Local synthesis and effect of sex steroids in human skin and the hair follicle and hormonal effects on the wound healing response

Gli umani, come altri mammiferi, sintetizzano ormoni steroidei da organi endocrini come le gonadi, la surrenale e la placenta. L’espressione e attività di enzimi steroidogenici a livello di tessuti periferici provvedono alla formazione intracrina di androgeni ed estrogeni attivi a partire dal precursore deidroepiandrosterone (DHEA). Solamente umani ed alcuni primati secernono alti livelli di DHEA e DHEA-S. Tuttavia con l’età si presenta in entrambi i sessi una riduzione della secrezione adrenalica che si riflette in un notevole declino della produzione periferica di ormoni sessuali. Questa diminuita formazione è potenzialmente correlata alla patogenesi di malattie che incorrono con la vecchiaia tra cui anche alcune condizioni della pelle. Nel presente studio è stata valutata l’espressione dell’mRNA di sette proteine chiave della steroidogenesi (P450arom, P450scc, P450c17, STS, OATP2B1, 5α-riduttasi 1 e 5α-riduttasi 2), oltre che dei recettori di estrogeni (ERα e ERß) ed androgeni (AR), in biopsie di pelle e follicoli piliferi derivati da donatrici donne sane e in fibroblasti dermici e cheratinociti epidermici primari di donatori femmine e un maschio sempre sani. L’analisi condotta con RT-PCR e qRT-PCR ha rilevato in particolare che solo i follicoli esprimono 5α-riduttasi 2, i cheratinociti non presentano espressione dell’aromatasi (P450arom) e i fibroblasti non risultano esprimere il trasportatore OATP2B1. Dall’altra parte, entrambi i recettori ERα e ERß e quello per androgeni sono espressi nelle cellule della pelle e nei follicoli piliferi. In particolare ERß risulta con più forte espressione in cheratinociti e follicoli piliferi rispetto a ERα e il contrario in fibroblasti. In relazione quindi alla possibilità di una locale formazione ed azione di ormoni sessuali nella pelle, è stato investigato l’effetto in vitro di tre steroidi sull’espressione genica di follicoli piliferi e cheratinociti ottenuti da pelle facciale di donne sane. L’intero trascrittoma è stato analizzato dopo un’incubazione di 24 ore con DHEA-S (10µM), testosterone (TST) (50nM) e 17ß-estradiolo (E2) (1nM). In particolare sono state individuate modulazioni dell’espressione di geni coinvolti in funzioni come infiammazione, proliferazione e differenziamento cellulare, e di struttura. L’analisi condotta su cheratinociti è stata focalizzata su quattro geni sovra-espressi da tutti e tre i diversi trattamenti steroidei: CXCL1, ANGPTL4, TXNPI e LMNB1. Dati gli effetti e funzioni implicati dagli ormoni in esame, è stato valutato in vitro l’effetto di E2, DHEA, DHEA-S e TST sulla migrazione di fibroblasti e cheratinociti mediante scratch wound assay. L’analisi ha rilevato l’accelerazione della migrazione di entrambi i tipi cellulari in presenza di tutti gli steroidi in esame. In particolare, la combinazione di un inibitore dell’aromatasi (Arimidex) e uno della steroide solfatasi (STX64) hanno determinato l’inibizione dell’effetto stimolatorio rispettivamente di DHEA e TST, e di DHEA-S. I risultati suggeriscono un importante ruolo della formazione locale di E2 nella pelle a partire dal precursore DHEA (-S) e della sua azione nel processo di wound healing. Per verificare tale ipotesi della sintesi locale di estradiolo, è stata investigata l’attività dell’enzima catalizzante la conversione di androgeno ad estrogeno, l’aromatasi. Le misurazioni dell’attività aromatasica sono state eseguite con il metodo dell’acqua triziata. Specificatamente, l’esame è stato condotto su fibroblasti e cheratinociti umani e individuando l’effetto su attività ed espressione dell’mRNA dell’enzima dopo trattamento con desametasone o eseguendo mechanical scratch wound. Nel primo caso, il desametasone ha indotto stimolazione sia di attività che di espressione del trascritto. Mentre nel secondo caso, è stato rilevato un incremento in cheratinociti dopo 24 ore dallo scratch. In generale questo studio suggerisce che la pelle umana, oltre che separatamente fibroblasti e cheratinociti, e follicolo pilifero, siano target e fonte degli ormoni sessuali. Ulteriori studi saranno necessari per comprendere il ruolo di estrogeni ed androgeni in meccanismi come infiammazione, proliferazione e differenziamento cellulare, che possono avere implicazioni nella crescita del pelo, cancro della pelle, invecchiamento e wound healing. In particolare, la comprensione del signalling di DHEA aiuterebbe lo sviluppo di terapie per il wound healing riducendo i rischi correlati alla somministrazione degli estrogeni.