Eficacia del tratamiento combinado de extractos de Laminaria Japonica y Cistanche Tubulosa en el crecimiento del cabello

Mar 03, 2022


Kyungha Shin1#, Tae-Su Kim2#, Jangbeen Kyung1, Dajeong Kim1, Dongsun Park1, Ehn-Kyoung Choi1, Sung-Pyo Lee2, Woong-Suk Yang2, Myung-Hwa Kang3, Yun-Bae Kim1*

1Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional de Chungbuk, Cheongju, Corea

2Misuba RTech Co., Ltd., Asan, Corea

3Departamento de Ciencias de la Alimentación y Nutrición, Universidad de Hoseo, Asan, Corea


Dado que la pérdida de cabello del cuero cabelludo ha aumentado recientemente, incluso en personas jóvenes, afectando seriamente la calidad de vida de las personas, los efectos estimulantes del crecimiento del cabello del extracto de Laminaria japonica (LJE) yCistanche tubulosaextracto (CTE) fueron investigados. Después de confirmar la fase anágena de los folículos bajo el afeitado, a los ratones macho C57BL/6 se les aplicó por vía dérmica Minoxidil al 3 por ciento o se les administró por vía oral las combinaciones de LJE y CTE durante 21 días. Minoxidil promovió el crecimiento del cabello y aumentó las actividades de la -glutamil transpeptidasa ( -GTP) y la fosfatasa alcalina (ALP). Además, Minoxidil aumentó los niveles del factor de crecimiento epidérmico (EGF) y del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). La coadministración de LJE y CTE a 54 mg/kg de LJE más 162 mg/kg de CTE ejerció efectos promotores sinérgicos sobre el crecimiento del cabello, comparables al 3 por ciento de Minoxidil. LJE mejoró preferentemente la actividad de ALP, mientras que CTE aumentó las actividades de -GTP y ALP, así como las expresiones de EGF y VEGF. El modelo de inflamación de la bolsa de aire in vivo, la exudación vascular inducida por carragenina y el aumento de las concentraciones de óxido nítrico y prostaglandina E2 en los exudados se suprimieron sinérgicamente mediante la administración conjunta de LJE y CTE. Además, la infiltración de células inflamatorias fue sustancialmente inhibida por el tratamiento combinado. Los resultados sugieren que el tratamiento oral combinado con LJE y CTE en dosis y proporciones adecuadas previene la caída del cabello y mejora la alopecia, lo que podría estar mediado en parte por sus actividades antiinflamatorias.




Palabras clave:Crecimiento del cabello, inflamación, Laminaria japonica,Cistanche tubulosa,tratamiento combinado


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Recientemente, la pérdida de cabello del cuero cabelludo ha ido en aumento incluso en personas jóvenes, afectando gravemente la calidad de vida de las personas. Aunque la calvicie no es uno de los problemas de salud, puede causar un profundo estrés social psicológicamente incómodo. Por lo tanto, es de gran interés desarrollar nuevos materiales preventivos y/o terapéuticos para la caída y el crecimiento del cabello. A pesar del mercado de miles de millones de dólares, hay algunos productos actualmente efectivos disponibles [1]. Los folículos pilosos se remodelan a sí mismos durante los períodos cíclicos de crecimiento (anágeno), regresión (catágeno), reposo (telógeno) y desprendimiento (exógeno) [2]. Durante la catágena,

muchas de las células foliculares sufren muerte celular programada (apoptosis) [3], reduciendo el tamaño del folículo a medida que los folículos entran en telógeno. La activación de las células madre epiteliales que rara vez ciclan, ubicadas en la región protuberante de los folículos, genera la regeneración folicular al comienzo de la siguiente fase anágena [4]. La progenie de células madre forma una nueva matriz folicular durante la etapa anágena temprana, y el tallo del cabello y la vaina interna de la raíz se derivan de estas células de matriz relativamente indiferenciadas [5]. Es bien sabido que el tamaño del folículo piloso y la duración de la fase anágena gobiernan el tamaño (diámetro) y la longitud del tallo piloso, respectivamente. Este crecimiento cíclico del cabello está regulado por diversos factores de crecimiento.

