ABSTRACT

Background: Human skin is a tegument composed by two different layers: a dermis and epidermis. In situations like trauma and burns, partial or complete loss of this tegument may occur. In 1979, Bell et al. have demonstrated that human fibroblast cultivated over a type I mouse collagen lattice could cause contract that lattice. Methods: In this study, we construct an artificial skin equivalent composite using keratinocytes, cultured over a collagen lattice populated by fibroblasts. This cocultured system was investigated for 3 weeks, and saw in the light microscopic level in the days 4, 7, 14 and 21 days. Results: This study showed the stratification and differentiation of the epithelium in contact with the air is much better than without. Maybe, this system can be use like a skin-substitute.

Keywords: Keratinocytes. Fibroblasts. Artificial skin. Collagen

RESUMO

Introdução: Dentre as diversas pesquisas realizadas na área de bioengenharia de tecidos, a criação in vitro de tecidos vivos tornase uma das mais promissoras formas de atuação científica. Neste caminho, cada vez mais têm sido descritos novos substitutos cutâneos para o tratamento de grandes lesões da pele. Bell et al. descreveram um modelo de matriz colágena tipo I contrátil após a adição de fibroblastos. Método: O presente estudo propõe a elaboração in vitro de um equivalente dermo-epidérmico composto por uma "derme" de colágeno povoada por fibroblastos, acompanhado de um epitélio de queratinócitos cultivados em sua superfície anterior no papel de "epiderme". Além disso, estuda as alterações histológicas encontradas nos dias de cultura 4, 7, 14 e 21, avaliando a influência da interface ar-líquido na estratificação do epitélio. Resultados: Os resultados mostraram que houve a criação de um substituto dermo-epidérmico in vitro, com a formação de um epitélio com boa estratificação, sendo que o contato com o ar aumenta esta estratificação.

Palavras-chave: Ceratinócitos. Fibroblastos. Pele artificial.Colágeno

ABSTRACT

Background: The possible participation of keratinocytes in wound remodeling has been widely studied. This study investigated the impact of keratinocytes in wound contraction. Methods: Murine type I collagen gels populated by human fibroblasts and seeded with human keratinocytes on the surface to form a dermo-epidermal equivalent were used as the study group. Collagen gels populated by only fibroblasts were used as the control group. The criteria for the preparation and storage of gels were similar for both groups. Results: An evident and statistically significant increase in gel contraction was observed in samples populated by keratinocytes compared to the control group. Conclusions: These results suggest that keratinocytes not only modulate fibroblast proliferation but also play an active role in wound contraction per se. Further research on the mechanisms involved in the communication pathways between cells and between cells and the matrix shall be assessed from the perspective of keratinocyte participation in wound healing and pathologic scarring.

Keywords: Keratinocytes. Wound healing. Cell culture techniques. Fibroblasts.

RESUMO

Introdução: A eventual participação de queratinócitos na remodelagem da ferida tem sido estudada há muito tempo. Este trabalho investigou o impacto dos queratinócitos na contração da ferida. Métodos: Foi utilizado gel de colágeno tipo I murino povoado por fibroblastos humanos com queratinócitos humanos semeado na superfície (grupo estudo), formando um equivalente dermoepidérmico. Géis de colágeno povoado apenas por fibroblastos foram utilizados como grupo controle. Os critérios de confecção e armazenagem dos géis foram iguais para ambos os grupos. Resultados: Houve aumento evidente e estatisticamente significante na contração de gel das amostras povoadas por queratinócitos, em comparação ao grupo controle. Conclusões: Esses resultados sugerem que os queratinócitos não só podem modular a proliferação de fibroblastos, mas também, por si só, desempenhar papel ativo na contração da ferida. Novas investigações sobre mecanismos envolvidos nas vias de comunicação entre células e entre célula e matriz devem ser avaliadas sob o ponto de vista de participação dos queratinócitos na cicatrização de feridas e formação de cicatrizes patológicas.

Palavras-chave: Queratinócitos. Cicatrização. Técnicas de cultura de células. Fibroblastos.

ABSTRACT

Background: Post-burn hypochromic scars can be the subject of great personal suffering to their victims. Due to the color contrast between the normal and affected skins, they are visible lesions that embarrass the injured subjects and limit their social performance. The available treatment options in the present days are insufficient, and tend to evolve with poor results. Methods: We present in this paper the use of in vitro cultivated keratinocyte epithelium as a vehicle for the transplantation of working melanocytes to repopulate these hypochromic areas in four patients. Results: The results were evaluated with the use of color tables and skin biopsies that allowed us to clearly demonstrate the partial repigmentation of the scar areas and the integration of the transplanted melanocytes. The repigmented skin average after 3 and 6 months of the procedure was of 30.52% and 51.66%, respectively. If we consider the low-morbidity of the procedure, these results are already very encouraging, but we strongly believe that technical refinements could allow even better results.

