Molecular mechanisms of the geroprotective action of magnesium hyaluronan in inflamaging human skin fibroblasts

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Introduction. The study of the molecular mechanisms of skin aging is one of the key problems of dermatocosmetology. Inflamaging is a chronic low–level inflammation that occurs with age. This condition is characterized by a change in the expression of proteins involved in the processes of aging and skin regeneration. Hyaluronic acid preparations containing metals have shown their geroprotective effect in the conditions of inflamaging.

The aim of the studyto identify key biomarkers of cell aging (the development of inflamaging), as well as to study the effect of a hyaluronic acid-based drug with the presence of magnesium in chelated form (Magniderm-09) on human skin fibroblasts in an inflamaging model to assess its possible geroprotective effect.

Material and methods. The study was performed on a culture of skin fibroblasts in a model of inflamaging induced by genotoxic stress. To assess the expression of molecular markers, immunohistochemical analysis of levels of Ki-67, collagen I, III and IV, LOX, ubiquitin, CCN1, IL-8, MMP-3, NF-kB, SIRT1, CD44 was performed.

Results. The modeling of inflamaging revealed a decrease in the expression of Ki-67, all types of collagen, LOX, CCN1, SIRT1, CD44, as well as an increase in proinflammatory cytokines – IL-8, NF-kB, MMP-3 and ubiquitin. Administration of the drug "Magniderm-09" returned expression levels to normal values, which indicates its geroprotective effect.

Conclusion. A correlation has been revealed between the chemical composition of a hyaluronic acid-based hydrogel preparation with the presence of magnesium in chelated form and the molecular biological changes accompanying the process of cellular aging.

Sobre autores

Yulia Belova

Federal State Budgetary Institution “St. Petersburg Scientific Research Institute of Phthisiopulmonology” of the Ministry of Health of the Russian Federation

Autor responsável pela correspondência
Email: bi.day.eddie@gmail.com
ORCID ID: 0009-0007-0961-3515

laboratory assistant at the Research Laboratory of Molecular Pathology of the Translational Biomedicine Department 

Rússia, 2–4 Ligovsky Ave., Saint Petersburg, 191036

Ekaterina Mironova

Federal State Budgetary Institution “St. Petersburg Scientific Research Institute of Phthisiopulmonology” of the Ministry of Health of the Russian Federation; ANO SIC “St. Petersburg Institute of Bioregulation and Gerontology”; Saint Petersburg State University,

Email: katerina.mironova@gerontology.ru
ORCID ID: 0000-0001-8134-5104

Head of the Research Laboratory of Molecular Neuroimmunoendocrinology of the Department of Translational Biomedicine, Candidate of Biological Sciences

Rússia, 2–4 Ligovsky Ave., Saint Petersburg, 191036; 197110, St. Petersburg, Dynamo ave., 3; Universitetskaya nab. 7/9, Saint Petersburg, 199034

Tatyana Zubareva

Federal State Budgetary Institution “St. Petersburg Scientific Research Institute of Phthisiopulmonology” of the Ministry of Health of the Russian Federation; ANO SIC “St. Petersburg Institute of Bioregulation and Gerontology”

Email: molpathol@bk.ru
ORCID ID: 0000-0001-9518-2916

Head of the Research Laboratory of Molecular Pathology of the Department of Translational Biomedicine, Candidate of Biological Sciences

Rússia, 2–4 Ligovsky Ave., Saint Petersburg, 191036; 197110, St. Petersburg, Dynamo ave., 3

Anna Drobintseva

Federal State Budgetary Institution “St. Petersburg Scientific Research Institute of Phthisiopulmonology” of the Ministry of Health of the Russian Federation; St. Petersburg State Pediatric Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: info@spbniif.ru
ORCID ID: 0000-0002-6833-6243

Senior Researcher at the Research Laboratory of Molecular Neuroimmunoendocrinology of the Department of Translational Biomedicine, Candidate of Biological Sciences

Rússia, 2–4 Ligovsky Ave., Saint Petersburg, 191036; 194100, St. Petersburg, Litovskaya str., 2

Damir Znatdinov

ANO “Scientific Research Center of Hyaluronic Acid”