Minoxidil, finasteride y propecia están disponibles comercialmente para retrasar la caída del cabello y facilitar el crecimiento del cabello. Minoxidil como vasodilatador ejerció un efecto secundario para facilitar el crecimiento del cabello [6] que puede deberse a sus actividades de suministro de nutrientes y apertura de canales de potasio [7,8]. Minoxidil es eficaz para la alopecia androgénica, entre otros tratamientos para la calvicie, aunque su eficacia desaparece a los meses de suspender el tratamiento. En comparación, la finasterida y la propecia, tratamientos para la hiperplasia prostática benigna y el cáncer de próstata, se han registrado en muchos países para la alopecia androgenética (calvicie de patrón masculino). La finasterida y la propecia son antiandrógenos sintéticos que inhiben la 5- reductasa tipo II, una enzima que convierte la testosterona en dihidrotestosterona (DHT) en las células de la papila en la parte inferior de los folículos pilosos [9]. Laminaria japonica, Undaria pinnatifida y Cladosiphon okamuranus, ampliamente distribuidas en muchos países, se han utilizado como agentes terapéuticos en la medicina oriental durante mucho tiempo. En estudios previos, el fucoidan, un complejo polisacárido de sulfato, se extrajo e identificó de las algas marinas y se confirmó que posee actividades antioxidantes, anticoagulantes, anticancerígenas y antiinflamatorias [10,11]. A partir de entonces, se han demostrado los efectos beneficiosos del fucoidan sobre las enfermedades inflamatorias, la isquemia, la disfunción inmunitaria y los tumores [12,13]. Por otra parte,Extracto de Cistanche tubulosa(CTE) también se ha utilizado ampliamente para la medicación tradicional en China. La CTE mejora el flujo sanguíneo al reducir los niveles de colesterol en la sangre [14]. Recientemente, se informó que la ETC disminuyó la producción de factor de necrosis tumoral (TNF-) e interleucina-4 (IL-4), que son factores importantes para la producción de óxido nítrico (NO) en la vía inflamatoria. [15]. También demostramos que el fucoidan del extracto de Laminaria japonica (LJE) y el CTE atenuaron sinérgicamente la inflamación in vitro e in vivo [16]. En particular, se ha demostrado que existe una estrecha asociación entre la inflamación de la piel (especialmente de las glándulas lagrimales) y la alopecia [17]. Por lo tanto, están surgiendo aspectos antiinflamatorios del tratamiento de la alopecia [18]. Con base en las actividades de mejora del flujo sanguíneo y la inflamación, investigamos la eficacia combinada de LJE y CTE en el crecimiento del cabello y los mecanismos subyacentes, en comparación con Minoxidil al 3 por ciento (Hyundai Pharmaceutical, Seúl, Corea), un conocido potenciador del crecimiento

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Materiales y Métodos

Materiales

LJE y CTE se obtuvieron de Misuba RTech Co., Ltd. (Asan, Corea). El polvo seco de Laminaria japonica se extrajo en agua purificada a 60oC durante 24 horas, se filtró a través de una membrana de 0,45 µm, se desinfectó y se secó por atomización. Cistanche tubulosa se extrajo en etanol al 80 por ciento, se desinfectó, se concentró y se secó. LJE y CTE se mantuvieron a 4oC, se mezclaron (1:3) y se disolvieron en agua purificada antes de su uso y se administraron por vía oral en un volumen de 5 mL/kg.


animales

Se compraron ratones C57BL/6 machos para el estudio del crecimiento del cabello y ratones ICR machos para el estudio de la inflamación de Daehan Biolink (Eumseong, Corea), y se alojaron en una habitación con condiciones ambientales constantes (23±2ºC; 45-65 por ciento de humedad relativa ; 12- ciclo de luz-oscuridad de horas; 150-300 brillo de lux). La alimentación en gránulos y el agua purificada estaban disponibles ad libitum. Todos los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad Nacional de Chungbuk (CBNU), Corea, y se realizaron de acuerdo con los Procedimientos Operativos Estándar (SOP) del Centro de Investigación de Animales de Laboratorio, CBNU.



