Oral Administration of Oleic or Linoleic Acid Accelerates the Inflammatory Phase of Wound Healing

The effects of oral ingestion of oleic (OLA) and linoleic (LNA) acids on wound healing in rats were investigated. LNA increased the influx of inflammatory cells, the concentration of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) and cytokine-induced neutrophil chemoattractant-2 alpha beta (CINC-2 alpha beta), and the activation of the transcription factor activator protein-1 (AP-1) in the wound at 1 hour post wounding. LNA decreased the number of inflammatory cells and IL-1, IL-6, and macrophage inflammatory protein-3 (MIP-3) concentrations, as well as NF-kappa B activation in the wound at 24 hours post wounding. LNA accelerated wound closure over a period of 7 days. OLA increased TNF-alpha concentration and NF-kappa B activation at 1 hour post wounding. A reduction of IL-1, IL-6, and MIP-3 alpha concentrations, as well as NF-kappa B activation, was observed 24 hours post wounding in the OLA group. These data suggest that OLA and LNA accelerate the inflammatory phase of wound healing, but that they achieve this through different mechanisms.

DNA Dosimetry Assessment for Sunscreen Genotoxic Photoprotection

Background: Due to the increase of solar ultraviolet radiation (UV) incidence over the last few decades, the use of sunscreen has been widely adopted for skin protection. However, considering the high efficiency of sunlight-induced DNA lesions, it is critical to improve upon the current approaches that are used to evaluate protection factors. An alternative approach to evaluate the photoprotection provided by sunscreens against daily UV radiation-induced DNA damage is provided by the systematic use of a DNA dosimeter. Methodology/Principal Findings: The Sun Protection Factor for DNA (DNA-SPF) is calculated by using specific DNA repair enzymes, and it is defined as the capacity for inhibiting the generation of cyclobutane pyrimidine dimers (CPD) and oxidised DNA bases compared with unprotected control samples. Five different commercial brands of sunscreen were initially evaluated, and further studies extended the analysis to include 17 other products representing various formulations and Sun Protection Factors (SPF). Overall, all of the commercial brands of SPF 30 sunscreens provided sufficient protection against simulated sunlight genotoxicity. In addition, this DNA biosensor was useful for rapidly screening the biological protection properties of the various sunscreen formulations. Conclusions/Significance: The application of the DNA dosimeter is demonstrated as an alternative, complementary, and reliable method for the quantification of sunscreen photoprotection at the level of DNA damage.

Formation and stability of oil-in-water nanoemulsions containing rice bran oil: in vitro and in vivo assessments

Abstract Background Nanoemulsions have practical application in a multitude of commercial areas, such as the chemical, pharmaceutical and cosmetic industries. Cosmetic industries use rice bran oil in sunscreen formulations, anti ageing products and in treatments for skin diseases. The aim of this study was to create rice bran oil nanoemulsions using low energy emulsification methods and to evaluate their physical stability, irritation potential and moisturising activity on volunteers with normal and diseased skin types. Results The nanoemulsion developed by this phase diagram method was composed of 10% rice bran oil, 10% surfactants sorbitan oleate/PEG-30 castor oil, 0.05% antioxidant and 0.50% preservatives formulated in distilled water. The nanoemulsion was stable over the time course of this study. In vitro assays showed that this formulation has a low irritation potential, and when applied to human skin during in vivo studies, the nanoemulsion improved the skin's moisture and maintained normal skin pH values. Conclusion The results of irritation potential studies and in vivo assessments indicate that this nanoemulsion has potential to be a useful tool to treat skin diseases, such as atopic dermatitis and psoriasis.

