Estrategia antiirritante contra el retinol basada en el análisis genético de la población coreana: un enfoque de arriba hacia abajo guiado genéticamente

Apr 06, 2023

Abstracto:Retinol, uno de los más potentesmateriales cosméticosparaantienvejecimientosostenido por un sólidoantecedentes científicos, exhibe una amplia gama de tipos y severidad de irritación mientras muestra limitadaconformidad del usuario. La falta de comprensión del mecanismo de la irritación inducida por el retinol haha sido el principal obstáculo en el desarrollo de estrategias anti-irritación. Aquí, identificamos 30 genesmarcadores relacionados con la susceptibilidad a la irritación inducida por retinol en la población coreana. Con base en el análisis genético, se desarrolló una fórmula novedosa contra la irritación inducida por retinol, quemitigó la patogénesis molecular, según lo indicado por los marcadores genéticos, de la inducida por retinolirritación. En pruebas con humanos, esta fórmula disminuyó efectivamente la irritación inducida por el retinol. Además,se construyó y validó un modelo de puntuación de riesgo poligénico para la irritación. Nuestro enfoque integral para el análisis de la irritación inducida por retinol no solo ayudará al desarrollo deanti-irritaciónestrategias para garantizar un mayor cumplimiento de los usuarios, pero también contribuir a mejorar la actualconocimiento sobre los efectos biológicos de los retinoides.

Palabras clave: retinol; retinoide;productos cosméticos; anti-irritación; modificado genéticamente; polimorfismos de un sólo nucleótido

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1. Introducción

Los retinoides, una familia de compuestos derivados de la vitamina A que incluye tanto compuestos sintéticos como naturales, se han estudiado intensamente y se han utilizado en diversas aplicaciones biomédicas, comotratamiento para el cáncer(leucemia mieloide aguda), neoplasia cervical, ytrastornos de la pielen las últimas décadas. La amplia aplicación de los retinoides, especialmente el ácido retinoico, se basa en la premisa científica de queácido retinoicoparticipa en numerosas vías biológicas en la naturaleza al desencadenar interacciones entre receptores nucleares que controlan la expresión génica [1–5]. Una de las aplicaciones más llamativas de los retinoides es el abordaje dermatológico, junto con fármacos y productos cosméticos. Dado que los retinoides se utilizaron por primera vez para el tratamiento del acné en la década de 1940, se informa su eficacia terapéutica contra trastornos de la piel como la queratosis actínica, la psoriasis y la ictiosis [6]. Como muchos estudios científicos y clínicos demostraron la eficacia terapéutica de la tretinoína (ácido retinoico todo trans) sobre el fotoenvejecimiento, se desencadenó el desarrollo de derivados de retinoides para su uso como ingredientes cosméticos. Los retinoides cosméticos, que incluyen palmitato de retinilo, acetato de retinilo, retinol y retinal, se han investigado intensamente en el mercado comercial desde que el ácido retinoico fue prohibido en productos cosméticos por regulaciones globales como el Anexo II 375 (EC 1223/2009). Algunos estudios han revelado que estos retinoides cosméticos también son efectivos para el tratamiento del fotoenvejecimiento, cuyas características patológicas involucran arrugas finas y gruesas, aspereza de la piel y pigmentación anormal, e incluso argumentaron que son potentes como la tretinoína [7].

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Sin embargo, los retinoides causan irritación y algunos efectos secundarios caracterizados por eritema, descamación, ardor y picazón, que también se denominan dermatitis por retinoides [8]. Algunos estudios han investigado el mecanismo de la irritación y se sugiere que diversos mecanismos están involucrados en la irritación inducida por retinoides, que incluyen una inflamación extensa y generalizada caracterizada por la liberación de citocinas y la infiltración de células inmunitarias [9], y la alteración de la barrera cutánea caracterizada por por desequilibrio genético de los factores relacionados con la envoltura cornificada (CE) [10,11]. Además, se ha sugerido ampliamente que la fototoxicidad de los retinoides y sus subproductos degradados debido a su inestabilidad bajo los rayos UV y el calor contribuyen a la irritación inducida por los retinoides [12]. Sin embargo, estas observaciones son insuficientes para explicar completamente la irritación inducida por retinoides, y hasta la fecha no se ha llegado a ninguna conclusión clara. Por este motivo, los productos actuales a base de retinol suelen tener una fórmula antiinflamatoria "tediosa", que es de uso general y universal en productos comerciales en general. Por lo tanto, aún no se ha establecido una estrategia anti-irritación contra el retinol basada en una base científica sólida.

