Standardization of organoid culture for evaluation of melanogenesis induced by UVB, UVA and visible light

Abstract Background: Organoid cultures are primary cultures that maintain architectural characteristics and the relationships between cells, as well as the extracellular matrix. They are alternatives for pathophysiological or therapeutic investigation rather than animal and in vitro tests. Objective: Development of a cutaneous organoid culture model, aiming at the study of radiation-induced melanogenesis. Method: A validation study, which involved biopsies of the skin of the back of the adult ear. One sample was irradiated with different doses of UVB, UVA, or visible light (VL); the other was maintained in the dark for 72 h. The viability of the tissues was evaluated from the morphological and architectural parameters of the histology, and the expression of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) gene, by real-time polymerase chain reaction (PCR). The radiation-induced melanin pigmentation was standardized according to the doses of each radiation and evaluated by digital image analysis (Fontana-Masson). Results: The primary skin culture was standardized at room temperature using DMEM medium. The doses of UVB, UVA, and VL (blue light) that induced differential melanogenesis were: 166 mJ/cm2, 1.524 J/cm2, and 40 J/cm2. The expression of the GAPHD constitutional gene did not differ between the sample of skin processed immediately after tissue collection and the sample cultured for 72 h in the standardized protocol. Study limitations: This was a preliminary study that evaluated only the viability and integrity of the melanogenic system, and the effect of the radiation alone. Conclusions: The standardized model maintained viable melanocytic function for 72 h at room temperature, allowing the investigation of melanogenesis induced by different forms of radiation.

Evaluation of skin expression profiles of patients with vitiligo treated with narrow-band UVB therapy by targeted RNA-seq

Abstract: Background: Vitiligo is characterized by a lack of pigmentation in the skin. To date, there are no studies that analyze the changes in gene expression in the skin of vitiligo patients in response to narrow-band ultraviolet B (nb-UVB) phototherapy treatment. Objective: Explore the usefulness of new generation RNA sequencing in the identification of gene expression changes in the skin of vitiligo patients treated with nb-UVB phototherapy. Methods: Four skin biopsies (4mm in diameter) were collected from 45 Mexican vitiligo vulgaris patients, 2 specimens before and 2 after treatment with nb-UVB phototherapy, obtained from pigmented and non-pigmented tissue. RNA extracted from the biopsies was analyzed using the Illumina TruSeq Targeted RNA Expression protocol to study the expression of genes that participate in pathways of skin homeostasis. The 2 groups were compared using Student's t-test and the Mann-Whitney U-test. Results: The expression analysis identified differences in 12 genes included in this study after comparing the samples obtained before and after treatment: 5 genes involved in skin pigmentation, 2 genes involved in apoptosis, 2 genes involved in cell survival, 2 genes involved in oxidative stress responses and 1 gene involved in signal transduction mechanisms (p<0.05). Study limitations: The small size of skin biopsies limits the amount of RNA obtained, the number of genes to be analyzed and the use of conventional techniques such as RT-qPCR. Conclusion: We demonstrated usefulness of new generation RNA sequencing in the identification of gene expression changes, in addition to identifying new targets in the study of vitiligo.

Intake of oral photoprotectors by postmen in Porto Alegre

Introduction: Postmen are daily exposed to high levels of solar radiation, and lack of protection can result in many health damages. The present study aimed to identify cutaneous phototypes and evaluate the intake of oral photoprotectors by postmen. Methods: Cross-sectional study, carried out from August 2011 to December 2012 in the city of Porto Alegre, state of Rio Grande do Sul, Brazil. Socioeconomic and behavioral data regarding daily solar exposure were collected through a questionnaire. To evaluate the intake of beta-carotene, lycopene and omega-3, two 24-hour dietary recalls were applied. Cutaneous phototypes were assessed by Fitzpatrick's classification. Results: A total of 181 postmen were analyzed, whose mean age was 40.2±11.4 years old, and 140 (77.3%) were male. The cutaneous phototypes II, III and IV were the most prevalent (n=138), totaling 76.3% of the sample. The median for the oral photoprotectors intake was 1.16 mg (0.46-2.29) of beta-carotene, 3.60 mg (1.01-6.31) of lycopene and 0.95 g (0.61-1.45) of n-3 fatty acids, all values significantly lower than the minimal doses to obtain photoprotective effect (p<0.001). The individuals in the group of phototypes V and VI showed lower adherence to the use of sunscreen and lower intake of beta-carotene, comparing to the other groups. Conclusions: The intake of oral photoprotectors is low in this population. Future studies may evaluate the real effect of oral photoprotectors, so that preventive measures using this approach can be included in photoprotection education actions for outdoor workers (AU)

