High glucose inhibits human epidermal keratinocyte proliferation for cellular studies on diabetes mellitus

Un taux de glucose élevé inhibe la proliferation des keratinocytes epidermiques humains dans les etudes cellulaires sur le diabete Afin de clarifier davantage les causes des retards de cicatrisation chez le diabètique, nous avons cultivé les kératinocytes épidermiques humains à la fois dans 6 mM (groupe contrôle) et 12 mM (groupe haut niveau de glucose)à partir de MCDB 153 médium ‘complet’. L’hyperglycémie diminuait le taux de leur prolifération,et inhibait leur synthèse de DNA et la production de protéine totale. Un mois après la culture initiale dans le groupe haut niveau de glucose, les cellules stoppaient leur prolifération, alors que les cellules dans le groupe contrôle se multipliaient pendant plus de 40 jours. Le taux moyen de doublement de population (MPD) dans le groupe haut niveau de glucose était de 5,27 (versus 7,25 dans le groupe contrôle), et le temps du taux moyen de doublement pendant un mois (MPDT)était de 5,43 jours (versus 3,65 jours dans le groupe contrôle P = 0·02) Ceci indique que qu’une exposition prolongée à un haut niveau de glucose le nombre de replication possible des kératinocytes humains in vitro. De plus, l’analyse du contenu en acide gras dans les membranes phospholipidiques en couche mince et chromatographie gaseuse n’a pas montré de differences entre les kératinocytes cultivés dans les deux conditions. Un marquage immunocytochimique du gucose transporter 1(GLUT1)montre que 28,1% des cellules dans le groupe haut niveau de glucose était presque deux fois plus positive que celui du groupe contrôle (13,2%; P = 0·008). Le mécanisme pathogénique du glucose sur les kératinocytes épidermiques n’est pas pour autant clarifié, mais ceci indique la possibilité d’un quelconque effet direct de l’hyperglycémie sur le métabolisme du glucose sans changement le métabolisme lipidique sur la membrane cellulaire. Le groupe haut niveau de glucose présenté dans ce raaport peut ∧petre considéré commme un modèle d’étude de condition d’épiderme cutané valable in vitro dans le diabète. Hoher Glucosegehalt Inhibiert die Epidermale Keratinocytenproliferation – eine zellstudie bei simuliertem Diabetes Mellitus Im Rahmen der Untersuchung einer verzögerten Wundheilung bei Diabetikern wurden humane epidermale Keratinozyten in 6 mM (Kontrollgruppe) und 12 mM Glucose (hohe Glucose Gruppe) eines ‘vollständigen’ MCDB 153 Medium kultiviert. Hyperglykämie führte zu einer Herabsetzung der Proliferationsrate und inhibierte deren DNA Synthese sowie die vollständige Proteinproduktion. Einen Monat nach Anzüchten in der hohen Glucose Gruppe verloren die Zellen vollständig ihr Proliferationsvermögen, während in den Kontrollgruppen das Wachstum über 40 Tage andauerte. Die mittlere Verdopplungsrate der Zellpopulationen (MPD) betrug in der Glucose‐Gruppe 5,27 im vergleich zu 7,25 in der Kontrollgruppe (p = 0,001). Die Zeitdauer, welche im Mittel zur Verdopplung der Zellpopulationen innerhalb eines Monats erforderlich war (MDPT) betrug 5,43 Tag (gegenüber 3,65 Tage in der Kontrollgruppe). Das deutete daraufhin, dass in vitro ein hoher Glucosegehalt die Replikationsmöglichkeiten von humanen epidermalen Keratinocyten einschränkt. Darüber hinaus ergaben Analysen von Fettsäurebestandteilen in Phospholipidmembranen in der Dünnschicht‐ und Gaschromatographie keine Differenz in der Kultivierung von Keratinocyten in beiden Gruppen. Eine immuncytochemische Anfärbung von Glucose Transporter 1 ergab in der hohen Glucose Gruppe mit 28,1% ein fast doppelt so hohe Rate wie in der Kontrollgruppe (13,2%; p = 0,008). Die Mechanismen der hemmenden Faktoren auf die Keratinozyten in der hohen Glucosegruppe sind nicht eindeutig geklärt, aber es gibt Hinweise für einen möglichen direkten beeinflussenden Effekt der Hyperglycämie auf den Glucosemetabolismus, ohne dass der Lipidmetabolismus in der Zellmembran beeinträchtigt wird. Der Versuchsaufbau bietet die Möglichkeit eines in vitro Studienmodell zur Untersuchung der Stoffwechselvorgänge in der Epidermis beim Diabetiker. La iperglicemia inibisce la proliferazione dei cheratinociti epidermici nell’uomo in studi cellulari sul diabete mellito Con il fine di chiarire la ritardata riparazione tessutale nel diabete mellito, abbiamo coltivato cheratinociti di epidermide umana in 6 mM (gruppo controllo) e 12 mM (gruppo alto tasso di glucosio) in un medium completo MCDB 153. Il tasso alto di glucosio ha ridotto il tasso di proliferazione, inibendo la sintesi del DNA e la produzione di proteine totali. Dopo un mese di colture primarie nel gruppo di alto glucosio le cellule hanno cessato la loro proliferazione, mentre le cellule nel gruppo controllo sono cresciute per più di 40 giorni. Il raddoppio della cellularità(MPD)è avvenuto nel gruppo ad alta concentrazione di glucosio in 5,27 (versus 7·25 nel controllo, p = 0.001), e la media di tempo per il raddoppio della cellularità(MPDT) in un mese è risultata essere 5·43 giorni (versus 