Un enfoque genético puede ser otra solución para establecer una estrategia anti-irritación frente al retinol. Las variaciones genéticas se estudiaron ampliamente para descubrir genes asociados con la eficacia de los fármacos y los efectos secundarios [13]. Nelson et al. mostró que los fármacos predichos por asociaciones genéticas conocidas representan solo el 2.0 por ciento de los fármacos en la etapa preclínica, aunque la proporción aumenta al 8.2 por ciento en los fármacos aprobados [14]. Esto implica que centrarse en los objetivos descubiertos por los estudios genéticos aumentaría drásticamente la posibilidad de desarrollar fármacos con éxito, como se ha demostrado con los fármacos para el colesterol o la artritis reumatoide [15-18].

El tratamiento con retinol induce cambios en la expresión de factores de transcripción relacionados con el crecimiento celular [19] y proteínas estructurales [11]. Más específicamente, una variedad de proteínas estuvieron implicadas en la irritación inducida por retinol, que incluyen citocinas relacionadas con la inflamación (MCP-1, TNF-a, interferones e interleucinas) [9], receptor de ácido retinoico (RARG) [ 20], canal sensible al dolor receptor transitorio potencial vaniloide 1 (TRPV1) [21] y GPCR activador de mastocitos (MRGPRX2) [22]. Sin embargo, la mayoría de los estudios genéticos se han restringido a un solo gen o vía, y queda por dilucidar el mecanismo completo de la dermatitis por retinoides. Por lo tanto, se realizó un análisis de "gen candidato" de la irritación inducida por retinoides para detectar antiirritantes contra la dermatitis por retinoides, y los resultados del mismo se sumarán al grupo actual de genes diana para estudiar la dermatitis por retinoides.


Aquí, informamos una estrategia antiirritación guiada genéticamente utilizando una fórmula antiirritante basada en el análisis genético de la población coreana. Los resultados del análisis genético realizado para revelar los factores genéticos que gobiernan la irritación inducida por retinol identificaron 30 variantes genéticas de 10 genes, incluidos los que codifican EGFR, IL-18, IL-4R, COL6A2 y RARB, asociarse con irritación inducida por retinol. Investigamos qué materiales pueden modular o aliviar la patogénesis molecular inducida por retinol in vitro (IL-4R, COL6A2, EGFR y ADIPOQ). Además, desarrollamos y evaluamos un modelo de predicción de riesgo poligénico para la irritación inducida por retinol en la población coreana. Este nuevo enfoque basado en la genética para la determinación de estrategias anti-irritación contra el retinol contribuirá a una comprensión más profunda de los retinoides, que actualmente falta, y permitirá que el producto cosmético a base de retinol sea más accesible para las personas susceptibles a la irritación inducida por el retinol. .


2. Materiales y métodos

2.1. Diseño del estudio

Este estudio se diseñó como se muestra en la Figura 1. En resumen, se realizó el fenotipado de la irritación inducida por retinol a partir de la primera evaluación clínica de 173 coreanos. A través del análisis genético, se examinaron los marcadores genéticos y se investigaron los antiirritantes y las fórmulas. A continuación, se realizó un estudio piloto a pequeña escala (n=7) y una evaluación clínica a gran escala (2º, n=91) ​​para verificar la eficacia antiirritante de la fórmula recién desarrollada.

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Figura 1. Diseño del estudio. El diagrama superior (diagrama de flujo) muestra el procedimiento general del estudio. La tabla inferior indica las tres pruebas principales basadas en humanos. p;5000IU=0.15 por ciento p/p).


