Model RHPE: Mapowanie zmian barwnikowych w atopowym zapaleniu skóry

Co kryje się za swędzeniem: atopowe zapalenie skóry i zaburzenia pigmentacyjne

Atopowe zapalenie skóry (AZS) jest najczęstszą przewlekłą chorobą zapalną skóry, dotykającą nawet 25% dzieci i 10% dorosłych na całym świecie. Jest to złożona i wieloczynnikowa choroba, która ma znaczący wpływ na jakość życia osób nią dotkniętych.

Atopowe zapalenie skóry charakteryzuje się poważnym zaburzeniem funkcji bariery oraz zaburzeniami regulacji immunologicznej. Oprócz charakterystycznego świądu i suchości skóry AZS często wywołuje wtórne zaburzenia pigmentacyjne, które mają znaczący wpływ na zdrowie wizualne i psychiczne pacjenta.

Atopowe zapalenie skóry (AZS) tradycyjnie definiuje się jako reakcję immunologiczną, w której pośredniczą komórki pomocnicze typu T 2 (Th2), naruszającą integralność warstwy rogowej naskórka; kluczowymi cytokinami odpowiedzialnymi za wywołanie i postęp choroby są IL-4, IL-13 oraz IL-31. Jednak współczesna nauka o dermokosmetykach uznaje, że rodzaje egzemy spotykane w praktyce klinicznej są w coraz większym stopniu definiowane przez ich długotrwałe wizualne następstwa. U osób o ciemniejszym odcieniu skóry (wyższe fototypy według skali Fitzpatricka) kaskada zapalna układu odpornościowego nie kończy się po prostu wyciszeniem; pozostawia po sobie ślady w postaci hipopigmentacji zapalnej lub hiperpigmentacji. Aby zrozumieć tę dolegliwość skórną, należy wyjść poza powierzchowne swędzenie i zająć się leżącą u jej podstaw pamięcią komórkową, która decyduje o jednolitości koloru skóry.

Niewidzialna więź: związek między atopowym zapaleniem skóry a zmianami pigmentacyjnymi

Związek kliniczny między AZS a zmianami pigmentacyjnymi jest najbardziej widoczny w przebiegu pityriasis alba (PA). PA charakteryzuje się nieostrymi, łuszczącymi się, rozjaśnionymi plamkami, które często pojawiają się na twarzy i przedramionach u dzieci. Chociaż w przeszłości problem ten traktowano jako drobną wadę kosmetyczną, badania potwierdzają obecnie, że PA jest bezpośrednią konsekwencją funkcjonalną przewlekłego stanu zapalnego związanego ze skórą atopową, prowadzącą do miejscowego zaniku widocznej melaniny, co wpływa negatywnie na samoocenę i jakość życia.

Niewidzialna więź: związek między atopowym zapaleniem skóry a zmianami pigmentacyjnymi

Badania naukowe nad przebarwieniami były w przeszłości utrudnione przez brak modeli o wysokiej wierności. Pomimo powszechnego występowania mechanizmy łączące przewlekłe zapalenie ze zmianami pigmentacji skóry w AZS pozostają niewystarczająco znane, częściowo dlatego, że istniejące modele AZS skupiają się niemal wyłącznie na keratynocytach i fibroblastach. Tradycyjne hodowle komórkowe 2D nie pozwalają na odtworzenie trójwymiarowej interakcji między keratynocytami a melanocytami, natomiast modele zwierzęce nie odzwierciedlają dokładnie ludzkiego naskórka barwnikowego. Spowodowało to powstanie znacznej luki w wiedzy w zakresie badań i rozwoju składników aktywnych zaprojektowanych specjalnie w celu stabilizacji pigmentu podczas zaostrzenia stanu zapalnego.

Czym jest model zrekonstruowanego ludzkiego naskórka barwnikowego (ang. RHPE)?

Model RHPE to zaawansowana trójwymiarowa platforma in vitro, która odtwarza warstwową budowę ludzkiego naskórka poprzez wbudowanie funkcjonalnych melanocytów w rusztowanie oparte na keratynocytach. Umożliwia badanie transferu melanosomów, pigmentacji skóry oraz poprawy funkcji bariery skórnej w warunkach zbliżonych do ludzkich.

