Development and characterization of hyaluronic acid-lysine nanoparticles with potential as innovative dermal filling

ABSTRACT Skin aging causes changes such as wrinkles and flaccidity leading to a large demand for aesthetic procedures, including dermal filling. A key agent in dermal filling is hyaluronic acid (HA), which is a naturally occurring glycosaminoglycan. However, it is a hydrophilic macromolecule that experiences great difficulty in crossing the skin barrier causing most commercial formulations containing it to be injectable, which in turn brings risks since they involve an invasive technique. In that sense, the aim of this study was to develop and characterize nanoparticles obtained from ionic interaction between HA and lysine (Lys) for use as a potential agent of dermal filling for topical application, increasing and improving its applicability and safety. To this end, nanoparticles were obtained by dripping of Lys over HA under magnetic stirring. A nanometric size was confirmed and a suitable surface charge was obtained by zeta potential. Nanoparticles were almost spherical in shape with a smooth surface. Interaction between raw materials for preparing nanoparticles was studied by FTIR and NMR spectroscopy and an ionic interaction was confirmed. These physicochemical features suggest that obtained nanoparticles can be further used as a topical dermal filling.

Triple nanoemulsion potentiates the effects of topical treatments with microencapsulated retinol and modulates biological processes related to skin aging / Tripla nanoemulsao potencializa os efeitos do tratamento topico com retinol microencapsulado e modula processos biologicos relacionados ao envelhecimento da pele

BACKGROUND: The sum of environmental and genetic factors affects the appearance and function of the skin as it ages. The identification of molecular changes that take place during skin aging provides biomarkers and possible targets for therapeutic intervention. Retinoic acid in different formulations has emerged as an alternative to prevent and repair age-related skin damage. OBJECTIVES: To understand the effects of different retinoid formulations on the expression of genes associated with biological processes that undergo changes during skin aging. METHODS: Ex-vivo skin samples were treated topically with different retinoid formulations. The modulation of biological processes associated with skin aging was measured by Reverse Transcription quantitative PCR (RT-qPCR). RESULTS: A formulation containing microencapsulated retinol and a blend of active ingredients prepared as a triple nanoemulsion provided the best results for the modulation of biological, process-related genes that are usually affected during skin aging. CONCLUSION: This association proved to be therapeutically more effective than tretinoin or microencapsulated retinol used singly. .

FUNDAMENTOS: A soma de fatores genéticos e ambientais afeta a aparência e a funcionalidade da pele ao longo do envelhecimento. O conhecimento a respeito das mudanças moleculares durante o envelhecimento fornece biomarcadores e possíveis alvos para intervenções terapêuticas. O ácido retinoico em diferentes formulações surgiu como uma alternativa para prevenir e reparar os danos da pele associados ao envelhecimento. OBJETIVOS: Avaliar comparativamente os efeitos de diferentes formulações contendo retinoides na expressão de genes associados a processos biológicos que são alterados com o envelhecimento da pele. MÉTODOS: Peles ex vivo foram topicamente tratadas com diferentes retinoides, micro e nanoencapsulados. A modulação dos processos biológicos associados ao envelhecimento da pele foi medida por PCR quantitativa, precedida de transcrição reversa (RT-qPCR). RESULTADOS: A formulação contendo uma mistura de princípios ativos incorporados em uma tripla nanoemulsão e retinol microencapsulado apresentou os melhores resultados de modulação de genes relacionados a processos biológicos que são normalmente alterados durante o envelhecimento da pele. CONCLUSÃO: Essa associação demonstrou uma maior eficácia terapêutica quando comparada ao uso isolado de tretinoína ou retinol microencapsulado. .

Bases moleculares da depleção de glutationa sobre a pontencialidade, diferenciação e envelhecimento de células-tronco de pele / Molecular basis of glutathione depletion upon the potenciality, differentiation potential and aging of skin stem cells