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2.2. Fenotipado de la irritación inducida por retinol

En la primera evaluación clínica, investigamos la propiedad irritante del retinol en 173 personas coreanas mediante la aplicación de concentraciones crecientes de retinol durante 3 días con un período de descanso de 4 días a la semana durante 3 semanas.
•Usando la crema de retinol provista;
•Proporcionar información a través de un cuestionario después del experimento;
•Recolección de saliva para pruebas de ADN.
La crema de retinol se preparó en tres concentraciones diferentes (nivel 1, 2500 Unidad Internacional (UI), 0.075 por ciento; nivel 2, 3300 UI, 0.01 por ciento; nivel 3, 5000 UI, 0,015 por ciento). Se añadió una cantidad correspondiente de retinol a la típica crema tipo O/W desarrollada previamente en nuestra institución de investigación. La formulación de la crema está compuesta por los siguientes componentes: alcohol cetílico estearílico, estearato de glicerilo, estearato de PEG-40, ceteareth-20, cera de abejas, alcoholes C14-22, glucósido de alquilo C12-20 , lecitina, tocoferol, triglicérido caprílico/cáprico, escualeno, ciclopentasiloxano, ciclohexasiloxano, polímero cruzado de dimeticona/vinil dimeticona, miristato de isocetilo, dipropilenglicol, glicerina, betaína, 1,2-hexanodiol, EDTA-3Na, xantano goma de mascar, carbómero, trometamina y agua destilada. Todos los tipos de crema utilizados en este estudio se produjeron en el centro de I+D de LG H&H según un protocolo propio. La crema típica sin retinol se consideró como "no irritante", según las pruebas de parche. Todos los participantes

fueron informados de los ingredientes de la crema antes del experimento, y los participantes que habían experimentado irritación de la piel con cualquiera de los ingredientes de la crema, excepto el retinol, fueron excluidos del experimento. El procedimiento detallado se describe en la Información de apoyo.



2.3. Micromatriz de polimorfismo de nucleótido único (SNP)

El ADN genómico se extrajo de muestras de saliva utilizando el QIAmp Mini Prep Kit (QIAGEN, Germantown, MD, EE. UU.). El genotipado se llevó a cabo utilizando el chip de la versión 2 del ensayo Global Screening de acuerdo con el protocolo de ensayo Illumina Infifinium High-Throughput Screening (HTS) (Illumina, San Diego, CA, EE. UU.). La intensidad de las perlas se obtuvo con el instrumento iScan® y posteriormente se usó para producir datos de genotipo con el software GenomeStudio® (Illumina, San Diego, CA, EE. UU.).

El control de calidad de los datos del genotipo se realizó preferentemente bajo las siguientes condiciones: entre las muestras con genotipo, se excluyeron los individuos con una tasa de llamada de genotipo inferior al 98 por ciento. Para las variantes genotipadas, se excluyeron los SNP con tasas de llamada inferiores al 98 %, frecuencias de alelos menores inferiores al 1 %, desviación del equilibrio de Hardy-Weinberg (valor p de HWE < 1 × 10−6) y aquellos que tenían más de dos alelos. Entre los 173 individuos genotipados, 159 pasaron los criterios de control de calidad y fueron seleccionados para análisis posteriores.


2.4. Evaluación de la irritación

Los dos tipos de cremas, a saber, la crema de control con 5000 UI de retinol y la crema a base de fórmula antiirritante (AF) con 5000 UI de retinol, se administraron a siete personas (tres hombres y cuatro mujeres) en el estudio piloto. Los individuos se aplicaron las cremas en la cara antes de acostarse de la siguiente manera: una crema en una mitad de la cara y otra en la otra mitad de la cara. Los sujetos de prueba estaban cegados a la crema que contenía la fórmula antiirritante (cegado simple). Después de tres días de aplicación, se pidió a los sujetos que suspendieran la aplicación durante 4 días. El enrojecimiento de la piel y la pérdida de agua transepidérmica (TEWL) se midieron con un cromámetro (CR-400, Konica Minolta, Osaka, Japón) y Tewameter® (TM 300 E, Courage plus Khazaka electronic GmbH, Köln, Alemania), respectivamente. Para medir el umbral de presión del dolor (PPT) se fabricó y utilizó un algómetro con sonda de 1 mm de diámetro combinado con un cilindro. Antes de la medición, las caras de los sujetos se limpiaron y aclimataron durante 20 min en una habitación con aire acondicionado (temperatura, 23 ± 2◦C; humedad relativa, 50 ± 10 por ciento).


