Transcriptional changes in organoculture of full‐thickness human skin following topical application of all‐trans retinoic acid

Abstract

SynopsisObjectiveRetinoids are used as therapeutic agents for numerous skin diseases, for example, psoriasis, acne and keratinization disorders. The same substances have also been recognized in the treatment for hyperpigmentation disorders such as melasma.Other studies on photo-damaged skin have shown that retinoids reduce wrinkles, surface roughness, mottled pigmentation, and visual skin appearance as a whole. We tested the hypothesis that an organoculture of full-thickness human skin could be used as a preclinical model to investigate the retinoid transcriptional profile in human skin in vitro.MethodsFull-thickness skin explants were exposed to topically applied all-trans retinoic acid (RA) for 24 h. The gene expression profile was analysed using oligonucleotide microarrays, and data were validated with real-time (RT) PCR.ResultsWe showed that the expression of 93 genes was significantly altered more than twofold. Several of the altered genes, for example, KRT4, CYP26 and LCN2, have previously been shown to be affected by RA in keratinocyte monocultures, reconstructed epidermis and skin biopsies from patients treated topically or orally with RA. In addition, genes, such as SCEL, NRIP1, DGAT2, RDH12 EfnB2, MAPK14, SAMD9 and CEACAM6 not previously reported to be affected by RA in human skin, were identified for the first time in this study.ConclusionThe results in the present study show that full-thickness human explants represent a valuable pre-clinical model for studying the effects of retinoids in skin.RésuméObjectifLes rétinoïdes sont utilisés comme agents thérapeutiques pour de nombreuses maladies de la peau, p.ex. le psoriasis, l'acné et les troubles de la kératinisation. Les mêmes substances ont également été reconnues dans le traitement des troubles de l' hyperpigmentation tels que le melasma.D'autres études sur la peau photo-endommagée ont montré que les rétinoïdes réduisent les rides, la rugosité de la surface, la pigmentation tachetée, et l'aspect visuel de la peau dans son ensemble. Nous avons testé l'hypothèse selon laquelle une organoculture de épaisseur intégrale de la peau humaine pourrait être utilisée comme modèle préclinique pour étudier le profil transcriptionnel des rétinoïdes dans la peau humaine in vitro.MéthodesDes explants de peau intégrale ont été exposés à l'application topique de all-trans acide rétinoïque (RA) pendant 24 heures. Le profil d' expression des gènes a été analysé en utilisant des puces DNA array et les données ont été validées par (RT) -PCR.ResultatsNous avons montré que l'expression de 93 gènes a été modifiée de façon significative par plus d'un facteur 2. Plusieurs des gènes modifiés par exemple KRT4, CYP26 et LCN2 ont été montrés précédemment d'être affectés par RA dans les monocultures de kératinocytes, dans l'épiderme reconstruit et dans des biopsies cutanées de patients traités par voie topique ou par voie orale avec RA. En outre, des gènes tels que SCEL, NRIP1, DGAT2, RDH12 EfnB2, MAPK14, SAMD9 et CEACAM6 non signalés précédemment, sont touchés par RA dans la peau humaine, et ont été identifiés pour la première fois dans cette étude.ConclusionLes résultats de la présente étude montrent que les explants humains de pleine épaisseur représentent un modèle préclinique précieux pour l'étude des effets des rétinoïdes dans la peau.