Characterization of the canine skin barrier restoration following acute disruption by tape stripping

Authors


  • Sources of Funding
    The laboratory Royal Canin has partially funded the study.

  • Conflict of Interest
    Claire Mariani and Stéphanie Vidal are employees of
    Royal Canin.

Emilie Vidémont, Unité Dermatologie, VetAgro Sup Campus Vétérinaire de Lyon, Marcy l’Etoile F-69280, France. E-mail: e.videmont@vetagro-sup.fr

Abstract

The stratum corneum (SC) forms the main part of the permeability barrier of the skin. In mice and in humans, cutaneous barrier disruption can be generated by removing the SC with tape stripping (TS) and the skin barrier function can be assessed by measurement of transepidermal water loss (TEWL). The aim of the present study was to characterize the skin barrier restoration in the dog following mechanical disruption and to analyse the correlation between the skin barrier recovery and TEWL measurement. Thirty sequential TS were performed on 12 sites on four healthy beagle dogs. The number of TS was chosen to ensure a sufficient barrier disruption with a slow recovery. Skin repair was assessed for 72 h by clinical and histological examinations, and TEWL measurements. The results showed that performing 30 TS was adequate to disrupt the skin barrier in the dog. The homeostatic repair response, initiated in the skin, was rapid and characterized by complete restoration of the SC within 72 h, accompanied by greater basal cell proliferation, and dermal eosinophilic inflammation. TEWL was significantly increased by complete removal of the SC but recovered along with restoration of the SC (Scheffe test, P ≤ 0.05). Characterization of a canine model of barrier disruption and restoration and assessment of the skin barrier function by TEWL measurements could help better understand the events implied in skin barrier function. Development of this canine model is also necessary for future studies on the effects of treatments aimed at restoring the skin barrier.

Résumé

Le stratum corneum (SC) forme la partie principale de la barrière cutanée perméable. Chez l’homme et la souris, une rupture de la barrière cutanée peut être générée par retrait du SC à l’aide de cellophane adhésive (TS), et la fonction de barrière cutanée peut être évaluée par mesure de la perte hydrique transépidermique (TEWL). L’objectif de cette étude est de déterminer, à la suite d’une rupture mécanique, la restauration de la barrière cutanée chez le chien et d’analyser la corrélation entre cette restauration et la mesure du TEWL. Trente TS séquentielles ont été réalisées sur 12 sites sur quatre beagles sains. Le nombre de TS a été choisi pour permettre une rupture suffisante de la barrière cutanée avec une lente restauration. La réparation cutanée a étéévaluée pendant 72 heures par des examens cliniques et histologiques et des mesures de TEWL. Les résultats ont montré que de réaliser 30 TS permettait de rompre la barrière cutanée chez le chien. La réparation homéostatique, initiée dans la peau, était rapide et caractérisée par une restauration complète du SC dans les 72 heures, accompagnée par une prolifération accrue des cellules basales et une inflammation éosinophilique dermique. La TEWL était significativement augmentée avec un retrait complet du SC mais retournait à la normale avec la restauration du SC (Scheffe test, ≤ 0.05). La caractérisation d’un modèle canin de rupture et de restauration de la fonction de barrière cutanée par les mesures de TEWL pourrait permettre de mieux comprendre les événements impliqués dans la fonction de barrière cutanée. Le développement de ce modèle canin est également nécessaire pour de futures études sur les effets des traitements sur la restauration de la barrière cutanée.

Resumen

El estrato corneo (SC) forma la parte principal de la barrera de permeabilidad de la piel. En ratones y en seres humanos, se puede crear una alteración de la función de barrera cutánea quitando el SC con cinta adhesiva (TS) y la función de la barrera de la piel se puede determinar por la medida de la pérdida de agua transepidermal (TEWL). El propósito de este estudio fue caracterizar la regeneración de la función de barrera de la piel en el perro tras la alteración mecánica y analizar la correlación entre la recuperación de la función de barrera de la piel y la medida de TEWL. Se realizaron treinta TS secuenciales en 12 sitios en cuatro perros sanos de raza Beagle. El número de TS fue elegido para asegurar una suficiente alteración mecánica de la barrera con una recuperación lenta. La reparación de la piel fue determinada a las 72 horas mediante exámenes clínicos e histológicos, y la medidas de TEWL. Los resultados demostraron que realizar 30 TS fue adecuado para alterar la función de barrera la piel en el perro. La respuesta homeostática de reparación, iniciada en la piel, fue rápida y caracterizada por la restauración completa del SC en el plazo de 72 horas, acompañada por la mayor proliferación de células basales, y la presencia de inflamación eosinófilica dérmica. TEWL aumentó perceptiblemente con la retirada del SC pero se recuperó a la par con la restauración del SC (prueba de Scheffe, ≤ 0.05). La caracterización de un modelo canino de alteración y restauración de la barrera y la valoración de la función de barrera de la piel midiendo TEWL podía contribuir a entender mejor los acontecimientos implicados en la función de la barrera de la piel. El desarrollo de este modelo canino es también necesario para los estudios futuros en los efectos de los tratamientos dirigidos a restaurar la barrera de la piel.

Zusammenfassung

Das Stratum corneum (SC) stellt den wichtigsten Teil der Durchlässigkeitsbarriere der Haut dar. Bei Mäusen und Menschen kann eine Störung der Hautbarriere durch das Entfernen des SC mittels Tape Stripping (TS) simuliert werden und die Funktion der Hautbarriere kann durch Messung des transepidermalen Wasserverlustes (TEWL) beurteilt werden. Das Ziel der gegenwärtigen Studie war es, die Sanierung der Hautbarriere nach einer mechanischen Störung beim Hund zu beschreiben und die Korrelation zwischen der Erholung der Hautbarriere und der TEWL Messung zu analysieren. Es wurden dreißig aufeinander folgende TS an 12 Hautstellen von vier gesunden Beagles durchgeführt. Die Anzahl der TS wurde so ausgewählt, um eine ausreichende Störung der Barriere mit einer langsamen Regenerierung zu gewährleisten. Die Wiederherstellung der Haut wurde über 72 Stunden mittels klinischen und histologischen Untersuchungen, sowie mittels TEWL Messungen beurteilt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Durchführung von 30 TS ausreichte, um die Hautbarriere beim Hund zu stören. Die Wiederherstellung der Homöostase, die durch die Haut initiiert wurde, war schnell und durch eine komplette Reparatur der SC innerhalb von 72 Stunden gekennzeichnet. Der Vorgang war von einer größeren Basalzellproliferation und dermaler eosinophiler Entzündung begleitet. Der TEWL war durch die völlige Entfernung des SC signifikant erhöht, erholte sich aber parallel zur Wiederherstellung des SC (Scheffe Test, ≤ 0.05). Die Darstellung eines Hundemodells für die Störung der Hautbarriere, sowie deren Wiederherstellung und Beurteilung der Hautbarrierenfunktion mittels TEWL Messungen könnte dabei helfen, die Vorgänge, die mit der Funktion der Hautbarriere zusammenhängen, besser zu verstehen. Die Entwicklung dieses Hundemodells ist auch für zukünftige Studien über Auswirkungen von Therapien, die auf die Reparatur der Hautbarriere abzielen, wichtig.

Abstract

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