Teniendo en cuenta que la irritación inducida por retinoides desencadena una gama extremadamente amplia de tipos y gravedad de irritación, parece que las pautas tradicionales para medir la irritación que se enfocan principalmente en el eritema propuestas por las pautas de Frosh y CTFA [23] no califican ni cuantifican de manera efectiva estas irritaciones. Por lo tanto, rediseñamos la guía de autoevaluación para la irritación de la piel, como se muestra en la Tabla S1 (ver Materiales complementarios). Esta autoevaluación se realizó en un pequeño estudio piloto y una segunda evaluación clínica a gran escala.


2.5. Preparación de células y experimento in vitro

En la información complementaria se proporciona información detallada sobre la preparación de células y los procedimientos experimentales in vitro. Brevemente, se cultivaron queratinocitos, fifibroblastos, mastocitos y TRPV{{0}}HEK que sobreexpresan TRPV usando sus propios protocolos de cultivo y experimentos. Se analizaron RT-PCR, liberación de -hexosaminidasa y entrada de calcio. 2.6. Análisis estadístico El análisis estadístico se realizó con SNP y Variation Suit (SVS) v8.9.0 (Golden Helix, Bozeman, MT, EE. UU.) y PLINK 1.90 (Cambridge, MA, EE. UU.) [24]. Para el análisis de genes candidatos, se extrajeron los SNP dentro de los genes candidatos (incluida la región promotora -2 kb y la región aguas abajo de 500 pb). La significación estadística de las asociaciones y las razones de probabilidad se determinaron mediante una prueba de asociación de genotipos con un modelo aditivo. Antes del cálculo de la puntuación de riesgo poligénico, se examinó el desequilibrio de ligamiento (LD) y se seleccionaron los SNP mediante Haploview 4.2 (Cambridge, MA, EE. UU.). [25]. Los alelos que mostraron una mayor tendencia a la irritación inducida por retinol se usaron para el análisis. La puntuación de riesgo poligénico se calculó como la suma ponderada de los cocientes de probabilidades de cada alelo [26]. El procesamiento previo de los datos de entrada, la generación de un subconjunto aleatorio de participantes para la validación repetida y el cálculo de la puntuación de riesgo poligénico se realizaron mediante un código escrito personalizado en R v.4.0.3. Se utilizó GraphPad Prism v7.04 (GraphPad Software, San Diego, CA, EE. UU.) para la visualización de datos. Las barras de error cuyos valores se obtuvieron dividiendo cada desviación estándar por la raíz cuadrada del número de muestras se muestran en las figuras.

En el análisis de la tasa de ocurrencia de irritación basada en la pregunta dicotómica (si la crema de retinol es irritante: S/N), se realizó la prueba de chi-cuadrado para investigar la significación estadística.


3. Resultados y discusión

3.1. Propuesta de genes diana para la detección de antiirritantes frente a la irritación inducida por retinol

3.1.1. Primera evaluación clínica: aplicación tópica de retinol y análisis de sus propiedades irritantes

Investigamos las propiedades irritantes del retinol y su relación con la sensibilidad de la piel en 173 individuos coreanos. Aplicaron retinol durante 3 días, seguido de un descanso de 4 días a la semana durante 3 semanas, aumentando gradualmente cada concentración de retinol cada semana (2500 UI en la primera semana, 3300 UI en la segunda semana y 5000 UI en la 3ra semana). Luego, analizamos el cuestionario recibido después del experimento para investigar los factores relacionados con la irritación inducida por el retinol.

