皮膚の再上皮化を目的としたユーメラニン放出性スポンジ状のハイドロゲル

Eumelanin-releasing spongy-like hydrogels for skin re-epithelialization purposes.

• Lucília P da Silva
• Sílvia Oliveira
• Rogério P Pirraco
• Tírcia C Santos
• Rui L Reis
• Alexandra P Marques
• Vitor M Correlo

抄録

皮膚におけるメラニンの機能は色素沈着と関連しているが、他にも電気伝導性、光保護、抗酸化作用、抗菌作用などの特性が認められている。それにもかかわらず、皮膚の創傷治癒におけるメラニンの利用については、これまで検討されたことがありませんでした。この意味で、典型的な円形およびナノサイズの形態および2.09×10 S cmの電気伝導率を有するユーメラニン粒子は、セピアオフィシナリスのインクから抽出された。一次ヒトケラチノサイト(hKCs)のファゴサイトユーメラニンに対する能力は、細胞質小胞および核周囲に蓄積された後、実証された。ケラチノサイトの生存率や成熟度はユーメラニンとの接触によって影響を受けなかったが、0.1 mg l 以上のユーメラニン量では細胞形態が変化し、細胞増殖が抑制された。紫外線（UV）照射したケラチノサイトが放出する活性酸素種（ROS）の時間とオイ メラニン量に依存した減少が観察された。ユーメラニン含有ゲランガム（GG）スポンジ状ハイドロゲルは、0.1〜5mg lの範囲でユーメラニンの持続的な放出を可能にし、これはhKCsに有害ではないことがin vitroで示され、マウスの皮下移植後に強い宿主反応がないことが示された。ここでは、ケラチノサイトに直接作用して皮膚の創傷治癒に有益な役割を果たすことを予測するために、S. officinalisユーメラニンの徐放性マトリックスとしてスポンジ状のヒドロゲルを提案する。

Melanin function in the skin has been associated with pigmentation but other properties such as electrical conductance, photoprotection, and antioxidant and antimicrobial activity have also been recognized. Nonetheless, the use of melanin in a skin wound healing context has never been considered. In this sense, eumelanin particles with a typical round and nano-sized morphology and electrical conductivity of 2.09 × 10 S cm were extracted from the ink of Sepia officinalis. The ability of primary human keratinocytes (hKCs) to phagocyte eumelanin, which was then accumulated in cytosolic vesicles and nuclei surroundings, was demonstrated. Keratinocyte viability and maturation was not affected by eumelanin contact, but at eumelanin amounts higher than 0.1 mg l cell morphology was altered and cell proliferation was inhibited. A time and eumelanin amount-dependent reduction of reactive oxygen species (ROS) released by eumelanin-containing ultraviolet (UV)-irradiated keratinocytes was observed. Eumelanin-containing gellan gum (GG) spongy-like hydrogels allowed a sustained release of eumelanin in the range of 0.1 to 5 mg l, which was shown in vitro to not be harmful to hKCs, and the absence of a strong host reaction after subcutaneous implantation in mice. Herein, we propose spongy-like hydrogels as sustained release matrices of S. officinalis eumelanin for predicting a beneficial role in skin wound healing through a direct effect over keratinocytes.