Photochemistry and photobiology of actinic erythema: defensive and reparative cutaneous mechanisms

Sunlight is part of our everyday life and most people accept it as beneficial to our health. With the advance of our knowledge in cutaneous photochemistry, photobiology and photomedicine over the past four decades, the terrestrial solar radiation has become a concern of dermatologists and is considered to be a major damaging environmental factor for our skin. Most photobiological effects (e.g., sunburn, suntanning, local and systemic immunosuppression, photoaging or dermatoheliosis, skin cancer and precancer, etc.) are attributed to ultraviolet radiation (UVR) and more particularly to UVB radiation (290-320 nm). UVA radiation (320-400 nm) also plays an important role in the induction of erythema by the photosensitized generation of reactive oxygen species (singlet oxygen (1O2), superoxide (O2.-) and hydroxyl radicals (.OH)) that damage DNA and cellular membranes, and promote carcinogenesis and the changes associated with photoaging. Therefore, research efforts have been directed at a better photochemical and photobiological understanding of the so-called sunburn reaction, actinic or solar erythema. To survive the insults of actinic damage, the skin appears to have different intrinsic defensive mechanisms, among which antioxidants (enzymatic and non-enzymatic systems) play a pivotal role. In this paper, we will review the basic aspects of the action of UVR on the skin: a) photochemical reactions resulting from photon absorption by endogenous chromophores; b) the lipid peroxidation phenomenon, and c) intrinsic defensive cutaneous mechanisms (antioxidant systems). The last section will cover the inflammatory response including mediator release after cutaneous UVR exposure and adhesion molecule expression

An extract of Polygonum multiflorum protects against free radical damage induced by ultraviolet B irradiation of the skin

Over the last decades, the incidence of ultraviolet B (UVB)-related skin problems has been increasing. Damages induced by UVB radiation are related to mutations that occur as a result of direct DNA damage and/or the production of reactive oxygen species. We investigated the anti-oxidant effects of a Polygonum multiflorum thumb extract against skin damage induced by UVB irradiation. Female SKH-1 hairless mice were divided into three groups: control (N = 7), distilled water- (N = 10), and P. multiflorum extract-treated (PM, N = 10) groups. The PM (10 g) was extracted with 100 mL distilled water, cryo-dried and 9.8 g was obtained. The animals received a topical application of 500 µL distilled water or PM extract (1, 2, 4, 8, and 16%, w/v, dissolved in distilled water) for 30 min after UVB irradiation (wavelength 280-320 nm, 300 mJ/cm²; 3 min) of the dorsal kin for 14 days, and skin immunohistochemistry and Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD1) activity were determined. SOD1 immunoreactivity, its protein levels and activities in the skin were significantly reduced by 70% in the distilled water-treated group after UVB irradiation compared to control. However, in the PM extract-treated groups, SOD1 immunoreactivity and its protein and activity levels increased in a dose-dependent manner (1-16%, w/v, PM extract) compared to the distilled water-treated group. SOD1 protein levels and activities in the groups treated with 8 and 16%, w/v, PM extract recovered to 80-90% of the control group levels after UVB. These results suggest that PM extract strongly inhibits the destruction of SOD1 by UV radiation and probably contains anti-skin photoaging agents.

Construcción de una guía fotográfica para valorar el grado de fotoenvejecimiento cutáneo del dorso de las manos