Opracowanie modelu zrekonstruowanego ludzkiego naskórka barwnikowego (RHPE) stanowi przełom w badaniach z zakresu dermokosmetyki. W odróżnieniu od standardowych modeli naskórka 3D, model RHPE zawiera pierwotne ludzkie melanocyty, zazwyczaj w proporcji odzwierciedlającej fizjologię człowieka (około 1:20 melanocytów do keratynocytów). Architektura ta umożliwia naukowcom obserwację i badanie interakcji między melanocytami znajdującymi się w warstwie podstawnej a keratynocytami w tej samej warstwie oraz w warstwach wyższych, stanowiąc platformę dostarczającą informacji na temat mechanizmów działania, przydatną do testowania bioaktywnych substancji naturalnych.

Przegląd techniczny modeli RHPE i RHPE-AZS

Model RHPE powstaje w wyniku zastosowania techniki hodowli na granicy faz powietrze-ciecz (ALI), która sprzyja różnicowaniu keratynocytów w całkowicie zrogowaciałą warstwę rogową naskórka. Proces ten gwarantuje, że funkcja barierowa modelu jest dobrze ugruntowana. Ponadto poprzez zastosowanie miejscowych czynników wywołujących stan zapalny, takich jak mieszanka cytokin o charakterze atopowym (np. IL-4, IL-13, IL-31a), możliwe jest odtworzenie fenotypu AZS in vitro oraz zbadanie związanych z nim zaburzeń funkcji bariery skórnej (Bajsert i inni, 2025).

Przełom: połączenie komórek RHE i melanocytów w celu symulacji zmian pigmentacyjnych w modelu skóry dotkniętej AZS

Dzięki włączeniu melanocytów do warstwy podstawowej model RHPE umożliwia bezpośrednią kwantyfikację melanogenezy oraz przenoszenia pigmentu z melanocytów do keratynocytów. W stanie zdrowym melanocyty rozciągają swoje dendryty, aby przekazać melaninę do otaczających je keratynocytów. Wariant RHPE-AZS jest, zgodnie z naszą wiedzą, pierwszym modelem, który w sposób specyficzny odtwarza obraz hipopigmentacji charakterystyczny dla PA – czyli zaburzenia pigmentacji w kontekście zapalnym AZS. Ten niezwykle innowacyjny model pozwoli naukowcom zbadać skuteczność różnych potencjalnych składników w poprawianiu kolorytu skóry w stanach zapalnych (Bajsert i inni, 2025).

Dlaczego to ma znaczenie: zalety wykorzystania RHPE w badaniach dermatologicznych

Główną zaletą modelu RHPE jest jego zdolność do dostarczania danych istotnych z punktu widzenia człowieka bez etycznych oraz regulacyjnych przeszkód związanych z testami na zwierzętach. Metoda ta zapewnia wysoką powtarzalność wyników podczas badań przesiewowych substancji czynnych i umożliwia wyodrębnienie konkretnych szlaków molekularnych – takich jak szlak antyoksydacyjny NRF2 – które często pozostają niezauważone w badaniach klinicznych przeprowadzanych na całych organizmach.

Najważniejsze wnioski z badania modelu RHPE-AZS

Najnowsze badania przeprowadzone przez firmę Provital oraz Uniwersytet Autonomiczny w Barcelonie z wykorzystaniem modelu RHPE-AZS wykazały systematyczną regulację w dół genów związanych z melanogenezą oraz towarzyszącą jej utratę białek strukturalnych. Odkrycia te stanowią molekularny plan działania dla opracowania ukierunkowanych produktów do pielęgnacji skóry atopowej.

W przełomowym badaniu model RHPE poddano działaniu mieszanki cytokin zapalnych w celu symulacji atopowego zapalenia skóry (RHPE-AZS). Wyniki wykazały wyraźny fenotyp atopowy, charakteryzujący się podwyższonym poziomem markerów stanu zapalnego oraz równoczesnym spadkiem zarówno markerów bariery ochronnej, jak i markerów pigmentacji. W szczególności analiza ekspresji genów metodą RT-qPCR wykazała zwiększoną ekspresję anhydrazy węglanowej 2 (CA2) oraz interleukiny-23 (IL23p19), interleukiny 1 (IL1α) i interleukiny 6 (IL6) – kluczowych biomarkerów związanych z AZS i ciężkimi zaburzeniami naskórka (Bajsert i inni, 2025).