Untersuchung der Wirkung von Schwerionenstrahlen auf menschliche Hautfibroblasten unter besonderer Berücksichtigung chromosomaler Veränderungen

In der vorliegenden Arbeit wurden humane diploide Vorhaut-Fibroblasten u.a. auf Chromosomensch?den hin untersucht. Die konfluenten Zellen wurden mit d?nnionisierender R?ntgen-und Kohlenstoffstrahlung, sowie mit dichtionisierendenKohlenstoff- und Nickelionen bestrahlt und der chromosomaleSchaden in Intervallen bis zu 100 h nach Bestrahlungbestimmt. Dabei wurde nach dichtionisierender Strahlung ein deutlicher Anstieg in der Frequenz aberranter Zellen undAberrationen je Metaphase mit der Sammelzeit gefunden. Dieszeigt, dass gesch?digte Zellen von Zellzyklusverz'ogerungenst?rker betroffen sind als ungesch?digte Zellen.Durch Integration ?ber die Zeit wurde der genetische Gesamt-schaden in der proliferierenden Zellpopulation bestimmt. Dabei zeigte sich, dass ein Grossteil der Zellen nachTeilchenbestrahlung einen permanenten Zellzyklusarrest bzw.eine beschleunigte Differenzierung erf?hrt. Nur ein kleinerTeil erreicht die 1. Mitose nach Bestrahlung, so dass nurein geringer Teil der genetischen Sch?den auf die folgendenGenerationen ?bertragen wird. Der beobachtete Gesamtschadenist viel kleiner, als anhand von Daten aus Experimenten mitV79-Zellen abgesch?tzt wurde. Die direkte Extrapolation vonDaten etablierter Nagerzellen auf prim?re menschliche Zellenist demnach nicht m?glich. F?r die Beurteilung vonErgebnissen aus Tierexperimenten w?re es w?nschenswert zuwissen, ob die Unterschiede auf der Art der Zellen, alsoetablierten und prim?ren Zellen beruhen, oder von derSpezies abh?ngen.

Etablierung eines In-vivo-Modells zur Untersuchung der Rolle epidermaler Langerhanszellen bei der Entstehung der Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung nach allogener Blutstammzelltransplantation

Dendritische Zellen der Haut, wie z.B. die Langerhanszellen (LC) der Epidermis, sind potente antigenpräsentierende Zellen (APC). Nach allogener Blutstammzelltransplantation (engl.: hematopoietic stemm cell transplantation, HSCT) persistieren Empfänger-APC und können Spender-T-Zellen aktivieren. Somit spielen dendritische Zellen eine kritische Rolle bei der Initiierung von akuter Transplantat-Gegen-Wirt-Reaktion (engl.: graft-versus-host-disease, GvHD).rnIn der vorliegenden Arbeit wurde ein Modellsystem entwickelt, welches humane Haut in einem Xenotransplantationsmodell nutzt, um die Wechselwirkung dieser gewebsständigen APC mit alloreaktiven T-Zellen zu untersuchen. Dafür wurden humane Resthautpräparate von subkutanem Gewebe befreit und intraskaptulär auf immunsupprimierte NOD/LtSz-scid IL2R#-null Mäuse (NSG) transplantiert. Diesen Tieren fehlen funktionale T-, B- und NK-Zellen, und sie tolerieren somit ein xenogenes Transplantat. Im Vergleich zu anderen immundefizienten Stämmen, haben sie eine erhöhte Lebenserwartung und es ist zudem möglich humane Hämatopoese durch Stammzellgabe zu etablieren.rnPublizierte Methoden der Hauttransplantation wurden für diese Arbeit optimiert und weiterentwickelt. So konnte die Erfolgsrate von 44% auf bis zu 95% gesteigert werden. Erste Untersuchungen fokussierten den Einfluss der Wundheilung auf die Verteilung dermaler Zellpopulationen, wie z.B. CD11c positive APC, und die Population der LC in der Epidermis. Während der ersten Wochen der Wundheilung war ein vorübergehendes Verschwinden der LC aus der Epidermis zu beobachten. Im Gegensatz dazu waren CD11c positive dermale Zellen permanent detektierbar. Die zu späteren Zeitpunkten festgestellte Repopulation der Epidermis mit LC unterstützt die Hypothese einer lokalen Vorläuferzelle. Die vorgelegten Daten und die lokale proliferative Aktivität dieser Zellen unterstreichen ihre Unabhängigkeit vom peripheren Blut. Versuche, eine Depletion der LC mittels UVC-Bestrahlung zu erreichen, gelangen nicht. Auch dies spricht für das Vorhandensein eines lokalen Vorläufers.rnZur Induktion von GvHD in der transplantierten Haut wurden in vitro DC des Hautspenders generiert und damit HLA-disparate T-Zellen stimuliert. Auf diese Weise sollte eine maximale Alloreaktivität gegen das Hauttransplantat generiert werden. In allen vorgestellten Systemen ließ sich nach Infusion der T-Lymphozyten in transplantierte Tiere, eine T-Zellinduzierte inflammatorische Reaktion auslösen. Optisch war eine deutliche Rötung des Transplantats feststellbar. Diese war jedoch nur in den Proben besonders deutlich, welche T-Zellen mit vorheriger in vitro Stimulation durch DC des Hautspenders erhalten hatten. Histologisch konnten Anzeichen einer Entzündung nachgewiesen werden. Neben Akanthose und Hyperparakeratose, waren deutliche T-Zellinfiltrate detektierbar. Auch Spaltbildung und Ablösung der Epidermis, sowie vereinzelte Apoptosen der epidermalen Zellen wiesen auf eine GvHD artige Entzündung hin.rnEine weitere Beobachtung nach T-Zellgabe, war die Depletion der LC aus der Epidermis. Auch konnte durch spätere T-Zellgaben keine weitere Hautrötung ausgelöst werden. Dies belegt die Funktion der LC als primäre Zielzelle der alloreaktiven T-Zellen. Unterstrichen wird dies durch Verwendung einer LC defizienten Haut, welche keine Hautrötung oder Anzeichen einer Entzündung entwickelte.rnZusammenfassend wurde für diese Arbeit ein Modellsystem entwickelt, welches es erlaubt Untersuchungen entzündlicher Hautkrankheiten unter Berücksichtigung hautständiger APC durchzuführen. Dabei kann dieses Modell in Zukunft für die Untersuchung von APC modulierenden Agenzien genutzt werden, da präklinische Modelle für spezies-spezifische Therapien bislang fehlten. Das Entstehen einer Entzündung könnte so verhindert oder eine Behandlung ermöglicht werden.

