxification pathway) and gene expression for KE2 as well as phenotypic modifications for KE3.We have shown that strong allergens are correlated with early production of FRO associated with GSH reduction. They also activate the Nrf2-Keap1 pathway and induce the expression of CD54 and CD86 cell surface markers as well as production of specific cytokines (IL-8, IL-18, etc.).To conclude, this work propose a new assay integrating all the biological measures as different KEs within the same cell.