Una mayor proporción de participantes en el grupo de piel sensible informaron que experimentaron irritación en comparación con el grupo de piel no sensible (Figura 2a). También se demostró que las personas que pertenecen al grupo de piel sensible tenían aproximadamente tres veces más probabilidades de haber dejado de usar productos cosméticos en el pasado debido a la irritación de la piel (Figura 2b). Entre aquellos con experiencias pasadas de irritación, la mayoría de las personas respondieron que los cosméticos básicos desencadenaban la irritación, seguida por los productos de protección solar, limpiadores y cosmecéuticos (Figura 2c). Una mayor proporción de personas que tenían irritación de la piel con productos de retinol en el pasado respondieron que tenían irritación en este experimento en comparación con aquellos que no habían experimentado irritación al usar productos de retinol en el pasado (Figura 2d). Este resultado reveló que la irritación inducida por el retinol tiende a ocurrir repetidamente dependiendo de los individuos, lo que respalda la hipótesis de que los factores genéticos podrían afectar la sensibilidad al retinol. Estudios anteriores han demostrado que las variaciones genéticas afectan significativamente la biodisponibilidad del retinol y el retinoide, lo que respalda que los factores genéticos también podrían controlar la irritación inducida por el retinol [27,28].

El tipo de irritación inducida por el uso de retinol varía mucho entre los individuos. Sin embargo, el escozor fue el más común, que representó alrededor de las tres cuartas partes de las irritaciones y fue seguido por ardor, picazón y eritema (Figura 2e).


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Figura 2. Gráficos de barras que representan el análisis de los cuestionarios después de la prueba con crema de retinol. (a) La proporción de personas que experimentan irritación a la crema de retinol según la sensibilidad de la piel autoinformada. (b) La proporción de personas que han dejado de usar productos cosméticos debido a la irritación según la sensibilidad de la piel autoinformada.

(c) La proporción de personas que experimentan irritación al usar productos cosméticos básicos. (d) La proporción de personas con una experiencia previa de irritación a los productos que contienen retinol. (e) Los tipos de irritación que las personas han experimentado durante el uso de productos tópicos que contienen retinol; * valor p < 0.05; *** valor p < 0,001; ns, no significativo.


3.1.2. Análisis de genes candidatos para la irritación inducida por retinol

Para descubrir variantes genéticas asociadas con la sensibilidad de la piel al retinol, elegimos 14 genes candidatos que son bien conocidos por sus funciones en el metabolismo de los retinoides y la sensibilidad de la piel (Tabla S2). Nos referimos al análisis transcriptómico previo de la piel reconstituida en 3D bajo tratamiento con sensibilizadores [29].

Se seleccionaron y usaron un total de 319 SNP ubicados dentro de los genes candidatos para el análisis de asociación utilizando el modelo aditivo. Treinta SNP se asociaron significativamente con la irritación inducida por retinol, ninguno de los cuales se informó previamente (p < 0.05; Tabla 1). En detalle, se encontraron un total de 12 SNP en RARB, tres en EGFR, tres en CD44, dos en IL18, dos en IL4R y cuatro en BCL2. Los otros cuatro genes, CD86, RXRB, MMP10 y COL6A2, incluían SNP únicos. Los SNP descubiertos pertenecían a 10 genes, dos de los cuales estaban relacionados con el retinol y los ocho restantes estaban relacionados con la sensibilidad general de la piel según estudios anteriores. Entre los 10 genes, seleccionamos los tres genes más importantes en términos de irritación de la piel: COL6A2, EGFR e IL-4R.

Se ha demostrado que COL6A2, que codifica una de las tres cadenas alfa del colágeno tipo VI que se encuentra en la mayoría de los tejidos conectivos, regula el ensamblaje de la matriz dérmica y la motilidad de los fifibroblastos [30], y contribuye a la remodelación de tejidos y la cicatrización de heridas [31,32]. Este defecto conduce a la formación de queloides [33] y fenotipos cutáneos anormales [34]. El receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) es un regulador importante de la función de barrera epidérmica. Se ha demostrado que la señalización de EGFR inhibe la competencia de la envoltura cornificada e interrumpe la función de barrera de las uniones estrechas en los queratinocitos epidérmicos [35,36]. Además de la señalización de EGFR, también se cree que otra amplia gama de factores como ADAM17 (una desintegrina y metaloproteinasa 17) [37] y el canal TRP [38] afectan la función de la barrera epidérmica sistemáticamente asociada con EGFR.