Introducción: La exposición crónica al sol es la principal causa ambiental de envejecimiento cutáneo. (1) Pese a que existen clasificaciones exclusivas de fotoenvejecimiento a nivel facial, no existen, con estas características a nivel de manos. El objetivo de este estudio fue elaborar una guía fotográfica para identificar fotoenvejecimiento en el dorso de manos. Materiales y metodos: En la primera fase se seleccionaron nueve características del puntaje SCINEXA, utilizadas en la fase dos por un grupo de cinco expertos para definir cuatro grados de severidad del fotoenvejecimiento de las manos. En la fase tres otros seis expertos clasificaron en 150 fotografías estandarizadas el grado de fotoenvejecimiento de las manos teniendo en cuenta los grados definidos. Por último se realizó análisis estadístico para valorar la concordancia inter evaluadores y se tomaron las fotos con mejor concordancia para la construcción de la guía fotográfica. Resultados: La valoración de las características tomadas para cada grado de fotoenvejecimiento de las manos tuvo una concordancia casi del 100%, mientras que la concordancia global interevaluadores de las 150 fotografías fue del 41.1%. La mejor concordancia interevaluadores se dio para el grado 0 (57,2%). Discusión: Las escalas fotográficas de las manos con que se contaba están más orientadas a definir los grados de envejecimiento tomando a la vez signos de crono y fotoenvejecimiento, por su parte la guía fotográfica obtenida en este estudio valora únicamente el fotoenvejecimiento siendo esta una herramienta ideal para evaluar la eficacia de tratamientos cuyo propósito sea el de mejorar el fotodaño cutáneo.

Gel vs aceite mineral en el tratamiento del fotoenvejecimiento de manos con luz pulsada intensa

Introducción: En el tratamiento con Luz Pulsada Intensa (LPI) para el fotoenvejecimiento de las manos no se encuentran estudios que evidencien si existe alguna diferencia estadísticamente significativa en el grado de efectividad y seguridad al utilizar gel o aceite mineral como medios de acople. Objetivo: Determinar la efectividad y seguridad terapéutica en el uso de gel vs aceite mineral. Materiales y Métodos: Estudio observacional analítico de cohorte retrospectivo que involucró 29 pacientes. Realizado en tres fases; selección y recolección de las historias clínicas, evaluación fotográfica de registros pre tratamiento y pos tratamiento con determinación del grado de mejoría global en el fotoenvejecimiento de las manos por parte de tres evaluadores cegados, y análisis estadístico de los datos obtenidos por medio de las pruebas de Mann Whitney y Wilcoxon. Resultados: Se encontró mejoría dada por disminución en un grado del fotoenvejecimiento para los dos medios de acople con la misma significancia estadística. La percepción subjetiva mostró mejoría en todos los pacientes evaluados. La seguridad es similar en los dos grupos pero se evidenció mayor severidad en los efectos secundarios con el uso de aceite, con diferencias estadísticamente significativas en los efectos moderados y severos. Conclusión: La efectividad es la misma independiente del medio de acople que se use. La seguridad a pesar de evidenciar un perfil similar es mayor con el uso de gel en cuanto a la menor severidad de los efectos presentados. Se requieren más estudios de tipo ensayos clínicos controlados que permitan determinar una mayor evidencia.

Escala para valoración cliníca de fotoenvejecimiento cutáneo en la cara

Introducción: el fotoenvejecimiento cutáneo es causado principalmente por la exposición crónica y acumulativa a los rayos ultravioleta. Las clasificaciones y escalas existentes evalúan el envejecimiento cutáneo de forma global y no existe un instrumento que valore exclusivamente el fotoenvejecimiento cutáneo. Objetivo: Construir y realizar la validación de contenido, de una escala para valoración clínica del fotoenvejecimiento cutáneo en la cara. Materiales y métodos: Estudio de validez de contenido, de una escala para valoración clínica del fotoenvejecimiento cutáneo en cara, construida a partir del marco conceptual, y evaluada por 15 expertos con especialidades médicas que manejan el fotoenvejecimiento. Los datos obtenidos se analizaron así: porcentaje de la pertinencia; la media; coeficiente de variación (CV) e índice de validez de contenido por ítem (CVIi) de cada ítem incluido en la escala. Resultados: Para el grupo de 15 expertos evaluadores, la pertinencia de los 6 ítems incluidos en los criterios clínicos, arrojo una media de 4,2/5 con CVIi entre 73,3% y 100% y con CV por debajo del 20%; el ítem de surcos tuvo un CV de 26,93%; la pertinencia de los 5 ítems incluidos en los antecedentes, arrojo una media de 3,9/5, un CVIi entre 73,3% y 80% y un CV entre 33,67% y 39,84%. Discusión y conclusiones: La validez de contenido de los criterios clínicos de la escala cumplió en un nivel alto con la pertinencia, lo que indica que miden adecuada y exclusivamente las dimensiones del grado clínico de fotoenvejecimiento cutáneo en cara evaluado por los expertos.