Mechanisms regulating melanogenesis* / Mecanismos reguladores da melanogênese

Skin pigmentation is an important human phenotypic trait whose regulation, in spite of recent advances, has not yet been fully understood. The pigment melanin is produced in melanosomes by melanocytes in a complex process called melanogenesis. The melanocyte interacts with endocrine, immune, inflammatory and central nervous systems, and its activity is also regulated by extrinsic factors such as ultraviolet radiation and drugs. We have carried out a review of the current understanding of intrinsic and extrinsic factors regulating skin pigmentation, the melanogenesis stages and related gene defects. We focused on melanocyte-keratinocyte interaction, activation of melanocortin type 1 receptor (MC1-R) by peptides (melanocyte-stimulating hormone and adrenocorticotropic hormone) resulting from proopiomelanocortin (POMC) cleavage, and mechanisms of ultraviolet-induced skin pigmentation. The identification and comprehension of the melanogenesis mechanism facilitate the understanding of the pathogenesis of pigmentation disorders and the development of potential therapeutic options.

A pigmentação da pele é um importante traço fenotípico do ser humano mas apesar dos recentes avanços a sua regulação não está ainda totalmente esclarecida. O pigmento melanina é produzido nos melanossomas pelos melanócitos, num processo complexo designado por melanogénese. O melanócito interatua com os sistemas endócrino, imunitário, inflamatório e nervoso central e a sua atividade é também regulada por fatores extrínsecos como a radiação ultravioleta e fármacos. Fizemos uma revisão do conhecimento atual sobre os fatores intrínsecos e extrínsecos reguladores da pigmentação cutânea, etapas da melanogénese e defeitos genéticos relacionados. Fizemos enfoque na interação melanócito-keratinócito, na ativação do receptor da melanocortina tipo 1 (MC1-R) pelos péptidos (hormona estimuladora do melanócito e hormona adrenocorticotrófica) resultantes da clivagem da proopiomelanocortina (POMC) e mecanismos da pigmentação induzida pela radiação ultravioleta. A identificação e compreensão dos mecanismos reguladores da pigmentação cutânea facilitam o conhecimento dos mecanismos patogénicos dos distúrbios da pigmentação e o desenvolvimento de potenciais opções terapêuticas.

Análise de ancestralidade genômica e de polimorfismo associados à pigmentação da pele em ameríndios e em descendentes de africanos, de europeus e de japoneses / Analysis of genomic ancestry and polymorphisms associated with skin pigmentation in Amerindians and descendants of Africans, Europeans and Japanese

Dados históricos e genéticos mostram que a população brasileira é uma das mais heterogêneas do mundo, fruto de um processo de miscigenação entre os três principais grupos étnicos (ameríndios, europeus e africanos) formadores da nossa população. Entretanto a distribuição desses três grupos ao longo do território brasileiro não ocorreu de forma homogênea, ou seja, a proporção de africanos, ameríndios e europeus difere significativamente a depender da região geográfica. Na Bahia a proporção de afrodescendentes é de 77,5%, segundo autodenominação no censo do IBGE. Poucos trabalhos descrevem a diversidade genética na Bahia e são em sua maioria baseados em marcadores genéticos clássicos. Atualmente tem sido estimada mistura racial e diversidade genética através de marcadores moleculares que apresentam alelos com um diferencial de frequência acima de 30% entre populações geográfica e etnicamente distintas, que são conhecidos como Alelos Específicos de Populações (PSA). Além dos PSA, também são utilizados marcadores culturais, que através da análise de sobrenomes de família, são bastante úteis para inferir origem e mistura racial em populações miscigenadas como a da Bahia. Dados da literatura mostram que há um risco para o desenvolvimento de algumas doenças a depender do grupo étnico, como doenças cardiovasculares e infecciosas, como a AIDS. No Brasil, estima-se que até o final de 2004, o número de indivíduos infectados pelo HIV-1 foi de 362.364. A Bahia é o estado brasileiro que apresenta a 2ª maior incidência de AIDS. É sabido que o curso clínico da infecção pelo HIV-1 é determinado por complexas interações entre as características virais e os fatores do hospedeiro. Para estimarmos a contribuição dos grupos ancestrais nesta população foram analisados 517 indivíduos infectados pelo HIV-1 do estado da Bahia para 10 PSA (AT3-I/D, APO, SB19.3, PV92, FYnull, LPL, CKMM, GC-F, GC-S e CYP3A4) e para 2 marcadores de susceptibilidade ao HIV-1 (CCR5-Δ32 e CCR2-64I). Foram investigadas as condições sócio-econômicas e a ancestralidade destes pacientes através da sua autodenominação e de uma análise fenotípica baseada em caracteres físicos, além disso, analisou-se os sobrenomes de família para identificação de sobrenomes de conotação religiosa. A estimativa de ancestralidade genômica mostrou que a população analisada apresentava uma maior contribuição africana de 48%, seguida da européia (35%) e ameríndia (17%), sendo as proporções bastante similares quando comparadas com a população de Salvador, não infectada pelo HIV-1. A análise fenotípica quando comparada com a autodenominação desses indivíduos, mostrou-se discordantes apenas na caracterização dos indivíduos negros. Encontrou-se também uma associação entre maior frequência de sobrenome de conotação religiosa com o aumento do fenótipo negróide, indicando que a análise de sobrenome é uma ferramenta importante para inferência de ancestralidade africana. A análise sócio-econômica mostrou que a população com menor nível de escolaridade e menor renda familiar tinha maior ancestralidade africana, sugerindo que a ancestralidade está influenciando numa maior susceptibilidade ao HIV/AIDS. Assim, este trabalho foi de grande importância para estimar a proporção de mistura entre grupos ancestrais na composição desta população, além de fornecer subsídios para auxiliar ações na área de saúde para melhor atender as necessidades desta população.