Wizualizacja uszkodzeń: zaburzenia pigmentacyjne w atopowym zapaleniu skóry i pityriasis alba

Zaawansowane obrazowanie modelu RHPE-AZS wykazało wyraźne zmniejszenie intensywności pigmentu, które szło w parze z postępującym spadkiem zawartości melaniny analizowanym ilościowo w czasie. Nasze wyniki pokazują – o ile nam wiadomo, po raz pierwszy – że RHPE-AZS jest modelem in vitro, który na poziomie makroskopowym odtwarza białe plamy charakterystyczne dla pityriasis alba obserwowane w warunkach klinicznych (Alexis i inni, 2025; Nguyen i inni, 2024; Gan i inni, 2023). Ponadto badanie potwierdziło, że hipopigmentacja nie wynika z całkowitej utraty melanocytów, lecz raczej z poważnych zaburzeń w procesie wytwarzania i transportu pigmentu w tkance.

Pod lupą: zmiany zapalne i strukturalne w RHPE-AZS

W analizie histologicznej modelu RHPE-AZS stwierdzono spongiozę – obrzęk międzykomórkowy – w warstwie podstawnej. Temu osłabieniu strukturalnemu towarzyszy przerzedzenie warstw ziarnistych oraz utrata spójności między komórkami. Dane te potwierdzają, że nie da się poprawić kolorytu skóry bez naprawy biologicznych elementów naskórka.

Plan genetyczny: wnioski dotyczące struktury molekularnej i ekspresji genów na podstawie badań nad RHPE-AZS

Aby lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw oddziaływania koktajlu cytokin przypominającego AD na model RHPE, przeprowadziliśmy analizę RT-qPCR genów związanych z funkcją barierową, a także badanie immunofluorescencyjne w celu uwidocznienia i analizy ekspresji kluczowych białek naskórka biorących udział w różnicowaniu naskórka i funkcji barierowej ludzkiego naskórka. W badaniu wykazano drastyczny spadek poziomu kluczowych białek barierowych: filagryny (FLG), lorykryny (LOR) oraz inwolukryny (IVL), co wskazuje, że model RHPE-AZS odzwierciedla zaburzenia funkcji barierowej skóry związane z tą chorobą zapalną skóry.

Jednocześnie nastąpiło znaczące obniżenie ekspresji kluczowych genów odpowiedzialnych za melanogenezę, w tym MITF (czynnik transkrypcyjny związany z mikroftalmią), PMEL oraz DCT, co wskazuje na zaburzenia pigmentacji. To podwójne zaburzenie wyjaśnia, dlaczego skóra atopowa jest jednocześnie delikatna i ma często nierówny koloryt (Bajsert i inni, 2025).

Efekt „inflammagingu”: rola stanu zapalnego w zaburzeniach pigmentacji

Przewlekły stan zapalny pełni rolę biologicznego czynnika zaburzającego regulację melanogenezy. Cytokiny pro-zapalne takie jak IL-6 i IL-1a hamują szlaki sygnałowe niezbędne do prawidłowej produkcji i dystrybucji pigmentu (B. Swope i inni, 1991).

Przewlekłe zapalenie może zaburzać proces melanogenezy poprzez działanie cytokin prozapalnych, takich jak IL-6 i IL-1, co do których wykazano, że hamują one szlaki sygnałowe związane z melanogenezą oraz zmniejszają aktywność tyrozynazy w melanocytach. Jednak wpływ stanu zapalnego na pigmentację skóry zależy od kontekstu i może przyczyniać się zarówno do hipopigmentacji, jak i hiperpigmentacji.

Burza cytokinowa: w jaki sposób cytokiny zapalne regulują proces pigmentacji

Zapalenie jest głównym czynnikiem powodującym zmiany pigmentacyjne w AZS. Wysokie stężenia IL-1a i IL-6 wywierają działanie hamujące na szlak MITF. W modelu RHPE-AZS cytokiny te pełnią rolę „blokerów sygnałów”, uniemożliwiając melanocytom odbiór sygnałów niezbędnych do syntezy melaniny. Prowadzi to do tzw. hipopigmentacji zapalnej, w której skóra traci zdolność do utrzymania swojego naturalnego odcienia.

