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Background –  Keratinocytes in the hair follicle bulge region have a high proliferative capacity, with characteristics of epithelial stem cells. This cell population might thus be an ideal source for generating the interfollicular epidermis in a canine skin equivalent.

Hypothesis/Objectives –  This study was designed to determine the ability of canine hair follicle bulge cell-enriched keratinocytes to construct canine living skin equivalents with interfollicular epidermis in vitro.

Animals –  Four healthy beagle dogs from a research colony.

Methods –  Bulge cell-enriched keratinocytes showing keratin 15 immunoreactivity were isolated from canine hair follicles and cultured on dermal equivalent containing canine fibroblasts. Skin equivalents were subjected to histological, immunohistochemical, western blot and RT-PCR analyses after 10–14 days of culture at the air–liquid interface.

Results –  The keratinocyte sheets showed an interfollicular epidermal structure comprising four to five living cell layers covered with a horny layer. Immunoreactivities for keratin 14 and desmoglein 3 were detected in the basal and immediate suprabasilar layers of the epidermis, while keratin 10 and desmoglein 1 occurred in more superficial layers. Claudin 1 immunoreactivity was seen in the suprabasalar layer of the constructed epidermis, and filaggrin monomers and loricrin were detected in the uppermost layer. Basal keratinocytes in the skin equivalent demonstrated immunoreactivity to antibodies against basement membrane zone molecules.

Conclusions and clinical importance –  A bulge stem cell-enriched population from canine hair follicles formed interfollicular epidermis within 2 weeks in vitro, and thus represents a promising model for regenerative therapy of canine skin.

Résumé

Contexte –  Les kératinocytes de la région du bulge du follicule pileux ont une haute capacité proliférative, avec les caractéristiques de cellules épithéliales souches. Cette population cellulaire pourrait ainsi être une source idéale de génération d’épiderme interfolliculaire dans l’équivalent d’une peau de chien.

Hypothèses/Objectifs –  Cette étude vise à déterminer la capacité des cellules du bulge folliculaire à former in vitro des peaux canines vivantes équivalentes à l’épiderme interfolliculaire.

Sujets –  Quatre beagles sains d’une colonie de recherche.

Méthodes –  Les kératinocytes du bulge montrant une immunoréactivitéà la kératine 15 ont été isolés des follicules pileux canins et mis en culture sur un équivalent dermique contenant des fibroblastes canins. Les équivalents de peau ont été soumis à l’histologie, l’immunohistochimie, au western blot et à la RT-PCR après 10-14 jours de culture à l’interface air-liquide.

Résultats –  Le cordons de kératinocytes ont présenté une structure épidermique interfolliculaire comprenant quatre à cinq couches de cellules vivantes recouvertes par une couche cornée. Les immunoréactivités pour la kératine 14 et la desmogléine 3 ont été détecté dans les couches basales et immédiatement suprabasales de l’épiderme, alors que la kératine 10 et la desmogléine 1 apparaissaient dans les couches plus superficielles. L’immunoréactivitéà la claudine 1 a été observée dans la couche suprabasale de l’épiderme construit et les monomères de filaggrine et de loricrine ont été détectés dans les couches supérieures. Les kératinocytes basaux dans l’équivalent de peau montraient une immunoréactivité aux anticorps dirigés contre les molécules de la zone de la membrane basale.

Conclusions et importance clinique –  Une population du bulge riche en cellules souches de follicules pileux de chiens forment un épiderme interfolliculaire en 2 semaines in vitro, et représente ainsi un modèle prometteur de thérapie régénérative de peau canine.

Resumen

Introducción –  los queratinocitos en la región protuberante del folículo del pelo tienen una alta capacidad proliferativa, con características de células madre epiteliales. Esta población de células podría ser una fuente ideal para generar la epidermis interfolicular en un equivalente canino de la piel.

Hipótesis/objetivos –  este estudio fue diseñado para determinar la capacidad de los queratinocitos enriquecidos de la región protuberante del folículo piloso para generar equivalentes vivos de piel canina con epidermis interfolicular in vitro.