Untersuchung von T-Zell-vermittelten Immunantworten in der murinen und humanen kutanen Leishmaniasis

Für die Ausheilung von L. major-Infektionen ist eine effektive Th1-/Tc1-Antwort unerlässlich. Dennoch sind bis heute nicht alle Mechanismen der schützenden Immunabwehr beim Menschen und in der Maus endgültig geklärt. Deshalb bestand das Ziel der vorliegenden Arbeit darin, Th1-/Tc1-Antworten und damit die Schnittstelle zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem eingehender zu untersuchen. Für diesen Ansatz wurde zunächst der Einfluss des genetischen Hintergrundes auf den Verlauf der Infektion anhand von BALB/c- und C57BL/6-Zellen analysiert. Als entscheidender Faktor für Heilung und Suszeptibilität wurde mit Hilfe von Knochenmarkschimären die Herkunft der T und/oder B Zellen identifiziert. Erst die Aktivierung durch Th1-/Tc1-Zellen versetzt L. major-infizierte Makrophagen in die Lage, die intrazellulären Parasiten abzutöten. In diesem Aktivierungsprozess spielt die TNF-induzierte Signalweiterleitung über den TNF-Rezeptor 1 (TNF-R1) eine wichtige Rolle. TNF-R1 ist mit dem Signalmolekül FAN assoziiert. In dieser Arbeit konnte anhand von Mäusen, denen FAN fehlt, die Involvierung dieses Moleküls in der Induktion eines Th1-Zytokinsprofils und in der Kontrolle der Parasitenzahl sowie der lokalen Begrenzung der Infektion gezeigt werden. Weiterhin wurde unter Verwendung immundefizienter Mäuse die Realisierbarkeit eines PBMC-Transfermodells geprüft. Ein solches wird zur Validierung an Mäusen gewonnener Erkenntnisse und als präklinisches Testsystem der humanen kutanen Leishmaniasis dringend benötigt. In allen getesteten Stämmen ließ sich durch den Transfer humaner PBMC die L. major-Infektion beeinflussen. Humane CD4+ und CD8+ T-Zellen waren an den Infektionsstellen präsent und es konnten antigenspezifische Immunreaktionen nnachgewiesen werden. Das PBMC-Transfermodell konnte durch die Transplantation humaner Haut auf immundefiziente Mäuse zusätzlich entscheidend verbessert werden. In diesen Transplantaten ließen sich L. major-Infektionen etablieren und durch zusätzlichen Transfer von PBMC die Zahl humaner CD45+ Zellen an der Infektionsstelle deutlich steigern. In ihrer Gesamtheit trägt die vorliegende Arbeit wesentlich zum Verständnis der Determinanten von Heilung und Suszeptibilität der kutanen Leishmaniasis bei und zeigt neue Ansatzpunkte für eine Beeinflussung des Krankheitsverlaufes auf. Die Etablierung eines präklinischen Testmodells der humanen Leishmaniasis ist entscheidend, um das Wissen über die murine Leishmaniasis auf die humane Erkrankung zu übertragen. So kann dem dauerhaften Problem der Entwicklung von Vakzinen an Mäusen, die keine Wirksamkeit gegen die humane Erkrankung zeigen, begegnet werden. Ein vollständig etabliertes Modell wird es ermöglichen, der humanen Erkrankung zugrundeliegende Mechanismen zu untersuchen und Patienten-spezifisch aber auch allgemeingültig Vakzinierungs-Ansätze und Therapien unter experimentellen Bedingungen zu testen.