Zaburzenia w rozmieszczeniu melaniny w skórze atopowej

Nawet gdy dochodzi do syntezy melaniny, jej dystrybucja zostaje zaburzona. Badanie RHPE-AZS ujawniło mikroskopijny „korek”, w którym powstają melanosomy, ale nie docierają one do górnych keratynocytów. To zaburzenie transferu melaniny oraz wynikająca z niego zmiana rozmieszczenia melaniny w różnych warstwach keratynocytów powoduje, że skóra nabiera niejednolitego, matowego wyglądu, pozbawionego jednolitego blasku charakterystycznego dla zdrowej skóry.

Recepta na sukces: znaczenie preparatów Provital w zabiegach dermokosmetycznych

Wyniki te sugerują, że tradycyjne środki do rozjaśniania skóry (takie jak hydrochinon czy witamina C w dużych dawkach) mogą być zbyt agresywne dla skóry atopowej. Zamiast tego branża kieruje się w stronę bioaktywnych składników naturalnych, które skupiają się na korekcji sygnałów – przywracaniu równowagi między układem odpornościowym a melanocytami bez wywoływania dalszych podrażnień.

Odkrywanie mechanizmów: dlaczego dochodzi do zmian pigmentacyjnych w przypadku atopowego zapalenia skóry i pityriasis alba?

Nasze badania z wykorzystaniem modelu RHPE-AZS wskazują, że za powstawaniem pityriasis alba stoi gromadzenie się melaniny oraz zmniejszenie dendryczności melanocytów. Te zmiany ultrastrukturalne uniemożliwiają równomierne rozłożenie melaniny na powierzchni skóry (Bajsert i in., 2025).

Efekt klastra: agregacja melaniny i zaburzenia funkcji keratynocytów

Analiza modelu RHPE-AZS za pomocą mikroskopii elektronowej transmisyjnej (TEM) ujawniła zaskakujące zjawisko: gromadzenie się melaniny. Stwierdzono, że melanina nie była równomiernie rozłożona w postaci warstwy ochronnej otaczającej jądro keratynocytów, lecz występowała w postaci gęstych, nieregularnych skupisk. To skupianie się pigmentu uniemożliwia mu skuteczne maskowanie koloru skóry, co przyczynia się do wyblakłego wyglądu zmian PA (Bajsert i inni, 2025).

Ograniczony zasięg: zaburzenia funkcji melanocytów i redukcja ich wypustek

Kluczowym odkryciem w badaniach nad RHPE-AZS było zaobserwowanie zmniejszenia ilości wypustek melanocytów. W warunkach stresu zapalnego melanocyty cofają swoje dendryty. Ponieważ te „ramiona” stanowią fizyczne kanały transportujące pigment, ich cofnięcie zakłóca przekazywanie melaniny do otaczających je 30–40 keratynocytów, które zazwyczaj obsługuje każdy melanocyt (Bajsert i inni, 2025).

Ekspresja genów i stres oksydacyjny w RHPE-AZS

W badaniu odnotowano również znaczny spadek poziomu markerów przeciwutleniających, a konkretnie NRF2 i SOD1 (dysmutaza ponadtlenkowa 1). Wskazuje to, że skóra atopowa znajduje się w stanie przewlekłego stresu oksydacyjnego, co dodatkowo uszkadza delikatny mechanizm działania melanocytów. Preparaty muszą zatem zawierać skuteczne, skoncentrowane przeciwutleniacze, które stabilizują środowisko komórkowe (Bajsert i inni, 2025).

Kształtowanie przyszłości: wpływ RHPE na badania i innowacje w dziedzinie dermokosmetyków

Modele RHPE umożliwiają działom badań i rozwoju opracowywanie precyzyjnych składników naturalnych, które zapewniają zarówno odbudowę bariery ochronnej skóry, jak i stabilność pigmentacji. To kolejny krok naprzód w dziedzinie etycznej, wysoce skutecznej pielęgnacji skóry.

Doskonałość etyczna: badania bez wykorzystania zwierząt i modele odzwierciedlające warunki występujące u ludzi

Ponieważ globalne regulacje  (takie jak unijne Rozporządzenie Kosmetyczne) stanowczo zakazują testów na zwierzętach, model RHPE stanowi zgodną z przepisami i naukowo bardziej zaawansowaną alternatywę. Pozwala on na weryfikację twierdzeń dotyczących jednolitości koloru skóry w sposób, który jest zarówno etyczny, jak i wysoce skuteczny.