En las últimas décadas, las funciones y roles de la interleucina 4 (IL-4) y su receptor, IL-4R, se han investigado ampliamente. Como regulador clave en el sistema inmunitario adaptativo y humoral, la IL-4, que es secretada principalmente por los mastocitos y las células Th2, induce la diferenciación de las células Th2 y estimula las células B. Aunque su papel no se comprende claramente, muchos estudios han señalado que la IL-4 puede impulsar extensos procesos proinflamatorios y proinflamatorios, mientras que se demostró que su defecto provoca enfermedades alérgicas, enfermedad de Alzheimer y tumores [39]. A lo largo del mismo eje para la respuesta inmunitaria relacionada con IL-4-, IL-4R se expresa de forma ubicua en varias células inmunitarias tanto en el sistema inmunitario innato como en el adaptativo. IL-4R es un receptor común tanto para IL-4 como para IL-13 [40]. A diferencia de la IL-4, que afecta directamente la diferenciación Th2, la IL-13 también es responsable de activar los mastocitos, que controlan la función de los eosinófilos, y tiene efectos inmunosupresores y antiinflamatorios en los macrófagos al suprimir las citocinas proinflamatorias. y quimiocinas [41].


Tabla 1. SNP significativamente asociados con la irritación inducida por retinol.

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3.2. Enfoque de arriba hacia abajo: Detección de antiirritantes in vitro

3.2.1. Genes relacionados con la reparación de tejidos, COL6A2 y EGFR

Basándonos en los genes seleccionados, buscamos antiirritantes que pudieran modular la patogénesis molecular, como controlar la expresión de los genes diana.

Informes anteriores revelaron que los retinoides inducen cambios fisiológicos y morfológicos en la barrera cutánea [8,42,43]. Se observó que el tratamiento del tejido cutáneo con ácido retinoico ex vivo e in vivo eleva la pérdida de agua transepidérmica (TEWL), y varios estudios han revelado que esta interrupción de la función de barrera de la piel está mediada por un patrón de expresión desequilibrado de la envoltura cornificada y apretado genes relacionados con la unión. La regulación a la baja de la filagrina (FLG), loricrina y CLDN1, y la regulación al alza de CLDN2, CLDN4 y una expresión significativamente diferente de los genes de los miembros de la familia de las serpinas se observaron en un estudio anterior, que se cree que es la causa principal de la irritación inducida por retinoides [10,11]. \Hicimos la hipótesis de que las personas con variaciones genéticas en COL6A2 y EGFR tienden a ser susceptibles al debilitamiento de la función de barrera de la piel por el retinol, lo que conduce a la irritación inducida por el retinol (Figura 3a). También consideramos que, además del colágeno VI, el colágeno IV también es un factor importante en la membrana basal epidérmica y el proceso de cicatrización de heridas, aunque su papel exacto en el tejido de la piel sigue sin estar claro [44]. Presumimos que una deficiencia o anomalía del colágeno VI y IV conduce a la susceptibilidad a la irritación inducida por el retinol, y la sobreexpresión de ambos tipos de colágeno podría atenuar el debilitamiento de la barrera cutánea inducido por el retinol. Entre las diversas sustancias, observamos que la glucosamina aumentó la expresión de COL6A2 y COL4A2 en 1.5-veces y 1.7-veces, respectivamente (Figura 3a, panel central). El papel modulador de la glucosamina en COL6A2 y COL4A2 no se ha informado antes, lo que implica que estas observaciones son científicamente importantes.

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En el caso de EGFR, consideramos cuidadosamente investigaciones previas que indican que el ácido retinoico induce la sobreexpresión de acuaporina 3 (AQP3) a través de la vía EGFR/ERK en queratinocitos humanos [45]. En el primer informe, observamos que no solo el ácido retinoico sino también el retinol inducían la expresión de AQP3 aproximadamente al doble en los fibroblastos (Figura 3a, panel derecho). El efecto de atenuación de la sobreexpresión de AQP3 por la niacinamida (nicotinamida) es similar al encontrado en un estudio anterior. Entre las diversas sustancias, la trehalosa y la eupatilina atenuaron la sobreexpresión de AQP3 inducida por retinol. Se informó que la eupatilina (5,7-dihidroxi-3',4',6-trimetoxiflavona), un tipo de flavonoide que se encuentra en Artemisa asiatica, mejora la función de barrera de la piel en condiciones patológicas in vivo [46].