Como desenhar e escrever um protocolo de pesquisa clínica em Cosmiatria

Cosmetic Dermatology is a growing subspecialty. High-quality basic science studies have been published; however, few double-blind, randomized controlled clinical trials, which are the major instrument for evidence-based medicine, have been conducted in this area. Clinical research is essential for the discovery of new knowledge, improvement of scientific basis, resolution of challenges, and good clinical practice. Some basic principles for a successful researcher include interest, availability, persistence, and honesty. It is essential to learn how to write a protocol research and to know the international and national regulatory rules. A complete clinical trial protocol should include question, background, objectives, methodology (design, variable description, sample size, randomization, inclusion and exclusion criteria, intervention, efficacy and safety measures, and statistical analysis), consent form, clinical research form, and references. Institutional ethical review board approval and financial support disclosure are necessary. Publication of positive or negative results should be an authors' commitment. © 2013 by Anais Brasileiros de Dermatologia.

Desenvolvimento e caracterização físico-química de sistemas líquido cristalinos contendo palmitato de retinol: quantificação química, avaliação da atividade antioxidante, estudos de liberação e bioadesão in vitro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da associação de filtros solares sobre a estabilidade, liberação, permeação e retenção cutânea do p-metoxicinamato de octila em formulações fotoprotetoras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Planejamento, síntese e avaliação fotoprotetora de novos compostos híbridos derivados do resveratrol, cinamatos e avobenzona planejados como filtros solares

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelos in vitro e in vivo aplicados à avaliação de toxicidade e eficácia de fitocosmético: Serjania marginata Casar. (Sapindaceae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do perfil químico de fenólicos, do potencial antioxidante e fotoprotetor da torta de semente de Coffea arabica L. (Rubiaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Clues to epidermal cancer proneness revealed by reconstruction of DNA repair-deficient xeroderma pigmentosum skin in vitro

Sun exposure has been clearly implicated in premature skin aging and neoplastic development. These features are exacerbated in patients with xeroderma pigmentosum (XP), a hereditary disease, the biochemical hallmark of which is a severe deficiency in the nucleotide excision repair of UV-induced DNA lesions. To develop an organotypic model of DNA repair deficiency, we have cultured several strains of primary XP keratinocytes and XP fibroblasts from skin biopsies of XP patients. XP skin comprising both a full-thickness epidermis and a dermal equivalent was succesfully reconstructed in vitro. Satisfactory features of stratification were obtained, but the expression of epidermal differentiation products, such as keratin K10 and loricrin, was delayed and reduced. In addition, the proliferation of XP keratinocytes was more rapid than that of normal keratinocytes. Moreover, increased deposition of cell attachment proteins, α-6 and β-1 integrins, was observed in the basement membrane zone, and β-1 integrin subunit, the expression of which is normally confined to basal keratinocytes, extended into several suprabasal cell layers. Most strikingly, the in vitro reconstructed XP skin displayed numerous proliferative epidermal invasions within dermal equivalents. Epidermal invasion and higher proliferation rate are reminiscent of early steps of neoplasia. Compared with normal skin, the DNA repair deficiency of in vitro reconstructed XP skin was documented by long-lasting persistence of UVB-induced DNA damage in all epidermal layers, including the basal layer from which carcinoma develops. The availability of in vitro reconstructed XP skin provides opportunities for research in the fields of photoaging, photocarcinogenesis, and tissue therapy.