Postępy w opracowywaniu składników aktywnych mających na celu poprawę pigmentacji oraz funkcji barierowej

Model RHPE-AZS służy jako narzędzie do badań przesiewowych o wysokiej wydajności, przeznaczone do identyfikacji nowej generacji bioaktywnych substancji naturalnych. Poprzez monitorowanie przywracania ekspresji określonych genów w modelu związanych z pigmentacją lub funkcją barierową, takich jak MITF i FLG, naukowcy mogą zidentyfikować składniki, które rzeczywiście przywracają synchronizację biologicznych funkcji skóry (Bajsert i inni, 2025).

Nowa granica: zwalczanie przebarwień pozapalnych w preparatach dermokosmetycznych

Przyszłość tej branży wiąże się z produktami, których celem jest całkowita odbudowa naskórka. Model RHPE-AZS służy obecnie jako platforma do opracowywania nowych substancji czynnych, które mogłyby zapobiegać gromadzeniu się melaniny. Dzięki temu marki mogą oferować konsumentom ukierunkowane rozwiązania, które eliminują konkretne, leżące u podstaw zaburzeń pigmentacyjnych o podłożu atopowym przyczyny.

Przyszłość badań nad atopowym zapaleniem skóry i pityriasis alba z wykorzystaniem modeli RHPE-AZS

Model RHPE-AZS zrewolucjonizował nasze rozumienie tego, w jaki sposób stan zapalny negatywnie wpływa na koloryt skóry. Stanowi on plan działania dla przyszłych badań i rozwoju, które powinny skupiać się na zdrowiu dendrytów melanocytów, rozmieszczeniu melaniny w keratynocytach, przywróceniu poziomu przeciwutleniaczy oraz naprawie bariery strukturalnej.

Nowa era zrozumienia: postępy w dziedzinie stanów zapalnych i przebarwień

Włączenie melanocytów do trójwymiarowych modeli skóry pozwoliło wykazać, że przebarwienia atopowe są zaburzeniem strukturalnym i genetycznym, a nie jedynie powierzchownym objawem. Wnioski dotyczące ultrastruktury uzyskane w ramach badania RHPE-AZS – zwłaszcza te dotyczące gromadzenia się melaniny – pozostaną złotym standardem w badaniach nad atopią przez następną dekadę.

Siła natury: możliwości w zakresie nowych metod leczenia i składników aktywnych w pielęgnacji skóry

Złożoność skóry atopowej wymaga kompleksowego podejścia. Bioaktywne substancje naturalne, które mogą jednocześnie regulować wiele szlaków – odbudowę bariery ochronnej, ochronę antyoksydacyjną oraz funkcje pigmentacyjne – są najskuteczniejszymi narzędziami, jakimi dysponujemy. W miarę jak będziemy udoskonalać model RHPE-AZS, powiązania między naturą a inżynierią skóry 3D będą się tylko umacniać, co doprowadzi do powstania nowej generacji inkluzywnych, wysoce skutecznych produktów do pielęgnacji skóry.

Najważniejsze wnioski

• Model: RHPE-AZS to pierwszy trójwymiarowy model skóry, który z powodzeniem odtwarza zarówno zmiany zapalne, jak i pigmentacyjne charakterystyczne dla atopowego zapalenia skóry i pityriasis alba (Bajsert i inni, 2025).
• Odkrycie ultrastrukturalne: hipopigmentacja w AZS wynika z nieprawidłowego rozmieszczenia barwnika w keratynocytach w postaci skupisk melaniny oraz zmniejszonej liczby dendrytów melanocytów, a nie tylko z braku produkcji melaniny.
• Cele molekularne: preparaty powinny mieć na celu obniżenie poziomu CA2 i IL-6, IL1α oraz IL23p19, przy jednoczesnym zwiększeniu ekspresji FLG, LOR, IVL, K10 oraz MITF.
• Obrona przed utlenianiem: przywrócenie poziomów NRF2 i SOD1 ma zasadnicze znaczenie dla ochrony melanocytów przed kurczeniem się wywołanym stanem zapalnym.
• Naturalna zaleta: wysoce aktywne ekstrakty roślinne wyjątkowo dobrze nadają się do modulacji wielu szlaków, niezbędnej do przywrócenia jednolitego stanu skóry atopowej.

W celu uzyskania dalszych informacji lub danych na ten temat prosimy o kontakt z naszym zespołem ekspertów, który jest dostępny, aby zapewnić wskazówki i wsparcie w wyborze najbardziej odpowiednich rozwiązań dla Twoich wymagań.