Además, investigamos la expresión de FLG, que es un indicador principal de la función de barrera de la piel. Al igual que en estudios in vivo anteriores [47], observamos que el retinol disminuyó significativamente la expresión de FLG en aproximadamente un 45 por ciento, y esta disminución fue revertida por niacinamida, glucosamina y sucralfato (Figura S1a, consulte Materiales complementarios).

En conjunto, la glucosamina, la trehalosa y el sucralfato podrían aliviar la alteración de la barrera cutánea inducida por el retinol al modular la expresión de COL6A2, AQP3 y FLG.


3.2.2. Gen inflamatorio: IL-4R

Luego, intentamos identificar antiirritantes relacionados con genes inflamatorios. Según los resultados de nuestro análisis genético, se ha demostrado que las personas que son propensas a la irritación inducida por el retinol tienden a tener marcadores SNP para IL-4R pero no para IL-4. Primero, investigamos si el tratamiento con retinol modula la expresión de IL-4 o IL-4R en los mastocitos, que también es un factor principal de la inflamación relacionada con IL-4-. El retinol indujo la sobreexpresión de IL-4R 174- veces. Aunque el retinol no indujo la sobreexpresión de IL-4 (Figura S1b, consulte Materiales complementarios), se observó que la ectoína disminuye efectivamente la expresión de IL-4 de los mastocitos, lo que coincide con estudios anteriores que argumentó los efectos antiinflamatorios de la ectoína en algunos modelos de enfermedades como la EII (enfermedad intestinal inflamatoria) y la enfermedad alérgica de las vías respiratorias [48,49]. Más específicamente, estudios anteriores mostraron que la ectoína podría normalizar la expresión de IL-4 en la inflamación pulmonar inducida por CNP (nanopartículas de carbono) en un modelo in vivo, lo que respalda nuestros resultados experimentales [50].


La crocina, la glucosamina y la ectoína aliviaron la sobreexpresión de IL-4R provocada por el retinol en los mastocitos, con una disminución del 37,03 %, 41,97 % y 82,59 %, respectivamente. Se demostró que la ectoína (1,4,5,6-tetrahidro-2-metil-4-ácido pirimidincarboxílico), un compuesto natural que se encuentra en varias bacterias halófilas, modula muchas citocinas y quimiocinas en condiciones inflamatorias, aunque aún no se ha dilucidado el papel de la ectoína en la mejora de la expresión de IL-4R. Nuestras observaciones ofrecen nuevos conocimientos sobre la función de la ectoína. Un estudio previo de nuestro grupo mostró que la ectoína a una concentración óptima de 100 ppm mostró el mayor efecto antiinflamatorio contra los efectos de los retinoides y una citotoxicidad insignificante en el experimento in vitro basado en células (datos no mostrados). También medimos la tasa de liberación de -hexosaminidasa de los mastocitos, que es un indicador de la desgranulación de los mastocitos (Figura 3b, panel derecho). La ectoína no redujo la liberación de -hexosaminidasa inducida por retinol en el retinol de 400 ppm, aunque sí redujo la liberación de -hexosaminidasa inducida por retinol en el retinol de 200 ppm. Colectivamente, se puede concluir que la ectoína puede mejorar la inflamación relacionada con IL-4 e IL-4R inducida por retinol. Teniendo en cuenta la investigación anterior de que la ectoína interviene en la activación de EGFR en la inflamación pulmonar inducida por CNP [50], la ectoína también parece ser beneficiosa para la alteración de la barrera cutánea inducida por el retinol.