Lysosomaler Transport kationischer Aminosäuren durch Mitglieder der SLC7-Familie

Lysosomaler Transport kationischer Aminosäuren (KAS) stellt einen Rettungsweg in der Cystinose-Therapie dar. Ein solches Transportsystem wurde in humanen Hautfibroblasten beschrieben und mit System c benannt. Des Weiteren stellt lysosomales Arginin eine Substratquelle für die endotheliale NO-Synthase (eNOS) dar. Das von der eNOS gebildete NO ist ein wichtiges vasoprotektiv wirkendes Signalmolekül. Ziel war es daher, herauszufinden, ob Mitglieder der SLC7-Unterfamilie hCAT möglicherweise System c repräsentieren.rnIn dieser Arbeit konnte ich die lysosomale Lokalisation verschiedener endogener, sowie als EGFP-Fusionsproteine überexprimierter CAT-Isoformen nachweisen. Mittels Fluoreszenz-mikroskopie wurde festgestellt, dass die in U373MG-Zellen überexprimierten Fusionsproteine hCAT-1.EGFP sowie SLC7A14.EGFP mit dem lysosomalen Fluoreszenz-Farbstoff LysoTracker co-lokalisieren. Eine Lokalisation in Mitochondrien oder dem endoplasmatischem Retikulum konnte mit entsprechenden Fluoreszenz-Farbstoffen ausgeschlossen werden. Zusätzlich reicherten sich die überexprimierten Proteine hCAT-1.EGFP, hCAT-2B.EGFP und SLC7A14.EGFP in der lysosomalen Fraktion C aus U373MG-Zellen zusammen mit den lysosomalen Markern LAMP-1 und Cathepsin D an. Gleiches galt für den endogenen hCAT-1 in der lysosomalen Fraktion C aus EA.hy926- und U373MG-Zellen sowie für den SLC7A14 in den humanen Hautfibroblasten FCys5. Mit dem im Rahmen dieser Arbeit generierte Antikörper gegen natives SLC7A14 konnte erstmals die endogene Expression und Lokalisation von SLC7A14 in verschiedenen Zelltypen analysiert werden.rnObwohl eine Herunterregulation des hCAT-1 in EA.hy926-Endothelzellen nicht zu einer Reduktion der Versorgung der eNOS mit lysosomalem Arginin führte, ist eine Funktion von hCAT-1 im Lysosom wahrscheinlich. Sowohl die [3H]Arginin- als auch die [3H]Lysin-Aufnahme der Fraktion C aus U373MG-hCAT-1.EGFP war signifikant höher als in die Fraktion C aus EGFP-Kontrollzellen. Dies konnte ebenfalls für den hCAT-2B.EGFP gezeigt werden. Zusätzlich zeigten lysosomale Proben aus U373MG-hCAT-2B.EGFP-Zellen in der SSM-basierten Elektrophysiologie eine elektrogene Transportaktivität für Arginin. Das Protein SLC7A14.EGFP zeigte in keiner der beiden durchgeführten Transportstudien eine Aktivität. Dies war unerwartet, da die aus der Diplomarbeit stammende und im Rahmen dieser Dissertation erweiterte Charakterisierung der hCAT-2/A14_BK-Chimäre, die die „funktionelle Domäne“ des SLC7A14 im Rückgrat des hCAT-2 trug, zuvor den Verdacht erhärtet hatte, dass SLC7A14 ein lysosomal lokalisierter Transporter für KAS sein könnte. Diese Studien zeigten allerding erstmals, dass die „funktionelle Domäne“ der hCATs die pH-Abhängigkeit vermittelt und eine Rolle in der Substraterkennung spielt.rnZukünftig soll weiter versucht werden auch endogen eine Transportaktivität der hCATs für KAS im Lysosom nachzuweisen und das Substrat für das intrazellulär lokalisierte Waisen-Protein SLC7A14 zu finden. Eine mögliche Rolle könnte SLC7A14 als Transporter für Neurotransmitter spielen, da eine sehr prominente Expression im ZNS festgestellt wurde.rn