A pele está em contínua auto-renovação graças a vários nichos de células-tronco presentes neste tecido. Células progenitoras epidérmicas surgem durante o desenvolvimento embrionário e contribuem para a reposição celular da epiderme durante todo o período de vida dos mamíferos. Neste trabalho, buscou-se analisar o papel da depleção de glutationa durante a estratificação da epiderme embrionária e na manutenção da homeostase no tecido adulto. Encontramos evidências de que este tiol tem um importante papel durante a proliferação da epiderme e formação do folículo capilar. As alterações observadas na ausência de GSH foram relacionados com um padrão diferencial de fosforilação dos fatores de transcrição forkhead-homeobox- tipo-O (FOXO). Em resumo, foi estabelecida uma correlação entre o estado de GSH, a fosforilação de FOXO e o desenvolvimento da epiderme. Para melhor estudar a importância do balanço de GSH, na pele do adulto, e seu papel na manutenção deste tecido, camundongos foram tratados com um inibidor da síntese de GSH e, com N-aceti-lcisteína. Foi observado um aumento da fosforilação de Akt, padrões alterados de fosforilação FOXO e aumento da expressão de genes de genes relacionados à diferenciação. Estes resultados mostram que a via Akt/FOXO desempenha um papel importante na manutenção e diferenciação de células-tronco epidermais. O envelhecimento cronológico leva a alterações morfológicas/funcionais que conduzem à diminuição da auto-renovação, o que ocorre concomitantemente com uma diminuição dos níveis de GSH na pele. Utilizamos, também, animais idosos e avaliamos quais mecanismos eram compartilhados pelo envelhecimento e a depleção deste tiol. Observou-se que uma resposta hiperproliferativa ligada à exaustão de células-tronco pode ser o elo entre a depleção de GSH e o envelhecimento. A influência desse processo também foi investigada no compartimento dérmico, através da análise do impacto da depleção de glutationa sobre a osteogênese de células-tronco mesenquimais murinas. Quando induzidas a se diferenciarem em osso (Alizarin-Red+/Von-Kossa-stain +, aumento dos níveis de mRNA para fosfatase alcalina/osteopontina/osterix), o balanço GSH/GSSG e seu sistema antioxidante correlato é diferencialmente regulado em células-tronco mesenquimais derivadas da derme. Sendo regulado de uma forma redox-dependente através da via de MAPKs. A depleção de GSH leva à diminuição nos níveis de osteogênese em favor da adipogênese, levando ao processo comumente associado ao envelhecimento denominado "adipogenic switc". Em conclusão, os dados obtidos permitem propor um papel central para a glutationa na manutenção/comprometimento de células-tronco na pele

The skin is continuously self-renewing thanks to several stem cell niches. Epidermal progenitor cells arise during embryonic development and contribute to the replenishment of the epidermis during the lifetime of mammals. We set out to analyze the glutathione (GSH) antioxidant system during embryonic epidermis stratification and follicle development and the effect of glutathione withdrawal in this process. We found that glutathione plays an important role during epidermis proliferation and hairshaft formation. The changes observed in the absence of GSH were related to a differential phosphorylation pattern of the forkhead-homeobox-type-O (FOXO) transcription factors. In brief, a correlation between GSH status, FOXO phosphorylation and skin development was established. To further study the importance of GSH in adult skin maintenance and understand the effects of ROS in the Akt/FOXO pathway, we treated cells and mice with an inhibitor of GSH synthesis, and with N-acetyl-cysteine. Increased Akt phosphorylation, altered FOXO phosphorylation patterns and increased gene expression of differentiation-related genes were observed. Our results show that the Akt/FOXO pathway plays an important role in maintenance/differentiation of epidermal stem cells. Chronological ageing leads to morphological/functional changes causing a decline in self-renewal, as well as decreased levels of GSH. We also observed that a cell cycle hyperproliferative response was the link between stem cell exaustion in GSH-depletion and ageing. Dermal mesenchymal stem cells (MSCs), are capable of adipo-chondro- and osteogenesis. Little is known about the impact of ROS in MSC differentiation. We induced murine skin MSCs to differentiate into bone (Alizarin-Red/Von-Kossastain+, increased levels of mRNA for alkalinephosphatase/ osteopontin/osterix). In brief, the balance of GSH/GSSG and related antioxidant system is differentially regulated during this process, found to be regulated in a redox-dependent fashion through the MAPK pathway. When depleted, GSH leads to an adipogenic switch in MSC differentiation. In conclusion, our data leads us to propose a central role for glutathione in the maintenance/commitment of stem cells in skin

