Effect of cross-linked hyaluronic acid products on human dermal fibroblasts
Е. В. Ивановская1,2#, А. Е. Болдова1,3, А. Н. Сидорина4, Ю. А. Ивановская4, З. И. Газитаева4, А. Н. Свешникова 1,3.
Ekaterina V Ivanovskaya 1,2, Anna E Boldova 1,3, Anna N Sidorina 4, Julia A Ivanovskaya 4, Zarema I Gazitaeva 4, Anastasia N Sveshnikova 1,3
1 ФГБУН центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Средняя Калитниковская 30, Москва, Россия, 109029
2 Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Миусская площадь, 9, Москва, Россия, 125047
3 ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева, ул. Саморы Машела, 1, Москва, Россия, 117997
4 ООО «Медицинские биоинжернерные системы», Ленинградский проспект, 80, Москва, Россия, 125315
1. Center for Theoretical Problems of Physico Сhemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences, Srednyaya Kalitnikovskaya str., 30, Moscow, Russia, 109029
2. Mendeleev University of Chemical-Technology of Russia, Miusskaya Square, 9, Moscow, Russia, 125047
3. Dmitry Rogachev National Medical Research Centеr of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology, Samora Machela str., 1, Moscow, Russia, 117997
4. Medical Bioengineering Systems LLC, Leningradsky Prospekt, 80, Moscow, Russia, 125315
# Автор для переписки: kivanovskaia27@gmail.com
Получено: 12.05.2023 Принято к публикации: 28.06.2023 Опубликовано: 30.12.2023
EDN: TQCYEA
DOI: 10.65189/2949-0758-2023-2-3-21-26
Аннотация
В настоящее время в эстетической медицине широко используются препараты на основе гиалуроновой кислоты (ГК). Это связано с уникальной особенностью ГК поддерживать структуру межклеточного матрикса и влиять на функционирование стромальных клеток, которые захватывают ГК специфическими рецепторами, в первую очередь CD44, и далее в лизосомах она подвергается разложению гиалуронидазами. Для задержки ГК в матриксе и создания эффектов лифтинга и филлинга в эстетической медицине используют ГК с поперечными связями (кросс-сшиту). Несмотря на то, что основные механизмы синтеза и биодеградации ГК в организме известны, до сих пор остается неисследованным, как продукты на основе ГК с поперечными сшивками деградируют, захватываются клетками и влияют на их пролиферацию и жизнеспособность.
В настоящей работе мы исследовали влияние продукта на основе ГК, сшитой дивинилсульфоном, на пролиферацию фибробластов кожи человека. Первичные фибробласты (3-6 пассаж) культивировали согласно стандартным протоколам в присутствии поперечно-сшитого продукта ГК в объемном соотношении 1:5 в среде ДМЕМ с 10% фетальной бычьей сывороткой. Оценка состояния клеток проводилась с помощью световой и флуоресцентной конфокальной микроскопии.
В результате проведенных исследований, были получены данные о влиянии продуктов на пролиферацию фибробластов, их морфологию, а также продемонстрировано накопление молекул ГК клетками. Захват молекул ГК фибробластами был продемонстрирован методом конфокальной микроскопии с окраской на миозин и ГК. Методом световой микроскопии мы выяснили, что в присутствии ГК наблюдается ускоренная пролиферация фибробластов. Морфология фибробластов в присутствии ГК изменялась в сторону увеличения их адгезии к субстрату.
Таким образом, поперечно-сшитые продукты на основе ГК активно захватываются фибробластами кожи человека в культуре, предположительно эндоцитозом, что обеспечивает влияние данных продуктов на ускорение пролиферации фибробластов и их морфологию.
Ключевые слова: гиалуроновая кислота, дивинилсульфон, фибробласты
Annotation
Currently, preparations based on hyaluronic acid (HA) are widely used in aesthetic medicine. This is due to the unique feature of HA to maintain the structure of the intercellular matrix and influence the functioning of stromal cells, which capture HA with specific receptors, primarily CD44, and then in lysosomes it is decomposed by hyaluronidases. To retain HA in the matrix and create lifting and filling effects in aesthetic medicine, HA with cross-links (cross-linking) is used. Although the basic mechanisms of HA synthesis and biodegradation in the body are known, how cross-linked hyaluronic acid products are degraded, taken up by cells, and affect their proliferation and viability remains largely unknown.
In this work, we investigated the effect of a product based on hyaluronic acid cross-linked with divinyl sulfone on the proliferation of human skin fibroblasts. Primary fibroblasts (passage 3-6) were cultured according to standard protocols in the presence of cross-linked HA product in a volume ratio of 1:5 in DMEM with 10% fetal bovine serum. The cell state was assessed using light and confocal fluorescence microscopy.
As a result of the studies, data were obtained on the effect of the products on the proliferation of fibroblasts, their morphology, and the uptake of HA molecules by cells was demonstrated. Using light microscopy, it was found that in the presence of HA, accelerated proliferation of fibroblasts is observed. The morphology of fibroblasts in the presence of HA changed towards increased adhesion. The uptake of HA molecules by fibroblasts was demonstrated by confocal microscopy using staining for myosin and HA.
Thus, cross-linked HA-based products are actively degraded and taken up by human skin fibroblasts in culture, presumably by endocytosis, which ensures that these products influence the acceleration of fibroblast proliferation and their morphology.
Keywords: hyaluronic acid, divinyl sulfone, fibroblasts