Alterações cutâneas relacionadas ao fotoenvelhecimento / Alterations related to cutaneous photoaging

A exposição à radiação ultravioleta (UV) é o principal fator ambiental responsável pelo envelhecimento precoce da pele. O fotoenvelhecimento, caracterizado clinicamente por aparecimento de rugas, distúrbios de pigmentação e alterações da textura cutânea, é resultante da ação cumulativa dos raios UV e depende do grau de exposição solar e pigmentação da pele. Os indivíduos de pele clara, que habitam regiões ensolaradas e adotam padrões de vida com exposição intensa à luz solar, apresentam os maiores graus de fotoenvelhecimento. Este artigo descreve as alterações cutâneas mais comuns relacionadas à exposição crônica à luz solar, faz uma breve revisão sobre as vias moleculares em que ocorrem estes danos e apresenta novos dados sobre a freqüência destas alterações entre indivíduos atendidos num centro de referência em Dermatologia.

Exposure to solar UV radiation is the main environmental factor that causes premature aging of the skin. Photoaging is characterized clinically by wrinkles, mottled pigmentation, rough skin, and loss of skin tone. Human skin aging resulting from UV irradiation is a cumulative process that occurs based on the degree of sun exposure and the level of skin pigment. Individuals who have outdoor lifestyles, live in sunny climates, and are lightly pigmented will experience the greatest degree of photoaging. This article reviews our current understanding about the molecular pathways of skin photodamage, describe the most common skin lesions related to chronic sun exposure, and presents new data about the skin changes associated with chronic sun exposure among individuals attended at a dermatology reference centre.

Análise comportamental com relação à prevenção do câncer de pele / Behavior analysis regarding prevention of skin cancer. Course ending thesis

Introdução: Sabe-se que devido às mudanças de hábitos da população em relação à exposição solar, a incidência de câncer de pele aumentou nos últimos anos. A grande presença de descendentes de europeus na região Sul torna essa população, de pele clara, mais propensa a sofrer danos ocasionados pelo sol e, conseqüentemente, a desenvolver câncer de pele. Objetivos: Analisar o comportamento com relação à prevenção de carcinomas de pele da população gaúcha, que migra para o litoral de Capão da Canoa e de Torres ­ RS, durante o período do verão de 2007. Metodologia: Foram respondidos 600 questionários nas praias de Torres e Capão da Canoa. Resultados: A maioria dos veranistas se expõe em horários impróprios ao sol, apesar de utilizarem filtro solar e outros meios físicos de fotoproteção. A maioria tem conhecimento sobre os malefícios da exposição inapropriada ao sol, porém já sofreu algum tipo de dano solar e não usa filtro solar quando pratica esportes ao ar livre. A raça branca tem maior relação com história familiar positiva de câncer de pele. Conclusão: Apesar do conhecimento sobre os danos provocados pela exposição solar inadequada, do uso de filtro solar e outros meios físicos de fotoproteção, os veranistas se expõem em horário de maior risco (AU)

