Desenvolvimento de modelos de pele equivalente

Abstract

Os modelos de pele equivalente tridimensional (3D) são plataformas promissoras para estudar a biologia da pele por mimetizar a morfologia e fisiologia cutânea. Neste contexto, busca-se por metodologias que possam reproduzir a pele com pigmentação e seu processo de envelhecimento. Para confecção destes modelos, a tecnologia da bioimpressão permite a automação desse processo, tornando mais rápido e reprodutível. Nosso objetivo é desenvolver modelos de pele equivalente que reproduzam diferentes características de organismos vivos e automatizar a produção utilizando a bioimpressão. O desenvolvimento do modelo de pele equivalente e pele equivalente pigmentada foi padronizado com a deposição manual e bioimpressa da matriz extracelular com e sem fibroblastos. Após, queratinócitos ou linhagem de melanócitos foram adicionados e submetidos a interface ar-líquido por 14 ou 21 dias. A partir do sétimo dia, o modelo pigmentado foi exposto ao ácido kójico, um agente despigmentante. Além disso, desenvolvemos um modelo pele equivalente envelhecida, em que estabelecemos dois protocolos com a exposição a luz UV ou EX527, um composto químico inibidor do marcador de senescência SIRT-1, nas matrizes com fibroblastos e queratinócitos. A partir do dia 14 na interface ar-líquido, as peles foram tratadas com resveratrol para verificar o potencial rejuvenescedor. Os resultados demonstram que a pele equivalente bioimpressa apresenta características similares ao modelo manual, mas é mais rápida e sustentável. Adicionalmente, foi possível reproduzir uma pele equivalente pigmentada, tanto usando a técnica manual quanto a tecnologia da impressão, resultando em um potencial clareador de 70% com o tratamento do ácido kójico. Por fim, confirmamos a partir da expressão gênica que foi possível reproduzir um modelo de pele equivalente envelhecida e este modelo apresentou potencial para avaliar agentes rejuvenescedores.

Skin equivalent models are promising platform for studying skin biology because it mimic skin morphology and physiology. In order to mimic skin processes, methodologies that can reproduce skin pigmentation and aging process are researched. For the development of these models, bioprinting technology allows the automation, allowing it to be faster and reproducible. The aim of this study is to develop skin equivalent models that reproduce different characteristics and automate the production using bioprinting. The development of skin equivalent and pigmented skin model was standardized with manual and bioprinted deposition of the extracellular matrix with and without fibroblasts, then keratinocytes or melanocytes-derived were added and subjected to an air-liquid interface for 14 or 21 days. From the seventh day, the pigmented model was treated with kojic acid, a depigmenting agent. In the aged skin equivalent model, two protocols were established with exposure to UV or EX527, a chemical compound that inhibits the senescence marker SIRT-1, in the matrices with fibroblasts and keratinocytes. From the fourteenth day at air-liquid interface, the skins were treated with resveratrol to check the rejuvenating potential. The results show that the bioprinted skin equivalent demonstrated similar characteristics to the manual model, but it is faster and more sustainable. Also, we reproduced a pigmented skin equivalent, using manual technique and bioprinting technology. These models showed a bleaching potential of 70% with kojic acid treatment. Finally, we confirmed from gene expression that it was possible to reproduce an aged skin equivalent model and this model showed potential to evaluate rejuvenating agents.