Optimizing of photoaging skin model in vitro for potential use in testing of sunscreens

Fotostarzenie się skóry spowodowane jest chroniczną ekspozycja na promieniowanie UVA, które powoduje zmiany budowy macierzy zewnątrzkomórkowej w skórze właściwej, w efekcie prowadząc do utraty elastyczności i jędrności skóry. W niniejszej pracy analizowano wpływ pojedynczej (5 J/cm2) oraz trzykrotnej (3x5J/cm2) dawki promieniowania UVA, na komórki linii BJ, a w niektórych eksperymentach użyto również pierwotne fibroblasty ludzkie. W badaniach wykorzystano test MTT do oznaczenia przeżywalności komórek w celu wyznaczenia subletalnej dawki promieniowania. Poziom MMP-1 badano za pomocą testu ELISA i western blot. Wykonano też barwienie immunofluorescencyjne na fibronektynę i α-SMA.W ramach przedstawionej pracy potwierdzono, iż pojedyncze naświetlanie UVA fibroblastów BJ zwiększa produkcję MMP-1 oraz fibronektyny, przy czym wzrost stężenia MMP-1 jest zależny od zastosowanej dawki promieniowania. Zaobserwowano, że w przypadku naświetlania trzykrotnego poziom MMP-1 oraz FN nie zmienia się, bądź też maleje względem kontroli. Nie zaobserwowano zmian w ekspresji α-SMA ani po pojedynczym ani po trzykrotnym naświetlaniu fibroblastów BJ. Otrzymane wyniki w szczególności z naświetlania trzykrotnego są odmienne od modelu opartego na pierwotnych ludzkich fibroblastach przez grupę Nakyai, co sugeruje, że jedynie model pojedynczego naświetlania UVA komórek linii BJ może być wykorzystany w dalszych badaniach nad procesem fotostarzenia się skóry.

Photoaging is caused by chronic exposure to UVA radiation, which induces changes in the structure of extracellular matrix in dermis, leading to loss of flexibility and firmness of the skin. In this work, the influence of a single (5J/cm2) and a triple (3x5J/cm2) dose of UVA radiation on the BJ cell line was analysed. Additionally, primary human fibroblasts were used in some of the experiments. MTT test was used to define cell viability and the sub-lethal dose of the UV radiation. MMP-1 level was measured using an ELISA test and a western blot technique. In addition, immunofluorescence staining for fibronectin and α-SMA was performed.As part of this work, it was confirmed that a single exposure of BJ fibroblasts to UVA radiation increases fibronectin and MMP-1 production, with MMP-1 concentration increase being dose-depended. It has been noted that in the case of a triple exposure, MMP-1 and fibronectin levels do not change or decrease, compared to non-irradiated control. No change in α-SMA expression level has been observed, neither after single nor triple exposure of BJ fibroblast. Results obtained for chronic radiation exposure were different from the results described by Nakyai group on primary human fibroblasts, suggesting that only single UVA radiation exposure model can be used for further research on the photoaging.