Eficácia da associação de nutrientes na regulação do ciclo pilar e na queratinogênese: bases moleculares

Data de recebimento: 31/01/2018

Data de aprovação: 02/09/2018

Trabalho realizado na MEDCIN Pesquisa, Grupo MEDCIN Ltda. - Osasco (SP), Brasil

Suporte Financeiro: O laboratório Farmoquímica Melora (FQM Melora) forneceu amostras e pagamento para a execução das culturas e utilização dos equipamentos para elaboração do estudo

Conflito de Interesses: A autora afirma não possuir interesses pessoais, comerciais, políticos ou financeiros neste manuscrito

Abstract

INTRODUÇÃO: Elementos nutricionais associados em doses fisiológicas demonstraram efeitos benéficos sobre a síntese capilar.
OBJETIVO: Avaliar o impacto de uma associação de nutrientes em parâmetros relacionados à integridade da unidade folicular.
MÉTODOS: Foi realizada uma avaliação de interação do suplemento nutricional versus um controle in vitro, em cultura de folículos pilosos humanos, sob quatro marcadores distintos: quantificação das queratinas 10 e 14; avaliação por imunofluorescência da expressão proteica do colágeno 17A1 (COL17A1); determinaçao de β-catenina; quantificação da síntese de ATP.
RESULTADOS: Houve melhora significativa (p < 0,005) de todos parâmetros estudados; a histologia demonstrou aumento significativo da presença do colágeno 17A1 sob imunofluorescência.
CONCLUSÕES: Os parâmetros avaliados neste estudo permitiram evidenciar o impacto positivo da associação de nutrientes analisada no folículo piloso e derme papilar folicular, com incremento das proliferação e metabolismo celular, além de maior presença do colágeno 17A1.

Keywords: beta Catenina; Colágeno; Folículo piloso; Queratina-10; Queratina-14

INTRODUÇÃO

O crescimento capilar depende de estreita interação entre diferentes populações celulares no compartimento folicular.¹

As células da papila dérmica são derivadas da derme mesenquimal e localizadas na base dos folículos capilares ou pilosos. Essas células desempenham papel crucial na morfogênese e no ciclo capilar por meio de mecanismos que envolvem a via de sinalização Wnt.²

A via de sinalização Wnt é responsável pelo desenvolvimento e regeneração do folículo piloso, sendo mediada pela β-catenina, que é sinal-chave para o núcleo celular, no qual se liga ao fator de transcrição TCF/Lef para ativar a transcrição dos genes que produzem a fibra capilar.³

O envelhecimento capilar é processo multifatorial em que os fatores intrínsecos se associam aos fatores extrínsecos, assim como em toda a pele: radiação solar, em particular a ultravioleta, é o mais estudado, mas outros fatores oxidativos e mutagênicos, como a dieta e a poluição, têm influência no processo. Da mesma forma, há progressivo declínio da renovação epidérmica, com alterações da barreira cutânea no couro cabeludo.⁴

O processo de envelhecimento capilar está intrinsecamente ligado ao folículo capilar, e este à derme papilar folicular.⁵

A gradual redução da população celular nessas estruturas, aliada a mecanismos de dano ao DNA e oxidativos, constitui evento fundamental no envelhecimento capilar, descrito e correlacionado fenotipicamente com o cabelo.⁶

Há evidências de que essa redução das células-tronco tem correlação com a proteólise gradual de um colágeno específico, do tipo XVIIIα1 (COL17A1).⁷

Clinicamente, esse processo se caracteriza por despigmentação e perda dos fios; histologicamente, é observada miniaturização do folículo piloso.⁶

Elementos nutricionais associados em doses fisiológicas demonstraram efeitos benéficos sobre a síntese capilar; nutrientes relacionados à queratinogênese associados a antioxidantes demonstraram efeitos positivos na proliferação e diferenciação queratinocítica;⁸ o efeito clínico dessa mesma associação foi demonstrado em outro estudo, segundo o qual pacientes com eflúvio telógeno em uso da suplementação nutricional apresentaram melhora significativa da relação anágena/telógena após uso diário, em monoterapia, durante 12 semanas.⁹

Possivelmente, alguns dos suplementos nutricionais podem também levar a melhor função metabólica dos queratinócitos envolvidos no folículo piloso, justificando a melhora da queda e estrutura capilar, e tendo efeito relevante em variadas etiologias de alopecia, como o eflúvio telógeno ou alopecia senescente (aging hair); o objetivo deste estudo é avaliar o impacto de uma nova associação de nutrientes em parâmetros relacionados à integridade da unidade folicular.

