Development and optimization of Reconstructed Human Epidermal Models for dermatological and cosmetic research
Els models d'epidermis humana reconstruïda (RHE, per les seves sigles en anglès) són sistemes complexos tridimensionals (3D) in vitro que reprodueixen les característiques estructurals i funcionals de la pell humana nativa. Els RHE han estat àmpliament utilitzats en recerca dermatològica, toxic...
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:320728 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/320728 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Epidermis humana reconstruïda Reconstructed human epidermis Epidermis humana reconstruida Ciències Humanes |
| Resumo: | Els models d'epidermis humana reconstruïda (RHE, per les seves sigles en anglès) són sistemes complexos tridimensionals (3D) in vitro que reprodueixen les característiques estructurals i funcionals de la pell humana nativa. Els RHE han estat àmpliament utilitzats en recerca dermatològica, toxicologia i proves cosmètiques, oferint una alternativa validada científicament a l'experimentació amb animals. Tot i això, encara hi ha aspectes d'aquests models que poden ser millorats, com ara l'eliminació completa dels components d'origen animal. Un altre avanç important dins aquesta categoria ha estat la generació dels models d'epidermis humana pigmentada reconstruïda (RHPE), els quals incorporen melanòcits humans a l'arquitectura epidèrmica. Els RHPE són especialment útils per estudiar els mecanismes de pigmentació de la pell humana, trastorns de pigmentació, o per avaluar agents cosmètics blanquejants o bronzejadors. Al primer capítol d'aquesta tesi, vam comparar suplements químicament definits i lliures d'origen animal (cdAOF) amb el suplement àmpliament utilitzat d'origen animal "human keratinocyte growth supplement" (HKGS), que conté extracte de pituïtària i factors de creixement d'origen boví. Presentem aquí una caracterització de RHE cultivats amb queratinòcits de nounat, adult i immortalitzats N/TERT en condicions cdAOF. Els nostres resultats indiquen que els suplements sense components animals donen suport de manera efectiva a la producció de RHE amb aquests tipus cel·lulars. L'anàlisi morfològica va revelar que tots els RHE es van desenvolupar en una epidermis totalment diferenciada amb una localització fisiològica dels marcadors epidèrmics clau, incloent queratina 14, queratina 10, loricrina i filagrina, tal com es va estudiar mitjançant immunotinció. No obstant això, els queratinòcits basals en models reconstruïts amb cèl·lules primàries i suplements sense components animals van mostrar una forma cel·lular menys cilíndrica i una expressió reduïda d'involucrina en comparació amb els RHE obtinguts amb HKGS. A més, es va observar una alteració en la proliferació de queratinòcits, una disminució en la funció barrera, i una elevació dels nivells de marcadors proinflamatoris mitjançant RT-qPCR. En conclusió, els resultats mostren que la reconstrucció de RHE es pot aconseguir en condicions de cultiu cdAOF, tot mantenint característiques epidèrmiques i fisiològiques clau. Amb ajustaments addicionals, aquest model té potencial per a aplicacions més àmplies en medicina regenerativa, proves cosmètiques in vitro i recerca dermatològica. Per ampliar l'aplicació de l'epidermis reconstruïda en la recerca de pigmentació, al segon capítol vam optimitzar les condicions de cultiu del model RHPE. En segon lloc, vam introduir un mètode basat en aprenentatge automàtic mitjançant el programari ilastik per a la quantificació de melanina dins dels RHPE. A continuació, vam utilitzar el nostre model RHPE per avaluar el potencial despigmentant de l'extracte de rizoma d'Atractylodes lancea (Thunb.) DC. (ALRE). A partir de la plataforma RHPE, vam desenvolupar un nou model in vitro de dermatits atòpica (DA) estimulant els RHPE amb un còctel d'interleucines (IL-4, IL-13 i IL-31) durant un període de temps. El model resultant, RHPE-DA, va mostrar característiques pròpies de la DA, incloent una morfologia alterada dels queratinòcits, sobreexpressió del biomarcador CA2 i d'altres marcadors inflamatoris, així com una melanogènesi alterada. Macroscòpicament, el teixit va presentar àrees hipopigmentades similars a les observades en la Pityriasis Alba (PA), un trastorn pigmentari comú però poc entès, associat a la DA. L'anàlisi mitjançant microscòpia electrònica de transmissió (TEM) va revelar una distribució alterada dels grànuls de melanina entre melanòcits i queratinòcits, suggerint que la inflamació induïda per la DA interfereix en la distribució de la melanina, provocant la despigmentació visible. |
|---|