Blue light disrupts the circadian rhythm and create damage in skin cells

On a daily basis, the skin is exposed to many environmental stressors and insults. Over a 24-h natural cycle, during the day, the skin is focused on protection; while at night, the skin is focused on repairing damage that occurred during daytime and getting ready for the next morning. Circadian rhythm provides the precise timing mechanism for engaging those different pathways necessary to keep a healthy skin through clock genes that are present in all skin cells. The strongest clue for determining cellular functions timing is through sensing light or absence of light (darkness). Here, we asked the question if blue light could be a direct entrainment signal to skin cells and also disrupt their circadian rhythm at night. Through a reporter assay for per1 transcription, we demonstrate that blue light at 410 nm decreases per1 transcription in keratinocytes, showing that epidermal skin cells can sense light directly and control their own clock gene expression. This triggers cells to "think" it is daytime even at nighttime. Elsewhere, we measured different skin cell damage because of blue light exposure (at different doses and times of exposure) vs. cells that were kept in full darkness. We show an increase in ROS production, DNA damage and inflammatory mediators. These deleterious effects can potentially increase overall skin damage over time and ultimately accelerates ageing.La peau est exposée chaque jour à de nombreux facteurs de stress et traumatismes environnementaux. Pendant un cycle naturel de 24 heures, dans la journée, la peau est axée sur sa protection, tandis que la nuit, elle se concentre sur la réparation des lésions survenues pendant la journée en préparation du lendemain matin. Le rythme circadien assure un mécanisme de cadencement temporel précis pour engager les différentes voies nécessaires au maintien d’une peau saine à travers les gènes de l’horloge interne qui sont présents dans toutes les cellules cutanées. La perception de la lumière ou l’absence de lumière (obscurité) est le plus fort indice pour déterminer le cadencement des fonctions cellulaires. Nous nous sommes ici posé la question de savoir si la lumière bleue serait un signal d’entraînement direct pour les cellules de la peau également capable de perturber leur rythme circadien la nuit. À travers un essai utilisant un gène rapporteur pour la transcription de per1, nous démontrons que la lumière bleue à 410 nm diminue la transcription de per1 dans les kératinocytes, montrant que les cellules épidermiques peuvent détecter directement la lumière et contrôler l’expression de leurs propres gènes horloges. Cela incite les cellules à « penser » que la journée a commencé, même pendant la nuit. Par ailleurs, nous avons mesuré différentes lésions des cellules cutanées suite à l’exposition à la lumière bleue (à différentes doses et durées d’exposition) par rapport aux cellules qui étaient maintenues dans une obscurité complète. Nous montrons une augmentation de la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), des lésions de l’ADN et des médiateurs inflammatoires. Ces effets délétères peuvent potentiellement augmenter les lésions cutanées globales au fil du temps et en accélérer ultérieurement le vieillissement.