MATERIAL E MÉTODOS

O produto de investigação foi uma associação de micronutrientes e aminoácidos (Exímia Fortalize Kera D^®, FQM Melora, Rio de Janeiro, Brasil) composto das vitaminas A, C, D e E, vitaminas do complexo B: ácidos fólico e pantotênico, biotina, niacina, piridoxina e tiamina; e os oligoelementos ferro, magnésio e zinco, todos em concentrações fisiológicas (100% IDR), além de um pool de aminoácidos essenciais: ácido aspártico, glutâmico, serina, glicina, histidina, arginina, treonina, alanina, prolina, tirosina, valina, metionina, cistina, isoleucina, triptofano, leucina, fenilalanina, lisina e hidroxiprolina.

O produto foi previamente preparado para a avaliação nos meios em concentrações não citotóxicas, determinadas previamente pela avaliação de citotoxicidade in vitro.

A interação do suplemento nutricional foi avaliada sob quatro marcadores distintos:

- quantificação das queratinas 10 e 14;

- avaliação por imunofluorescência da expressão proteica do colágeno 17A1 (COL17A1);

- determinaçao de β-catenina: essa molécula é uma subunidade do complexo proteico de caderina, e é sinalizadora na via de sinalização Wnt, associada à proliferação celular;

- quantificação da síntese de ATP: estímulo do metabolismo celular.

Para avaliação da qualidade da queratinogênese epidérmica e folicular, fragmentos de escalpo obtidos de cirurgia plástica eletiva foram tratados com três concentrações do produto e avaliados durante 72 horas, para posterior quantificação imunoenzimática das queratinas 10 e 14. Os fragmentos de escalpo também foram submetidos a cinco doses consecutivas da radiação UVA/B e tratados com três concentrações do produto, durante cinco dias, para avaliação de COL17A1 por imunofluorescência, com uso de microscópio de fluorescência (OLYMPUS BX53, Japão) e software cellSens Standard (^©2010 OLYMPUS CORPORATION).

Após a obtenção das imagens de imunofluroescência, sua intensidade foi quantificada com auxílio do software ImageJ (Unidades Arbitrárias — UA).

Para avaliação do metabolismo celular e qualidade do crescimento capilar, células da papila dérmica folicular humana foram incubadas com três concentrações do produto (0,316, 0,100 e 0,0316mg/ml) durante 72 horas, para quantificação posterior de β-catenina e ATP

Culturas celulares com iguais concentrações foram irradiadas com espectro ultravioleta B/A (UV meter, Honle UV America Inc. MA, USA).

As concentrações de ATP, β-catenina e queratinas 10 e 14 foram medidas por Elisa (enzyme-linked immunosorbent assay - USCN-USA).

A avaliação estatística dos dados quantitativos obtidos foi realizada no software GraphPad Prism v6 pelo teste Anova, que permitiu mensurar o nível de variação dos resultados, comparando os dados entre os grupos. Para confirmação dos resultados obtidos, utilizou-se o pós-teste Bonferroni, com nível de significância de 5%.

RESULTADOS

Quantificação de queratinas 10 e 14 nas culturas de escalpo ex vivo

A concentração de 0,316mg/ml promoveu aumento significativo (p < 0,05) na produção das queratinas 10 e 14, em 60,1% e 27,8%, respectivamente, em relação ao grupo basal, conforme demonstram os gráficos 1 e 2.

Os resultados referentes à quantificação de β-catenina revelaram que a concentração de 0,316mg/ml também foi capaz de estimular a produção desse mediador em 41,3%, em comparação com o grupo basal, conforme demonstrado no gráfico 3.

Adicionalmente, as concentrações de 0,100 e 0,0316mg/ml promoveram aumentos significativos (p < 0,001) na síntese de ATP em culturas de HHDPCs (human hair dermal papilla cells). Observa-se aumento de 53,2% na concentração de 0,100mg/ml e 50,6% na concentração de 0,0316mg/ml, conforme gráfico 4.

Com relação ao efeito da radiação sobre a COL17A1, a imunofluorescência demonstrou que a exposição cumulativa à radiação UVA/B reduz significativamente a síntese proteica de Col17A1 em 42,3% (p < 0,001) em área não tratada (proteína Col17A1 está imunomarcada em verde, e a marcação em azul representa o núcleo celular exposto-DNA) enquanto o tratamento com o produto avaliado foi capaz de preservar a síntese de CoL17A1 nos fragmentos de escalpo submetidos à radiação UVA/B em 70,5%, 48,9% e 43,6%, nas concentrações de 0,316; 0,100 e 0,0316mg/ml, respectivamente, conforme evidenciado na figura 1.

O gráfico 5, com o resultado da quantificação da coloração obtida por imunofluorescência, demonstra o efeito significativo das três concentrações avaliadas sobre a síntese da COL17A1.