Keywords: Burns. Melanocytes. Cell culture techniques.

RESUMO

Introdução: As cicatrizes hipocrômicas pós-queimadura são um problema frequente, que causa aos pacientes constrangimento social e sofrimento psicológico, uma vez que podem ser bastante evidentes, graças aos contrastes de cores de pele que surgem ao seu redor (diferentes tons de pele entre a pele normal e a área vizinha à cicatriz - normalmente hipercrômica, e a cicatriz pós-queimadura, hipocrômica). As opções de tratamentos atuais para tal problema não são muito eficientes; estão hoje disponíveis: a maquiagem - que apresenta o inconveniente de sair com o passar das horas, ou a tatuagem, que muitas vezes não acompanha o tom da pele normal. Método: Neste trabalho, utilizamos epitélios de queratinócitos autólogos cultivados in vitro como veículo de transporte de melanócitos funcionantes para o tratamento dessas áreas cicatriciais hipocrômicas resultantes de queimaduras. Estes epitélios cultivados serviram como instrumento para a repopulação definitiva destas áreas com células produtoras de pigmento melânico. O método empregado incluiu o cultivo in vitro de epitélios autólogos constituídos por queratinócitos e melanócitos funcionantes, a abrasão superficial das áreas a serem tratadas, objetivando a remoção de epiderme hipocrômica, e o transplante dos enxertos autólogos cultivados. Resultados: Os resultados obtidos com a integração destes epitélios cultivados, ou seja, a restauração e a repigmentação das áreas hipocrômicas, foram avaliados por meio do uso de tabelas colorimétricas e biópsias, que demonstraram a repigmentação das cicatrizes e a persistência dos melanócitos transplantados.

Palavras-chave: Queimaduras. Melanócitos. Técnicas de cultura de células.

ABSTRACT

Background: The appropriate formation of the granulation tissue depends on the balance between the biosyntheses and the degradation of the extracellular matrix (EM). The excessive synthesis of collagen and the deficient degradation of the EM might cause dermal lesions such as keloids and hypertrophic scars. Methods: In this study we used an experimental model where collagen gels populated by dermal human fibroblast underwent progressive contraction. Fluorescence preparations were studied by confocal microscopy. Collagenase activity (MMP-I) was determined in conditioned medium from fibroblasts using immunoblot. Results: This study showed a greater contraction of the gels populated with control fibroblasts per the time studied in relation to the gels populated with fibroblasts treated with verapamil. Perhaps this higher contracting ability is involved with actin organization and levels of cytosolic calcium. We also observed that verapamil increase the secretion of MMP-I. Conclusion: We conclude that cellular calcium metabolism appears to regulate EM production and contraction and those hypertrophic disorders of wound healing (keloids and hypertrophic scars) may respond to therapy with calcium antagonist drugs (verapamil).

Keywords: Verapamil. Fibroblasts. Collagen. Extracellular matrix.

RESUMO

Introdução: A adequada formação do tecido de granulação depende do equilíbrio entre a biossíntese e a degradação da matriz extracelular (MEC). A síntese excessiva de colágeno e a deficiente remodelação da MEC podem induzir o aparecimento de lesões dérmicas tipo quelóides e cicatrizes hipertróficas. Método: No presente estudo, utilizamos fibroblastos dérmicos humanos povoados em gel de colágeno I, tratados ou não pelo bloqueador de canal de cálcio (verapamil). Uma vez no gel de colágeno, a morfologia tridimensional dos fibroblastos foi analisada por microscopia confocal e em cortes corados por hematoxilina & eosina. A atividade da colagenase (MMP-I) foi determinada por "immunoblot" do meio condicionado. Resultados: Observamos neste estudo maior contração do gel de colágeno povoado por fibroblastos controle, quando comparado ao gel povoado por fibroblastos tratados com verapamil. A maior contração demonstrada pelos fibroblastos controle foi relacionada à reorientação das fibras colágenas, à organização dos filamentos de actina e aos níveis de cálcio citosólico. Observamos, também, que o verapamil aumenta a secreção de colagenase. Conclusão: Concluímos que o verapamil, ao alterar o metabolismo celular do cálcio, exerce influência sobre a contração da MEC e produção de proteases, com consequente efeito sobre o desenvolvimento de afecções cicatriciais, como quelóides e cicatrizes hipertróficas.

Palavras-chave: Verapamil. Fibroblastos. Colágeno. Matriz extracelular.