Die Expression und Regulation der CYP3A in menschlicher Haut

In Leber und Dünndarm bauen CYP3A-Enzyme eine Vielzahl von Fremdstoffen ab, die in den Körper gelangt sind. Zudem aber sind diese Enzyme auch in anderen Organen, wie der Haut exprimiert. Doch weder die genaue Zusammensetzung der CYP3A-Isozyme noch deren physiologische Rolle in der Haut sind bisher bekannt. Basierend auf begrenzten in vitro-Daten ist eine Rolle der CYP3A in der kutanen Vitamin D-Synthese denkbar. Auf der anderen Seite könnten die kutanen CYP3A auch lokal oder systemisch verabreichte Medikamente in der Haut verstoffwechseln und so zur Entstehung immunologischer und nicht-immunologischer unerwünschter Arzneimittelwirkungen beitragen, von denen sich bis zu 45 % in der Haut manifestieren.rnDie Arbeitshypothese dieses Projekts war, dass die CYP3A die kutane Synthese von Vitamin D regulieren. In dieser Funktion wurden sie zur Vermeidung von Vitamin D-Mangel-Erkrankungen wie Rachitis oder Osteomalazie in Europäern negativ selektiert. rnDie Expression und Regulation der CYP3A wurde in Hautbiopsien, einer Zelllinie epidermalen Ursprungs und primären Hautzellen wie auch in transgenen Mäusen untersucht. Die metabolische Aktivität der CYP3A gegenüber den kutanen Vitamin D-Vorstufen wurde mit Hilfe rekombinant exprimierter Enzyme untersucht. CYP3A5-mRNA war die häufigste der CYP3A in humanen Hautproben und überstieg die von CYP3A4 um das Dreifache, die von CYP3A7 um das 130-Fache. Damit entsprach diese 1,3 %, 0,01 % bzw. 0,01 % der jeweiligen hepatischen Genexpression. Die Expression von CYP3A43 war zu vernachlässigen. CYP3A5 zeigte eine bimodale Expression sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene. So zeigten Träger der Wildtyp-Allels *1 eine 3,3-fach höhere mRNA- und 1,8-fach höhere Proteinmenge als homozygote Träger des Nullallels *3. CYP3A4/7- und CYP3A5-Protein wurde v. a. in den Keratinozyten der Epidermis und den Talgdrüsen, also den Bereichen der kutanen Vitamin D-Synthese lokalisiert. Die CYP3A5-Expression wurde ferner in der Haut transgener Mäusen gezeigt, die das Reportergen Luziferase unter Kontrolle des humanen CYP3A5-Promoters exprimieren. Verglichen mit der Leber war die kutane Expression des Vitamin D-Rezeptors (VDR) 100-fach höher, die der Xenosensoren CAR und PXR vergleichbar bzw. zu vernachlässigen. Dementsprechend erhöhte die Behandlung mit 1,25-Dihydroxyvitamin D, dem aktiven Vitamin D-Hormon, und dessen Vorstufen außer 7-Dehydrocholesterol, jedoch nicht der PXR-Ligand Rifampicin, die Expression der CYP3A. Wie in Zwei-Hybrid-Experimenten gezeigt, wurden die Effekte des 1,25-Dihydroxyvitamin D und dessen Vorstufen alleinig durch VDR vermittelt. Die Effektstärke hingegen war abhängig von Zellspender, Zellpassage und Zelltypus. Alle drei CYP3A-Isozyme metabolisieren Vitamin D zu einem oder mehreren unbekannten Metaboliten, jedoch nicht zu 25-Hydroxyvitamin D, dem direkten Vorläufer des aktiven Vitamin D. rnZusammengefasst legen die Daten nahe, dass die kutanen CYP3A, allen voran CYP3A5, die Vitamin D-Homöostase durch VDR-vermittelte Induktion des Abbaus von Vitamin D-Vorstufen regulieren. Dies zusammen mit Sequenzdaten liefert starke Indizien für Vitamin D als treibende Kraft der Selektion des CYP3A-Lokus in Europäern. Der Einfluss der CYP3A-Expression auf selektiv wirksame, klinisch relevante Knochenveränderungen wie Rachitis oder Osteomalazie müssen folgen.rn

