Sistemas miméticos de los cuerpos laminares epidérmicos para el tratamiento de la piel

Abstract

El estrato córneo (SC) es la capa más superficial de la epidermis. Su función es actuar como barrera, evitando la pérdida de agua y la entrada de microorganismos. El SC está formado por corneocitos rodeados por lípidos que se organizan en forma de láminas. Estos lípidos son ceramidas, colesterol, ácidos grasos libres y sulfato de colesterol. Los cuerpos laminares epidérmicos son orgánulos secretores responsables de la formación de esta estructura lipídica intercelular. En muchas enfermedades de la piel como la dermatitis atópica, la función de estos orgánulos está alterada y como consecuencia se observa una composición lipídica irregular y una barrera cutánea ineficiente que puede ser causa y efecto de la propia enfermedad. El objetivo principal de esta tesis ha sido desarrollar un sistema lipídico que imite la morfología, estructura y composición de los cuerpos laminares epidérmicos con el propósito de que pueda imitar también la función de estos orgánulos mejorando la función barrera. Con este objetivo se diseñó una serie de sistemas lipídicos (denominados LBms) que incluían lípidos del SC además de un lípido con efecto antimicrobiano. Mediante criomicroscopía electrónica se vio que estaban formados por vesículas que encapsulan estructuras discoidales de manera similar a los orgánulos endógenos. En el presente trabajo se evaluó el efecto que tiene la aplicación tópica del LBms in vitro en piel previamente deslipidizada e in vivo tanto en voluntarios con barrera cutánea comprometida como en un modelo de ratón de dermatitis inducida. Los resultados in vitro demostraron que el LBms penetra a través de los espacios del SC y restablece la estructura lipídica laminar de este tejido. Además, se vio que cuanto más se acercaba la composición del LBms a la del SC mejor funcionaba reparando la barrera. Los resultados in vivo realizados en voluntarios, demostraron un aumento de la capacidad de la piel de retener agua después de ser tratada con el LBms, indicando que el sistema refuerza la barrera. En ratones con dermatitis inducida, el tratamiento con el LBms mejoró las lesiones cutáneas. También redujo la pérdida de agua transepidérmica indicando una reparación de la barrera cutánea y disminuyó la inflamación. En conclusión, el LBms puede ser de interés para el desarrollo de nuevos tratamientos para dermatitis atópica.

The stratum corneum (SC) is the uppermost epidermal layer. It is composed of corneocytes embedded in a lipid intercellular matrix organized in a lamellar structure. This lipid matrix consists of ceramides, cholesterol and free fatty acids with a minor amount of cholesteryl sulfate. The specific structure of the SC acts as a barrier preventing water loss and bacterial infection. Epidermal lamellar bodies are secretory organelles responsible of the correct formation of the SC lipid structure. Many skin diseases like atopic dermatitis has dysfunctional lamellar bodies, producing alteration in SC lipid composition. Consequently, the skin displays impaired barrier function. The aim of this thesis was to design a lipid system that mimics the morphology, structure and composition of epidermal lamellar bodies with the purpose to mimic also their function. Different lipid systems (LBms) were prepared including SC lipids in addition to lipids with antimicrobial effect. The electron microscopy images show that these systems are formed by vesicles encapsulating discoidal structures like the endogenous organelles. In addition, we performed in vitro studies to evaluate the effect of the LBms on delipidated SC. We found that the lipid system penetrates through the spaces of the SC and re-establishes the lipid lamellar structure of the SC. Moreover, the LBms that approximates in major proportion the SC lipid composition was the most effective restoring the SC lipid structure. In other study, we evaluated in vivo the hydration-dehydration kinetics of human skin after treatment with the LBms. We found that the skin increases its ability to retain water. Thus, this lipid system seems to reinforce the skin barrier function. Furthermore, we evaluated the effect of the treatment with the LBms on oxazolone-induced atopic dermatitis mouse model. We found an improvement of the skin lesions after treatment by visual inspection. In addition, the treatment with the LBms reduced transepidermal water loss indicating a recovery of the barrier. It also reduced skin inflammation. These results point to a high potential of the LBms to improve skin conditions. Therefore, this lipid system could be of interest for the development of future treatment for atopic dermatitis.