Introduction: It is known that incidence of skin cancer has increased lately due to populations behavior change with regard to sunlight exposure. The large number of European descendents in southern Brazil renders this population increased chance of having skin problems due to sunlight exposure and, consequently, to develop skin cancer. Objectives: To analyse de behavior of southern Brazilian population that migrates to Torres and Capão da Canoa ­ RS ­ seaboards, with regards to skin cancer prevention, during 2007 summer vacation. Methods: Six hundred questionnaires were answered at the beaches of Torres and Capão da Canoa. Results: Most holidayers expose themselves to sunlight during inappropriate hours, even though they wear UV filters or blockers and other physical means of sunlight protection. Most of them have knowledge about inappropriate sunlight exposure damages, although they have already suffered some kind of UV ray skin injure. Furthermore, they do not wear sunscreen lotion while playing outdoor sports. Whites have increased positive skin cancer family history. Conclusion: Despite the knowledge about damages that inadequate sunlight exposure can cause, as well as about sunscreen lotions and others UV ray physical barriers, holidayers expose themselves to sunlight during hours of highest risk (AU)

Effects of Infrared Radiation on Skin Photo-Aging and Pigmentation

Infrared radiation is increasingly and uncritically used for cosmetic and wellness purposes, despite the poorly understood biologic effects of such treatments on humans. In the present study, we investigated the effects of infrared radiation on collagen and elastin production in dermal fibroblasts, as well as the clinical and histopathologic effects of infrared radiation on photo-aged facial skin lesions. In order to determine the effects of infrared radiation on collagen and elastin production, dermal fibroblasts were exposed to infrared radiation for varying lengths of time and collagen and elastin contents were subsequently determined. Additionally, 20 patients with mild to moderate facial wrinkles and hyperpigmented lesions received daily treatments of far infrared radiation (900 to 1000micronm) for six-months. During the treatment, patients and a medical observer conducted independent photographic and clinical evaluations every 4 weeks, and skin biopsies were obtained for histological analysis at baseline and one month post-treatment. We found that the content of collagen and elastin produced by the fibroblasts increased after infrared radiation, and that this increase was proportional to the duration of irradiation exposure. Following 6 months of treatment, all patients reported good (51-75%) improvements in skin texture and roughness. Additionally, patients noted fair (25-50%) improvement in color tone of the skin; however, improvements in hyperpigmented lesions were not observed. Objective medical evaluation of the patients indicated that roughness and laxity were fairly improved, but there was no significant improvement in hyperpigmented lesions. Histological examination failed to reveal any differences as well. These results suggest that infrared radiation may have beneficial effects on skin texture and wrinkles by increasing collagen and elastin contents from the stimulated fibroblasts. Therefore, skin treatment with infrared radiation may be an effective and safe non-ablative remodeling method, and may also be useful in the treatment of photo-aged skin.

Discromía paradojal inducida por rayos ultravioleta: relato de tres casos en Argentina / Paradoxical dyschromia induced by UV light: report of 3 cases in Argentina

Se presentan tres pacientes con lesiones discrómicas asociadas con la exposición a rayos ultravioleta en "cama solares". Las máculas, aparentemente hipocrómicas y asintomáticas, se localizan en diferentes áreas anatómicas sometidas a hiperpresión durante la sesión. Postulamos que representan zonas de piel normal que no se broncea por efecto de la presión, a diferencia de la piel adyacente normalmente bronceada. Las lesiones remiten cuando se suspende la exposición. Denominamos a este fenómeno: "Discromía Paradojal inducida por Rayos Ultravioleta"

Bilirrubinometria transcutânea: importante método na triagem do recém-nascido com hiperbilirrubinemia / Transcuneous bilirubinometry: important method in evaluation of newborn with hyperbilirubinemia

Um total de 210 medidas foram efetuadas com o bilirrubinômetro transcutâneo (BTc) na regiäo frontal de 210 recém-nascidos sadios, brancos, a termo, e que näo foram submetidos à fototerapia ou exsanguinotransfusäo. As BTc apresentaram boa correlaçäo com a bilirrúbina sérica (BS) (r = 0894; p < 0,001). A sensibilidade do teste foi de 92% e a especificidade de 90%, identificando todas as crianças com BS > 13mg/dl, com determinaçöes falso-negativas de 0,95% e falso-positivas de 8,58%. O valor preditivo negativo de 98% prediz corretamente a ausência de hiperbilirrubinemia em todos os casos. A BTc pode ser recomendada para identificar icterícia neonatal significante em RNs