Demonstration of epitope-spreading phenomena in bullous pemphigoid: results of a prospective multicenter study

Bullous pemphigoid (BP), the most common autoimmune subepidermal bullous disease, is associated with an autoantibody response to BP180 and BP230, two components of junctional adhesion complexes in human skin promoting dermo-epidermal cohesion. Retrospective analyses demonstrated that these autoantigens harbor several epitopes targeted by autoaggressive B and T cells. The aim of this prospective multicenter study was to assess the evolution of IgG autoantibodies in 35 BP patients over a 12-month observation period. Epitope-spreading (ES) events were detected in 17 of 35 BP patients (49%). They preferentially occurred in an early stage of the disease and were significantly related to disease severity at diagnosis. Moreover, in three patients, spreading of IgG reactivity to intracellular epitopes of BP180 and BP230 was preceded by recognition of the BP180 ectodomain. Finally, IgG reactivity with extracellular epitopes of BP180 and intracellular epitopes of BP230 correlated with the severity of BP in disease course. These findings support the idea that IgG recognition of the BP180 ectodomain is an early and crucial event in BP disease, followed by variable intra- and intermolecular ES events, which likely shape the individual course of BP.

Homeodomain-only protein HOP is a novel modulator of late differentiation in keratinocytes

The homeodomain-only protein (HOP) contains an atypical homeodomain which is unable to bind to DNA due to mutations in residues important for DNA binding. Recently, HOP was reported to regulate proliferation/differentiation homeostasis in different cell types. In the present study, we performed transcriptional profiling of cultured primary human keratinocytes and noted a robust induction of HOP upon calcium-induced cell differentiation. Immunohistochemistry of human skin localized HOP to the granular layer in the epidermis. Overexpression of HOP using a lentiviral vector up-regulated FLG and LOR expression during keratinocyte differentiation. Conversely, decreasing HOP expression using small interfering RNA markedly reduced the calcium-induced expression of late markers of differentiation in vitro, with the most prominent effect on profilaggrin (FLG) mRNA. Moreover, mRNA levels of profilaggrin and loricrin were downregulated in the epidermis of HOP knockout mice. Analysis of skin disorders revealed altered HOP expression in lichen planus, psoriasis and squamous cell carcinoma (SCC). Our data indicate that HOP is a novel modulator of late terminal differentiation in keratinocytes.