Tratamiento para el crecimiento del cabello.

Después de confirmar la fase anágena mediante la observación de un color de piel homogéneomente rosado en la piel de la espalda de los ratones C57BL/6 (6 semanas de edad, n=8/grupo) después de recortar en la fase telógena, se afeitó el cabello [1 ,19,20]. A partir del día siguiente, los ratones sin rasguños visibles fueron seleccionados y tratados por vía oral con LJE (18 o 54 mg/kg), CTE (54 o 162 mg/kg), o su mezcla (18 más 54 o 54 más 162 mg/kg) una vez al día durante 21 días. Las dosis bajas de LJE (18 mg/kg) y CTE (54 mg/kg) fueron de dosis humanas estimadas de 100 mg/cuerpo (70 kg) y 300 mg/cuerpo después de la traducción del área de superficie del peso corporal (Km{{23} } para humano/Km=3 para ratón), respectivamente. Se establecieron dosis altas de LJE y CTE en 3 veces, solos o en combinación, para evaluar los efectos sinérgicos máximos [16]. Se aplicó minoxidil (3 por ciento, 0,2 ml) por vía tópica una vez al día sobre la piel afeitada en el mismo horario que el tratamiento LJE/CTE.


Observación macroscópica del crecimiento del cabello.

En días a intervalos de 3-días después del afeitado y durante el tratamiento, los ratones se anestesiaron ligeramente con éter dietílico y se tomaron fotografías de sus dorsos. Se analizó la relación entre el crecimiento del cabello (área que volvió a crecer/área afeitada) en las fotografías utilizando un sistema de análisis de imágenes computarizado (Imageinside, Daejeon, Corea).


Examen microscópico de los folículos pilosos.

Los días 14 y 21, los ratones fueron sacrificados mediante anestesia profunda con éter dietílico y se les quitó la piel dorsal [1]. La piel dorsal se cortó en dos partes. Secciones de tejido incluidas en parafina y fijadas con formalina (5 µm de diámetro) de una parte se tiñeron con hematoxilina-eosina para examinar el número de folículos pilosos y los hallazgos histológicos. La otra parte del tejido se congeló en nitrógeno líquido para ensayo enzimático e inmunoensayo.


Ensayo de actividad enzimática

El tejido de la piel se homogeneizó en 4 volúmenes de tampón fosfato (pH 7,4). El homogeneizado se centrifugó a 3,000 rpm durante 20 min, y el sobrenadante se usó para el ensayo de las actividades de -glutamil transpeptidasa ( -GTP) y fosfatasa alcalina (ALP) usando p-nitrofenol fosfato (PNPP)-DEAV como sustrato [1,21].


Cuantificación de factores de crecimiento

El factor de crecimiento epidérmico (EGF) y el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) se cuantificaron utilizando kits de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) (R&D Systems, Minneapolis, EE. UU.) de acuerdo con las instrucciones del fabricante [1,22].


Tratamiento para la inflamación

Ratones ICR (7 semanas de edad, n=8/grupo) fueron tratados por vía oral con LJE (18 o 54 mg/kg), CTE (54 o 162 mg/kg), o su mezcla (18 más 54 o 54 más 162 mg/kg) una vez al día durante 7 días [16]. El primer día de tratamiento con LJE y CTE, se inyectó a los ratones por vía subcutánea 10 ml de aire estéril en la parte posterior para formar una bolsa [16,23,24]. Después de 2 y 5 días, la bolsa se reinyectó con 5 ml de aire. Una hora después del tratamiento final con LJE y CTE, se inyectó en la bolsa 1 ml de carragenina (1 por ciento en solución salina; Sigma-Aldrich, St. Louis, EE. UU.) o su vehículo (solución salina).