Animales –  cuatro perros sanos de raza Beagle de una colonia de investigación.

Métodos –  se aislaron de foliculos pilosos caninos los queratinocitos enriquecidos de la zona proberante del folículo piloso que demostraban inmunoreactividad frente a la queratina 15 y cultivados en el equivalente cutáneo que contenía fibroblastos caninos. Los equivalentes de la piel fueron analizados mediante técnicas histológicas, inmunohistoquímicas, western blot y RT-PCR después de 10-14 días de cultivo en la interfase aire-líquido.

Resultados –  las capas de queratinocitos demostraron una estructura epidérmica interfolicular compuesta de cuatro a cinco capas vivas de células cubiertas con una estrato corneo. Se detecto inmunoreactividad frente a la queratina 14 y la desmogleina 3 en las capas suprabasilar e inmediatamente superior de la epidermis, mientras que se observó inmunoreactividad frente a queratina 10 y desmogleina 1 en las capas más superficiales. Se observó inmuoreactividad frente a claudina 1 en la capa suprabasilar de la epidermis construida, y loricrina y monómeros de filagrina se detectaron en la capa más externa. Los queratinocitos basales en el equivalente de la piel demostraron inmunoreactividad frente a anticuerpos de la zona de la membrana basal.

Conclusiones e importancia clínica –  una población de células madre enriquecidas de la zona protuberante de los folículos pilosos caninos formó la epidermis interfolicular en el plazo de 2 semanas in vitro, y representa así un modelo prometedor para la terapia regeneradora de la piel canina.

Zusammenfassung

Hintergrund –  Keratinozyten in der Haarbalgregion des Haarfollikels haben eine hohe proliferative Kapazität mit den Merkmalen epithelialer Stammzellen. Diese Zellpopulation könnte daher eine ideale Quelle sein, um die interfollikuläre Epidermis im caninen Hautequivalent hervorzubringen.

Hypothese/Ziele –  Diese Studie wurde erstellt, um die Fähigkeit der mit Zellen aus der caninen Haarbalgregion angereicherten Keratinozyten zu testen, mit interfollikulärer Epidermis Equivalente von lebender Hundehaut in vitro aufzubauen.

Tiere –  Es wurden vier gesunde Beagles aus einer Forschungskolonie verwendet.

Methoden –  Mit Zellen aus der caninen Haarbalgregion angereicherte Keratinozyten, die eine Immunreaktion für Keratin 15 zeigten, wurden aus caninen Haarfollikeln isoliert und auf einem dermalen Equivalent, welches canine Fibroblasten beinhaltete, kultiviert. Die Hautequivalente wurden nach einer 10-14 tägigen Kultur an der Luftschnittstelle einer histologischen und einer immunhistochemischen Analyse, sowie einem Western Blot und einer RT-PCR Analyse unterzogen.

Ergebnisse –  Die Keratinozytenschichten zeigten eine interfollikuläre epidermale Struktur, welche aus vier bis fünf lebenden Zellschichten bestand, die mit einer verhornten Schicht bedeckt waren. Es wurde eine Immunreaktion für Keratin 14 und Desmoglein 3 in den basalen und unmittelbar suprabasilaren Schichten der Epidermis festgestellt, während Keratin 10 und Desmoglein 1 in den oberflächlicheren Schichten vorkamen. Eine Immunreaktion für Claudin 1 konnte in der suprabasilaren Schicht der erstellten Epidermis gesehen werden und Filaggrin Monomere und Loricrin wurden in der obersten Schicht gefunden. Basal gelegene Keratinozyten im Hautequivalent zeigten eine Immunreaktion gegenüber Antikörpern auf Moleküle der Basalmembran.

Schlussfolgerungen und klinische Bedeutung –  Eine durch Stammzellen aus der Haarbalgregion angereicherte Population caniner Haarfollikel bildete in vitro innerhalb von 2 Wochen eine interfollikuläre Epidermis, und repräsentiert damit ein viel versprechendes Modell für regenerative Therapie caniner Haut.

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