[House dust mite allergy]

House dust mites can be found all over the world where human beings live independent from the climate. Proteins from the gastrointestinal tract- almost all known as enzymes - are the allergens which induce chronic allergic diseases. The inhalation of small amounts of allergens on a regular base all night leads to a slow beginning of the disease with chronically stuffed nose and an exercise induced asthma which later on persists. House dust mites grow well in a humid climate - this can be in well isolated dwellings or in the tropical climate - and nourish from human skin dander. Scales are found in mattresses, upholstered furniture and carpets. The clinical picture with slowly aggravating complaints leads quite often to a delayed diagnosis, which is accidently done on the occasion of a wider spectrum of allergy skin testing. The beginning of a medical therapy with topical steroids as nasal spray or inhalation leads to a fast relief of the complaints. Although discussed in extensive controversies in the literature - at least in Switzerland with the cold winter and dry climate - the recommendation of house dust mite avoidance measures is given to patients with good clinical results. The frequent ventilation of the dwelling with cold air in winter time cause a lower indoor humidity. Covering encasings on mattresses, pillow, and duvets reduces the possibility of chronic contact with mite allergens as well as the weekly changing the bed linen. Another option of therapy is the specific immunotherapy with extracts of house dust mites showing good results in children and adults. Using recombinant allergens will show a better quality in diagnostic as well as in therapeutic specific immunotherapy.

Kinetic assessment of persistent halogenated xenobiotics in cell culture models: comparison of mono- and poly-halogenated compounds

We evaluated the suitability of single and multiple cell type cultures as model systems to characterise cellular kinetics of highly lipophilic compounds with potential ecotoxicological impact. Confluent mono-layers of human skin fibroblasts, rat astrocytoma C6 cells, non-differentiated and differentiated mouse 3T3 cells were kept in culture medium supplemented with 10% foetal calf serum. For competitive uptake experiments up to four different cell types, grown on glass sectors, were exposed for 3h to (14)C-labelled model compounds, dissolved either in organic solvents or incorporated into unilamellar lecithin liposomes. Bromo-, or chloro-benzenes, decabromodiphenylether (DBP), and dichlorodiphenyl ethylene (DDE) were tested in rather high concentration of 20 microM. Cellular toxicity was low. Compound levels were related to protein, DNA, and triglyceride contents. Cellular uptake was fast and dependent on physico-chemical properties of the compounds (lipophilicity, molecular size), formulation, and cell type. Mono-halogenated benzenes showed low and similar uptake levels (=low accumulation compounds). DBP and DDE showed much higher cellular accumulations (=high accumulation compounds) except for DBP in 3T3 cells. Uptake from liposomal formulations was mostly higher than if compounds were dissolved in organic solvents. The extent of uptake correlated with the cellular content of triglycerides, except for DBP. Uptake competition between different cell types was studied in a sectorial multi-cell culture model. For low accumulation compounds negligible differences were found among C6 cells and fibroblasts. Uptake of DDE was slightly and that of DBP highly increased in fibroblasts. Well-defined cell culture systems, especially the sectorial model, are appropriate to screen for bioaccumulation and cytotoxicity of (unknown) chemical entities in vitro.

Postural effects on interstitial fluid pressure in humans

BACKGROUND: Direct assessment of the effect of postural changes on interstitial fluid pressure (IFP) in the human skin under physiological conditions is important for the understanding of mechanisms involved in diseases resulting in lower limb edema. Previous techniques to measure IFP had limitations of being invasive, and acute measurements were not possible. Here we describe the effect of postural changes on IFP in the skin of the foot using the minimally invasive servonulling technique. RESULTS: Measurements were performed in 12 healthy subjects. IFP (means +/- SD) was significantly higher in the sitting (5.1 +/- 2.9 mm Hg) than in the supine position (-0.3 +/- 3.6 mm Hg, p = 0.04) when measured in the sitting position first. The difference between the sitting and the supine position was not significant when measurements were taken in the supine position first [from 1.0 +/- 4.3 (supine) to 3.6 +/- 6.7 mm Hg (sitting), p = 0.46]. Spontaneous low-frequency pressure fluctuations occurred in 58% of the recordings during sitting, which was almost twice as frequent as in the supine position (33%; p = 0.001), while no effects on lymphatic capillary network extension were observed (p = 0.12). CONCLUSION: Using the servonulling micropressure system, postural effects on IFP can be directly assessed. IFP is higher in the sitting position, but differences are influenced by the time in the upright position.