Análisis de los exudados

La bolsa de aire se lavó con 1 ml de solución salina fría 6 horas después de la inyección de carragenina y el volumen neto

de líquido de lavado se registró [16]. El número total de células inflamatorias, incluidos neutrófilos, monocitos y linfocitos, se determinó utilizando un contador Colter. Las concentraciones de NO y prostaglandina E2 (PGE2) se determinaron mediante el reactivo de Griess (Sigma-Aldrich) y

inmunoensayo enzimático (EIA) utilizando un kit Correlate-EIA (Assay Designs, Ann Arbor, EE. UU.), respectivamente [16].

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Cistancheextracto antienvejecimiento y anticaida

análisis estadístico

Los datos se presentan como media ± error estándar. La significación estadística se determinó mediante un análisis de varianza de una vía, seguido de la prueba de comparación múltiple post hoc de Tukey. valores p<0.05 were="" considered="" to="" be="" statistically="">


Resultados

La aplicación de Minoxidil (3 por ciento), un material de referencia, facilitó notablemente el crecimiento del cabello de los ratones C57BL/6, exhibiendo una cobertura casi total (92,4 por ciento) del área afeitada (Figuras 1, 2B) en comparación con el 29,2 por ciento en ratones normales. (Figuras 1, 2A) el día 21. Aunque menos efectivo que la aplicación de Minoxidil, el tratamiento oral de LJE también facilitó el crecimiento del cabello, lo que llevó a una cobertura del 33,5 y 69,1 por ciento a 18 y 54 mg/kg, respectivamente (Figuras 1, 2C, 2D). CTE también fue efectivo para mejorar el crecimiento del cabello, alcanzando 73.6 y 80.4 por ciento


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cobertura a 54 y 162 mg/kg, respectivamente (Figuras 1, 2E, 2F). En particular, la terapia combinada con dosis altas de LJE (54 mg/kg) y CTE (162 mg/kg) mejoró notablemente el crecimiento del cabello desde el día 12, comparable al efecto de Minoxidil (Figuras 1, 2H), aunque las dosis bajas de LJE (18 mg/kg) y CTE (54 mg/kg) ejercen un efecto sinérgico solo en la fase temprana (Figuras 1, 2G).

En comparación con los folículos pilosos normales (Figura 3A), la aplicación de Minoxidil mejoró la integridad de los folículos pilosos, mostrando folículos más grandes y tallos pilosos más gruesos (Figura 3B). Dichos efectos también se encontraron en las pieles de ratones tratados con LJE y/o CTE (Figuras 3C-3H). Especialmente, la eficacia de fortalecimiento del folículo piloso del tratamiento combinado de LJE y CTE fue comparable a la de Minoxidil.

La aplicación de minoxidil aumentó la actividad de -GTP que induce a los folículos pilosos a la fase anágena en un 90-120 por ciento

los días 14 y 21, en comparación con el nivel de piel normal (Figura 4). LJE (54 mg/kg) también mejoró la actividad enzimática, aunque hubo grandes variaciones. CTE ejerció efectos similares, mejorando significativamente la actividad de -GTP en el día 14. Curiosamente, el tratamiento combinado de LJE y CTE aumentó aún más la actividad enzimática más que cuando los extractos se usaron solos.

La actividad de ALP, un marcador del crecimiento óseo y la angiogénesis, aumentó significativamente en la piel los días 14 y 21 después de la aplicación tópica de Minoxidil (Figura 5). LJE y CTE también aumentaron la actividad de ALP después de la administración oral de manera dependiente de la dosis. En particular, la actividad enzimática mejoró sinérgicamente mediante el tratamiento combinado con LJE y CTE.

En el análisis de EGF, un conocido factor de crecimiento del cabello, la aplicación de Minoxidil mejoró el nivel de EGF

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3,5 veces del control normal en los días 14 y 21 (Figura 6). LJE (18 mg/kg) incrementó EGF solo el día 21, mientras que CTE (162 mg/kg) incrementó en gran medida su producción en los días 14 y 21. Es interesante notar que el tratamiento combinado de LJE y CTE incluso en las dosis bajas exhibieron marcados efectos sinérgicos.