Email: d.znatdinov@nicgk.com
ORCID ID: 0009-0001-3227-4415

Junior Researcher

Rússia, Komsomolsky Ave., 38/16, Moscow, 119146

Bibliografia

  1. Franceschi C., Campisi J. Chronic inflammation (inflammaging) and its potential contribution to age-associated diseases. J. Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2014; 69 (1): 4–9. doi: 10.1093/gerona/glu057
  2. Li X., Li C., Zhang W., Wang Y., Qian P., Huang H. Inflammation and aging: signaling pathways and intervention therapies. Signal Transduct Target Ther. 2023; 8 (1): 239. doi: 10.1038/s41392-023-01502-8
  3. Jeon Y.J., Park J.H., Chung C.H. Interferon-Stimulated Gene 15 in the Control of Cellular Responses to Genotoxic Stress. Mol. Cells. 2017; 40 (2): 83–9. doi: 10.14348/molcells.2017.0027
  4. Umar S.A., Tasduq S.A. Integrating DNA damage response and autophagy signalling axis in ultraviolet-B induced skin photo-damage: a positive association in protecting cells against genotoxic stress. RSC Adv. 2020; 10 (60): 36317–36. doi: 10.1039/d0ra05819j
  5. Guo X., Hintzsche H., Xu W., Ni J., Xue J., Wang X. Interplay of cGAS with micronuclei: Regulation and diseases. Mutat Res Rev Mutat Res. 2022; 790: 108440. doi: 10.1016/j.mrrev.2022.108440
  6. Abe T., Barber G.N. Cytosolic-DNA-mediated, STING-dependent proinflammatory gene induction necessitates canonical NF-κB activation through TBK1. J. Virol. 2014; 88 (10): 5328–41. doi: 10.1128/JVI.00037-14
  7. Gruber F., Kremslehner C., Eckhart L., Tschachler E. Cell aging and cellular senescence in skin aging – Recent advances in fibroblast and keratinocyte biology. Exp Gerontol. 2020; 130: 110780. doi: 10.1016/j.exger.2019.110780
  8. Cichorek M., Wachulska M., Stasiewicz A., Tymińska A. Skin melanocytes: biology and development. Postepy Dermatol Alergol. 2013; 30 (1): 30–41. doi: 10.5114/pdia.2013.33376
  9. Oss-Ronen L., Cohen I. Epigenetic regulation and signalling pathways in Merkel cell development. Exp Dermatol. 2021; 30 (8): 1051–64. doi: 10.1111/exd.14415
  10. Russell-Goldman E., Murphy G.F. The Pathobiology of Skin Aging: New Insights into an Old Dilemma. Am. J. Pathol. 2020; 190 (7): 1356–69. doi: 10.1016/j.ajpath.2020.03.007
  11. Pilkington S.M., Bulfone-Paus S., Griffiths C.E.M., Watson R.E.B. Inflammaging and the Skin. J Invest Dermatol. 2021; 141 (4S): 1087–95. doi: 10.1016/j.jid.2020.11.006
  12. Хабаров В.Н. Коллаген в косметической дерматологии. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2018; 248. ISBN 978-5-9704-4576-1. [Khabarov V.N. Collagen in cosmetic dermatology. Moscow: GEOTAR-Media, 2018; 248. ISBN 978-5-9704-4576-1 (in Russian)]
  13. Fujimoto E., Tajima S. Reciprocal regulation of LOX and LOXL2 expression during cell adhesion and terminal differentiation in epidermal keratinocytes. J. Dermatol Sci. 2009; 55 (2): 91–8. doi: 10.1016/j.jdermsci.2009.03.010
  14. Imbert I., Gondran C., Oberto G., Cucumel K., Dal Farra C., Domloge N. Maintenance of the ubiquitin-proteasome system activity correlates with visible skin benefits. Int J. Cosmet Sci. 2010; 32 (6): 446–57. doi: 10.1111/j.1468-2494.2010.00575.x
  15. Quan T., Xiang Y., Liu Y. et al. Dermal Fibroblast CCN1 Expression in Mice Recapitulates Human Skin Dermal Aging. J. Invest Dermatol. 2021; 141 (4S): 1007–16. doi: 10.1016/j.jid.2020.07.019
  16. Jurk D., Wilson C., Passos J.F. et al. Chronic inflammation induces telomere dysfunction and accelerates ageing in mice. Nat Commun. 2014; 2: 4172. doi: 10.1038/ncomms5172
  17. Голубцова Н.Н., Филиппов Ф.Н., Гунин А.Г. Возрастные изменения содержания сиртуина 1 в фибробластах дермы человека. Успехи геронтологии. 2017; 30 (3): 375–80. [Golubtsova N.N., Filippov F.N., Gunin A.G. Age-related changes in the content of sirtuin 1 in human dermal fibroblasts. The successes of gerontology. 2017; 30 (3): 375–80 (in Russian)].
  18. Rios de la Rosa, Julio & Tirella, Annalisa & Tirelli, Nicola. Receptor-Targeted Drug Delivery and the (Many) Problems We Know of: The Case of CD44 and Hyaluronic Acid. Advanced Biosystems. 2018; 2. doi: 10.1002/adbi.201800049.
  19. Хабаров В.Н., Пальцев М.А., Родичкина В.Р. Молекулярная косметология. Сигнальные механизмы старения кожи, таргетная профилактика и терапия. Санкт-Петербург: Эко-Вектор, 2021; 191. [Khabarov V.N., Paltsev M.A., Rodichkina V.R. Molecular cosmetology. Signaling mechanisms of skin aging, targeted prevention and therapy. Saint Petersburg: Eco-Vector, 2021; 191 (in Russian)]
  20. Dominguez L.J., Veronese N., Barbagallo M. Magnesium and the Hallmarks of Aging. Nutrients. 2024; 16 (4): 496. doi: 10.3390/nu16040496.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. The process of inflamaging development with the main inducing factors. SASP are signaling molecules secreted by aging cells

Baixar (383KB)
Metadados
3. Fig. 2. Relative expression area of Ki-67 protein in the samples Note. Studied samples: normal human fibroblast culture (norm); inflamaging + saline solution (IF+saline); inflamaging + hyaluronic gel without additives (control); inflamaging + Magniderm-09. * – statistically a significant difference from the norm; # – statistically significant difference from IF + saline, and control No.1. The same designations are shown in Fig. 4–8.

Baixar (30KB)
Metadados
4. Fig. 3. Relative expression area of type I, III and IV collagen, LOS, ubiquitin and MP3 in the studied samples

Baixar (66KB)
Metadados
5. Fig. 4. Relative expression area of NF-κB (p65), CCN1 and IL-8 in the studied samples

Baixar (38KB)
Metadados
6. Fig. 5. The relative expression area of CD44

Baixar (28KB)
Metadados

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».