Acute UV Irradiation Increases Heparan Sulfate Proteoglycan Levels in Human Skin

Glycosaminoglycans are important structural components in the skin and exist as various proteoglycan forms, except hyaluronic acid. Heparan sulfate (HS), one of the glycosaminoglycans, is composed of repeated disaccharide units, which are glucuronic acids linked to an N-acetyl-glucosamine or its sulfated forms. To investigate acute ultraviolet (UV)-induced changes of HS and HS proteoglycans (HSPGs), changes in levels of HS and several HSPGs in male human buttock skin were examined by immunohistochemistry and real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) after 2 minimal erythema doses (MED) of UV irradiation (each n = 4-7). HS staining revealed that 2 MED of UV irradiation increased its expression, and staining for perlecan, syndecan-1, syndecan-4, CD44v3, and CD44 showed that UV irradiation increased their protein levels. However, analysis by real-time qPCR showed that UV irradiation did not change mRNA levels of CD44 and agrin, and decreased perlecan and syndecan-4 mRNA levels, while increased syndecan-1 mRNA level. As HS-synthesizing or -degrading enzymes, exostosin-1 and heparanase mRNA levels were increased, but exostosin-2 was decreased by UV irradiation. UV-induced matrix metalloproteinase-1 expression was confirmed for proper experimental conditions. Acute UV irradiation increases HS and HSPG levels in human skin, but their increase may not be mediated through their transcriptional regulation.

Mecanismos do envelhecimento cutâneo e o papel dos cosmecêuticos / Mechanisms of skin aging and the role of cosmeceuticals

A maioria dos mecanismos moleculares e celulares envolvidos no envelhecimento cutâneo intrínseco ou cronológico e extrínseco ou fotoenvelhecimento constitui objeto de muitos estudos de excelente qualidade e, portanto, são bem conhecidos. Contudo, existem aspectos ainda não completamente elucidados e até controversos. Por outro lado, a busca de tratamentos para prevenção, controle e reversão do envelhecimento, particularmente o fotoenvelhecimento, tem despertado muito interesse, nem sempre acompanhado do rigor científico necessário. Muitos ativos ditos antienvelhecimento são incorporados aos chamados cosmecêuticos que constituem uma classe de produtos tópicos intermediários entre os cosméticos e os medicamentos ou drogas. Como esses produtos são registrados como cosméticos, não há uma exigência rigorosa em relação aos estudos clínicos de eficácia e segurança, ou seja, são poucos os estudos controlados e randomizados. Em geral, eles não causam eventos adversos sérios, já que são utilizadas concentrações baixas dos ativos, muito aquém das que demonstram eficácia nos estudos pré-clínicos. Muitos, inclusive, não têm ação que comprovadamente possa interferir em qualquer dos mecanismos conhecidos do envelhecimento cutâneo. Não há como excluir a possibilidade de que tenham alguma utilidade, nem tampouco afirmar que possam produzir os resultados prometidos pela indústria cosmecêutica. Depende do bom senso dos dermatologistas decidir quando e qual produto indicar, assumindo com honestidade o real benefício esperado.Este artigo apresenta uma revisão dos mecanismos conhecidos do envelhecimento cutâneo e das principais substâncias ativas dos cosmecêuticos colocados no mercado nos últimos anos.

Acrogeria, un sindrome progeroide: primer caso comunicado en México

Se comunica el primer caso de acrogeria en un niño mexicano con alteraciones esqueléticas importantes y signos neurológicos indicativos de desmielinización

Envelhecimento cutâneo: introduçäo / Skin aging: introduction

A pele é um orgäo importante para as funçöes vitais e para o psiquismo do indivíduo cuja aparência tem preocupado o homem desde a antigüidade levando a práticas cosméticas que exploram a vaidade e "vendem mais esperança do que probabilidade". Os aspectos estéticos desfavoráveis acentuam-se com o envelhecimento cujo estudo tem por isto mesmo merecido intensas investigaçöes. Várias teorias tentam explicar o envelhecimento todavia até hoje sem sucesso definitivo. O envelhecimento se observa em todos os tecidos e órgäos em certo sincronismo mas sem total paralelismo. Com finalidade didática o envelhecimento cutâneo é assim classificado: I- envelhecimento intrínseco compreendendo: a) envelhecimento cronológico; b) envelhecimento patológico e, II- envelhecimento extrínseco (devido a fatores externos, como por exemplo o sol, que aceleram os aspectos e processos do envelhecimento intrínseco)