Effets du stress oxydatif induit par les rayons UVA et endogène sur la cornée humaine : étude des délétions de l’ADN mitochondrial, des modifications dans la matrice extracellulaire cornéenne et de la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs

Le stress oxydatif peut provenir de sources exogènes comme les UVA ou de sources endogènes comme la chaîne respiratoire (OXPHOS). L’oxydation des composants cellulaires a été associée avec la dégénération, des phénotypes de vieillissement et des pertes de fonctionnalités des tissus. Les UVA sont les plus efficaces des rayons UV à induire de l’oxydation, tel que démontré par la formation de dommages oxydatifs à l’ADN et par l’apparition de délétions mitochondriales qui en résultent. La délétion mitochondriale de 4977 pb (ADNmtCD4977), la plus commune, et celle de 3895 pb (ADNmt3895) sont deux délétions reliées au photovieillissement cutané et à l’exposition au stress oxydant. Le phénomène de vieillissement dans la peau est bien documenté et se traduit par une dégradation de la matrice extracellulaire, une perte d’élasticité et la formation de rides. Toutefois, peu d’études portent sur la cornée humaine alors qu’elle est un tissu exposé directement aux rayonnements UV au même titre que la peau. Nous avons donc tenté mieux comprendre l’effet de l’oxydation exogène et endogène sur cette structure. L’analyse de la localisation des délétions ADNmtCD4977 et ADNmtCD4977 dans l’oeil humain a permis de révéler qu’elles se concentrent principalement dans le stroma cornéen et s’accumule avec l’âge. Le stroma cornéen est la couche cellulaire qui confère la transparence et la rigidité à la cornée humaine. Ces résultats nous ont suggéré une implication des UVA dans le photovieillissement de la cornée. Nous avons donc entrepris de vérifier les changements liés à l’exposition aux UVA dans le stroma cornéen puisque les UVA sont connus pour causer des altérations à la matrice extracellulaire (ECM) au niveau cutané. Nous avons donc créé un modèle de photovieillisement par une exposition chronique aux UVA sur des kératocytes avec lesquels nous avons fait sécréter une ECM. Nos résultats nous ont démontré qu’une exposition chronique aux UVA cause des altérations à l’ECM cornéen semblable à des phénotypes de photvieillissement. En effet, nous avons dénoté des changements transcriptomiques et protéomiques pour certains collagènes et protéoglycans. Une atteinte aux collagènes par le vieillissement cornéen se traduit entre autres par une rigidification, une opacification et un changement dans son pouvoir réfractif qui mène à une perte de la vision. Par ailleurs, notre avons également investigué l’implication du stress oxydatif dans la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs (FECD), une maladie dégénérative de l’endothélium cornéen, qui mène à une perte de vision et est une cause principale de greffe cornéenne. L’étiologie de la maladie est encore inconnue, mais le stress oxydatif est soupçonné de jouer un rôle important dans la pathogenèse. Nos résultats ont amené de nouvelles évidences de l’implication de l’oxydation dans la maladie par l’augmentation de la quantité d’ADN mitochondrial et un raccourcissement des télomères dans des explants de cornées pathologiques. Nos résultats nous ont également démontré que la mise en culture de cellules FECD permettait la sélection de cellules fonctionnelles et comparables à des cellules saines en termes de quantité d’ADN mitochondrial et de son intégrité, de sensibilité à l’oxydation et de longueur télomérique. Les résultats obtenus soutiennent ainsi la possibilité d’employer les cellules FECD fonctionnelles sélectionnées pour utilisation en génie tissulaire afin de créer des cornées autologues pour pallier aux manques de greffes cornéennes. Enfin, nos résultats apportent de nouvelles évidences quant à l’implication du stress oxydatif dans le photovieillissement cornéen et dans l’étiologie de la FECD.