3·65 giorni nel gruppo controllo, P = 0·02). Risulta quindi che la prolungata esposizione ad alti livelli di glucosio riduce il tempo medio di replicazione cellulare in vitro per cheratinociti epidermici. Inoltre, l’analisi del contenuto di acidi grassi nei fosfolipidi di membrana su strato sottile e con gas cromatografia non ha mostrato differenze tra i cheratinociti in coltura in entrambi i gruppi. Una colorazione immunoistochimica per i recettori di glucosio 1 (GLUT1) ha mostrato che il 28·1% di cellule nel gruppo con alta concentrazione di glucosio risultava due volte positivo rispetto al gruppo controllo (13·2%, P = 0·008). Il meccanismo di danno del glucosio sui cheratinociti dell’epidermide non è chiaro ad oggi, ma viene indicata la possibilità di ogni effetto diretto della iperglicemia sul metabolismo del glucosio senza modificare il metabolismo dei lipidi sulla membrana cellulare. Il gruppo con alto tasso di glucosio presentato in questo studio può essere considerato come un modello in vitro utilizzabile per studiare le condizioni delle cellule epidermiche nel diabete mellito. Las concentraciones elevadas de glucosa inhiben la proliferación de queratinocitos epidérmicos humanos para estudios celulares en diabetes mellitus A fin de aclarar en mayor medida el retraso de la cicatrización de heridas en casos de diabetes mellitus, cultivamos queratinocitos epidérmicos humanos en glucosa 6 mM (grupo de control) y glucosa 12 mM (grupo de glucosa elevada) del medio MCDB 153 ‘completo’. La hiperglucemia retrasaba la velocidad de la proliferación de las células e inhibía la síntesis de su ADN y la producción de proteínas totales. Al cabo de un mes de la inoculación primaria, en el grupo de glucosa elevada cesó la proliferación de las células mientras que las del grupo control crecieron durante más de 40 días. La duplicación media de la población (DMP) en el grupo de glucosa elevada era de 5,27 (frente a 7,25 en el grupo control, P = 0,001) y el tiempo de duplicación media de la población (TDMP), en el curso de un mes en el mismo grupo, fue de 5,43 días (frente a 3,65 días en el grupo de control, P = 0,002). Esto indica que la exposición prolongada a concentraciones elevadas de glucosa reduce la duración máxima de la vida reproductiva de queratinocitos epidérmicos humanos in vitro . Además, el análisis del contenido en ácidos grasos de los fosfolípidos de membrana, por medio de cromatografía de capa fina y cromatografía de gases, no reveló diferencias entre los queratinocitos cultivados en ambas condiciones. Por otra parte, la tinción inmunocitoquímica del transportador de glucosa 1 (TGLU1) demuestra que el 28,1% de las células en el grupo de glucosa elevada presentaba una positividad casi doble de la del grupo de control (13,2%, P = 0,008). Aunque el mecanismo de los efectos nocivos de las concentraciones elevadas de glucosa sobre los queratinocitos epidérmicos no se conoce todavía a ciencia cierta, indica la posiblidad de algún efecto directo de la hiperglucemia sobre el metabolismo de la glucosa sin que se altere el metabolismo lipídico en la membrana celular. El grupo de glucosa elevada presentado en este trabajo puede utilizarse como un valioso modelo experimental in vitro del estado epidérmico de la piel en la diabetes mellitus. Ett högt glukosvärde inhiberar proloferering av humana epidermala keratinocyter för cellulära studier av diabetes mellitus För att bättre klargöra den fördröjda sårläkningen i diabetes mellitus, odlade vi de humana epidermala keratinocyterna i både 6 mM (kontroll grupp) och 12 mM glukos (hög glukos grupp) av ‘complete’ MCDB 153 medium. Hyperglykemi förlångsammade deras proliferations takt och inhiberade deras DNA syntes samt produktionen av totala proteiner. En månad efter den primära sådden i hög glukos gruppen upphörde celltillväxten medan cellerna i kontrollgruppen växte för mer än 40 dygn. Medel populations fördubblingen (MPD) var i hög glukos gruppen 5·27 (versus 7·25 i kontrollen, P = 0·001), och medel populations fördubblingstiden (MPDT) under en månad i detta var 5·43 dagar (versus 3·65 dagar i kontrollen, P = 0·02). Detta indikerar att utdragen utsättning för högt glukos minskar den replikativa livslängden av humana epidermala keratinocyter in vitro . Analysen av fettsyreinnehåll I membrane fosfolipider med ‘thin‐layer’ och gas kromatografi visade desutom ingen skillnad mellan de odlade keratinocyterna i bägge tillstånd. Immuncytokeisk färgning av glukos transporter 1 (GLUT1) visar 28·1% positiv av celler i hög glukos gruppen och var nästan dubbelt positiv jämfört med kontroll gruppen (13·2%, P = 0·008). Mekanismen för den skadliga effekten av högt glukos på epidermala keratinocyter har tillsvidare inte klarlagts, men tyder på möjligheten av någon direct effekt av hyperglykemi på glukos metabolismen utan förändring av lipid metabolismen i cell membranet. Hög glukos gruppen presenterad i denna rapport kan förestå som en värdefull in vitro studie modell av hud epidermal förhållandet på diabetes mellitus.