El tratamiento con minoxidil también aumentó el nivel de VEGF en 50-80 por ciento por encima del valor de control (Figura 7). Aunque LJE fue ineficaz, CTE ejerció notables efectos potenciadores. Además, la terapia combinada de LJE y CTE mostró una actividad sinérgica en la fase temprana el día 14.

La inyección de carragenina en la bolsa de aire del ratón ICR aumentó el volumen de exudado dentro de la bolsa 6 veces el nivel de control (Tabla 1). Este aumento de la exudación se atenuó significativamente con el tratamiento con LJE (18 y 54 mg/kg) o CTE (54 y 162 mg/kg). En particular, el tratamiento combinado con LJE y CTE disminuyó aún más

el volumen de exudado, en comparación con los efectos individuales. El número de células inflamatorias aumentó drásticamente con la inyección de carragenina: 34,6, 4,2 y 24,9 veces los niveles de control para neutrófilos, monocitos y linfocitos, respectivamente (Tabla 1). Sin embargo, LJE y CTE redujeron significativamente las células inflamatorias de manera dependiente de la dosis, en las que LJE fue algo superior a CTE. Como era de esperar, los efectos sinérgicos en la infiltración de células inflamatorias se lograron mediante la administración conjunta de LJE y CTE.

Paralelamente a la infiltración de células inflamatorias en la bolsa, los contenidos de NO y PGE2 en la bolsa también aumentaron drásticamente después de la inyección de carragenina (Tabla 1). En comparación con el efecto leve de LJE,

CTE redujo notablemente la concentración de NO. El tratamiento combinado de LJE y CTE redujo aún más el nivel de NO de manera dependiente de la dosis. De manera similar, el aumento del nivel de PGE2 fue sinérgicamente

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suprimida por la terapia combinada de LJE y CTE (Tabla 1).

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Cistancheextracto mejorainmunidady previene la caída del cabello


Discusión

La cabeza humana tiene un promedio de 100000 folículos pilosos.

A lo largo de la vida, cada folículo crece y se desprende unas 20 veces, mostrando una pérdida diaria de cabello de 100 hebras [25]. La pérdida de cabello, incluidas la alopecia y la calvicie, es una condición angustiosa para hombres y mujeres, especialmente en la sociedad moderna. Por ello, es de gran importancia desarrollar nuevas terapias que eviten la caída del cabello y potencien el tratamiento capilar; es decir, se suprimieron sinérgicamente la exudación vascular y la infiltración de células inflamatorias. En el análisis cuantitativo, los principales mediadores inflamatorios NO y PGE2 se controlaron sustancialmente tras la coadministración oral de LJE y CTE. Curiosamente, dado que LJE mostró una actividad antiinflamatoria superior a la del fucoidan semipurificado [16], se supone que puede haber un ingrediente activo adicional, además del fucoidan, en el LJE.

En conjunto, los resultados indican que el tratamiento oral combinado con LJE y CTE mejora la pérdida de cabello mediante la regulación positiva de los factores de crecimiento y las actividades enzimáticas relacionadas y, en parte, a través del potencial antiinflamatorio. Por lo tanto, se sugiere que una combinación que incluya LJE y CTE en dosis y proporciones clínicas apropiadas podría ser una receta candidata para los pacientes con pérdida de cabello.


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Expresiones de gratitud

Esta investigación fue apoyada financieramente por el Desarrollo de la Industria Líder para la Región Económica de la Oficina de la Industria Líder de Chungcheong, el Instituto Coreano para el Avance de la Tecnología (KIAT) y el Ministerio de Economía del Conocimiento (MKE), y en parte por el Programa de Desarrollo de Tecnología de Alimentos de Alto Valor Agregado , Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales (MAFRA; número de subvención 113034-3).


Conflicto de intereses Los autores declaran que no existe ningún conflicto de interés económico para publicar estos resultados.



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