DISCUSSÃO

Os parâmetros avaliados neste estudo permitiram evidenciar o impacto da associação dos nutrientes presentes na formulação em análise, nos mecanismos de queratinogênese da epiderme perifolicular, refletindo maior integridade do componente epidérmico (folículo piloso propriamente dito) e dérmico (papila folicular).

A expressão das queratinas 10 e 14 aumentou significativamente na presença da associação, demonstrando aumento da síntese da queratina capilar. A expressão dessas queratinas aumenta fisiologicamente na fase anágena, sendo elas marcadores proliferativos da camada basal da epiderme interfolicular.¹⁰

Um estudo em modelo animal demonstrou que em situações de hiperglicemia, há redução da expressão da queratina 14 e indução ectópica da queratina 10, o que demonstra uma alteração da proliferação e diferenciação queratinocítica nesses pacientes. Esses achados justificam as alterações de barreira cutânea encontradas nesses pacientes.¹¹

A associação de aminoácidos sulfurados colabora para essa síntese da queratina capilar, especificamente metionina e cisteína.¹²

A taxa de proliferação celular também foi medida por outro marcador, a beta-catenina, proteína mediadora da via Wnt (wingless type MMTV integration site Family). Essa via de sinalização é fundamental nos eventos de proliferação celular, estando envolvida na interação das células epiteliais-mesenquimais do folículo piloso, implicando sua redução a redução de diferenciação queratinocítica.¹³

A via Wnt/beta-catenina também está implicada na modulação da migração celular em processos de cicatrização epitelial, desenvolvimento e regeneração do folículo capilar.¹⁴

Com relação aos colágeno tipo XVIIIα1 (COL17A1), Matsumura e colaboradores descreveram o passo a passo da dinâmica de envelhecimento dos folículos capilares, esclarecendo mecanismos de dano ao DNA e envelhecimento das células-tronco associados ao fenótipo do cabelo envelhecido, levando à miniaturização do folículo piloso, bem como das populações celulares circundantes; o marcador foi a proteólise do colágeno 17 A1, relacionada com a renovação das células-tronco.⁷

Neste estudo, avaliou-se o impacto da radiação ultravioleta no COL17A1 demonstrando que o fotodano é capaz também de induzir sua proteólise, o que seria um mecanismo de aceleração do envelhecimento, além do dano oxidativo.

A associação de nutrientes aqui estudada foi capaz de prevenir a degradação excessiva de COL17A1 no folículo capilar exposto à radiação UVA/B, prevenindo, portanto, o processo de envelhecimento capilar UV induzido; este é o primeiro estudo a demonstrar esse efeito protetor da COL17A1, acenando com uma possibilidade de prevenir o envelhecimento capilar por fatores extrínsecos.

A redução da síntese do fio também está associada ao declínio da função celular observada no envelhecimento; concomitantemente, o estresse oxidativo inerente aos processos metabólicos celulares sofre incremento pelos fatores extrínsecos já citados, a exemplo do dano oxidativo cutâneo, gerando microinflamação no folículo e área perifolicular.

O aumento de ATP observado demonstra que a associação estudada foi capaz de estimular o metabolismo celular na células da papila dérmica, aumentando sua síntese.

Nesse contexto, é importante frisar que a papila dérmica tem papel importante na interação dermoepidérmica que controla a síntese capilar e os eventos do ciclo pilar, alterados não somente na senescência capilar, mas também na alopecia androgenética.¹⁵

A associação de nutrientes contida no produto Eximia Fortalize Kera D demonstrou atuar positivamente em alguns dos principais parâmetros moleculares envolvidos na queratinogênese e no ciclo capilar, podendo, portanto, atuar positivamente na senescência capilar e miniaturização dos fios.

CONCLUSÃO

Os parâmetros avaliados neste estudo permitiram evidenciar o impacto positivo da associação de nutrientes estudada no folículo piloso e derme papilar folicular, que são caracterizadas clinicamente por:

- melhora da estrutura do fio (maior resistência e brilho) e integridade epidérmica preservando a função barreira do couro cabeludo (menor predisposição a irritações e proliferação de micro-organismos), pelas maior expressão das queratinas 10 e 14;

- regulação do ciclo capilar (prevenindo a telogenização) pela expressão de β-catenina;

- preservação do suporte e interação dermoepidérmica no folículo piloso pela preservação do colágeno 17A 1 sob estresse UV

- proteção a estímulo ao metabolismo celular, pela maior produção de ATP.

CONTRIBUIÇÃO DOS AUTORES:

Flávia Alvim Sant’Anna Addor | ORCID 0000-0003-1851-7342
Concepção, planejamento do estudo, elaboração e redação do manuscrito.

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