3.2.3. Inflamación neurogénica, adiponectina y TRPV1

Una característica distintiva de la irritación inducida por retinol en pacientes extremadamente sensibles a los retinoides son las reacciones similares a las alergias, como una sensación de ardor y escozor rápidos, picazón, edema de difusión rápida y erupción cutánea. Un estudio reveló que los retinoides, incluidos el retinol y el ácido retinoico, activan TRPV1 [21]. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la irritación inducida por el retinol, especialmente la que ocurre rápidamente en unos pocos minutos, está mediada por la activación de TRPV1 por el retinol.


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Figura 3. El análisis de la expresión de ARNm para detectar antiirritantes que podrían modular la patogénesis molecular asociada a la irritación. (a) Investigación de la patogénesis molecular asociada a la alteración de la barrera de la piel Diagrama esquemático del enfoque para la modulación genética de la alteración de la barrera de la piel inducida por retinol (ROL. (izquierda) La expresión relativa del ARNm de COL4A2 y COL6A2 cuando los fifibroblastos se trataron con glucosamina (centro) y expresión relativa de ARNm de AQP3 (queratinocito, derecha). (b) Investigación de la patogénesis molecular asociada a la inflamación (impulsada por mastocitos). Expresión relativa de ARNm de IL-4R cuando RBL-2H3 se trató con 1 0 µM retinol y varios candidatos. (c) Inflflamación neurogénica mediada por TRPV1 inducida por retinol y efecto antagónico por 4-t-butilciclohexanol y omega-9 Tres condiciones para la combinación: (1) 4-t-butilciclohexanol 25 µM y omega-9 5 µM, (2) 4-t-butilciclohexanol 50 µM y omega-9 10 µM, y (3) 4- t-butilciclohexanol 100 µM y omega-9 20 µM, BC, 4-t-butilciclohexanol, OA, omega-9ácido oleico, se mostró una barra de escala de 50 µm (blanca); * p < 0,05; ns, no significativo; se mostró la barra de error; ppm, partes por millón.


TRPV1, un catión no selectivo activado por diversos estímulos fisicoquímicos, ha sido ampliamente estudiado, especialmente su papel en la piel. [51–54] Aunque TRPV1 no apareció en el análisis genético anterior, cabe señalar que la adiponectina (ADIPQ) apareció en algunos modelos de análisis con una significación estadística de baja a moderada. Un estudio anterior de la población coreana mostró que el fenotipo de piel "sensible" parece estar relacionado con la deficiencia de adiponectina, lo que en consecuencia contribuye a la regulación positiva de TRPV1 [55]. Las células HEK293 que sobreexpresan TRPV1- se trataron con retinol, y la activación de TRPV1 se confirmó mediante imágenes del flujo de entrada de calcio. Observamos que el retinol podría activar TRPV1 de manera dependiente de la dosis (Figura S1c, ver Materiales complementarios). A concentraciones superiores a 50 µM, el efecto agonista sobre TRPV1 pareció alcanzar una meseta. Basándonos en un estudio anterior, investigamos si el 4-t-butilciclohexanol y el ácido omega-9 oleico pueden antagonizar la activación de TRPV1 inducida por el retinol. Como era de esperar, ambas sustancias pueden antagonizar TRPV1, mientras que en dosis bajas, el ácido oleico omega-9 fue más potente que el 4-t-butilciclohexanol (Figura S1d, ver Materiales complementarios). La combinación de estos dos materiales mostró un ligero efecto sinérgico sobre la inhibición de TRPV1 por retinol. Tres concentraciones diferentes de la combinación de 4-t-butilciclohexanol y omega-9 mostraron una activación reducida de TRPV1 inducida por retinol, 28,25 %, 43,73 % y 68,50 %, respectivamente. La entrada de calcio en las células mediada por la activación de TRPV1 se observó bajo microscopía de fluorescencia (Figura 3c). En conclusión, verificamos que la irritación inducida por retinol también podría estar relacionada con la inflamación neurogénica mediada por la activación de TRPV1 en un modelo in vitro, y el 4-t butilciclohexanol y el ácido omega-9 oleico podrían utilizarse para mitigar la inflamación neurogénica. inflamación al antagonizar TRPV1.


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