New insights into the pathobiology of Down syndrome--hyaluronan synthase-2 overexpression is regulated by collagen VI α2 chain.

Down syndrome (DS) is a common birth defect characterized by the trisomy of chromosome 21. DS-affected umbilical cords (UCs) of fetuses show altered architecture of the extracellular matrix. Overexpression of the chromosome 21 genes encoding the collagen type VI (COLVI) chains α1(VI) and α2(VI), COL6A1 and COL6A2, respectively, has also reported to occur in the nuchal skin of DS fetuses. The aim of this study was therefore to evaluate the COLVI content in euploid and DS-affected UCs and human skin fibroblasts, and to investigate the relationships between COLVI and hyaluronan (HA) and HA synthase-2 (HAS2). We found that the UCs of DS fetuses showed denser staining of COLVI and increased COL6A2 expression at both early and term gestational ages. In vitro expression studies in DS-derived fibroblasts showed similarly increased amounts of α1(VI) and α2(VI) chains at the protein and transcriptional level, supporting the hypothesis of the gene dosage effect. Furthermore, increased levels of HA and HAS2 were also found in DS-derived skin fibroblast cultures. Notably, silencing of COL6A2 in DS-derived cells resulted in downregulation of HAS2, with a simultaneous decrease in secreted HA. Exogenous addition of COLVI to normal fibroblasts did not have any effect on HAS2 expression. In conclusion, UCs and skin fibroblasts in DS show significant increases in COLVI and HA; the overexpression of COL6A2 in DS tissue and cells is closely related to the increased expression of HAS2. These data may explain the DS phenotypes and their effects in organ tissue maturation.

Preclinical studies identify non-apoptotic low-level caspase-3 as therapeutic target in pemphigus vulgaris

The majority of pemphigus vulgaris (PV) patients suffer from a live-threatening loss of intercellular adhesion between keratinocytes (acantholysis). The disease is caused by auto-antibodies that bind to desmosomal cadherins desmoglein (Dsg) 3 or Dsg3 and Dsg1 in mucous membranes and skin. A currently unresolved controversy in PV is whether apoptosis is involved in the pathogenic process. The objective of this study was to perform preclinical studies to investigate apoptotic pathway activation in PV pathogenesis with the goal to assess its potential for clinical therapy. For this purpose, we investigated mouse and human skin keratinocyte cultures treated with PV antibodies (the experimental Dsg3 monospecific antibody AK23 or PV patients IgG), PV mouse models (passive transfer of AK23 or PVIgG into adult and neonatal mice) as well as PV patients' biopsies (n=6). A combination of TUNEL assay, analyses of membrane integrity, early apoptotic markers such as cleaved poly-ADP-ribose polymerase (PARP) and the collapse of actin cytoskeleton failed to provide evidence for apoptosis in PV pathogenesis. However, the in vitro and in vivo PV models, allowing to monitor progression of lesion formation, revealed an early, transient and low-level caspase-3 activation. Pharmacological inhibition confirmed the functional implication of caspase-3 in major events in PV such as shedding of Dsg3, keratin retraction, proliferation including c-Myc induction, p38MAPK activation and acantholysis. Together, these data identify low-level caspase-3 activation downstream of disrupted Dsg3 trans- or cis-adhesion as a major event in PV pathogenesis that is non-synonymous with apoptosis and represents, unlike apoptotic components, a promising target for clinical therapy. At a broader level, these results posit that an impairment of adhesive functions in concert with low-level, non-lethal caspase-3 activation can evoke profound cellular changes which may be of relevance for other diseases including cancer.