Chondroitin/dermatan sulphate proteoglycan, desmosealin, showing affinity to desmosomes.

Objective: Desmosomes are the most prominent interkeratinocyte junctions. The correct barrier function of stratified epithelia such as epidermis depends on their expression. During epidermal differentiation, the molecular composition of desmosomes evolves and so do their physical and chemical properties. Desquamation of corneocytes at the surface of the stratum corneum depends on an orderly degradation of desmosomes by endogenous enzymes. This process may be regulated by glycosylated molecules. We focused on the detection and characterization of potentially implicated players bearing 'sugar' characteristics. Methods: Using an original monoclonal antibody and biochemical methods, we partially characterized a proteoglycan of the exclusively chondroitin/dermatan sulphate type, secreted into the interkeratinocyte spaces, that is incorporated into the extracellular parts of desmosomes in quantities proportional to the degree of cell differentiation, as visualized with immuno-electron microscopy. Results: This antigen, that we named desmosealin, displays biochemical and immunocytochemical characteristics that clearly differentiate it from known desmosomal elements. Unlike so far described epidermal proteoglycans, which belong to the heparan sulphate family, desmosealin displays chondroitin/dermatan sulphate glycosaminoglycan chains. It can be detected within the extracellular 'cores' of desmosomes in the upper viable epidermal layers and in corneodesmosomes from the lowermost part of the stratum corneum. Conclusion: Extensive integration of proteoglycans into the extracellular parts of desmosomes at the late stages of keratinocyte maturation is likely of functional importance. Given its biochemical profile, its pattern of expression in the epidermis and its desmosomal localization, desmosealin may emerge as a key element in the regulation of desmosome processing, epidermal cohesion and formation of a functional epidermal barrier.

OBJECTIF: Les desmosomes sont les jonctions inter­kératinocytaires les plus proéminentes. Le fonctionnement appropriée des épithéliums stratifiés comme épiderme dépend de leur expression. La composition moléculaire et les propriétés physico­chimiques des desmosomes évoluent au cours de la différenciation épidermique. La desquamation de cornéocytes la surface du stratum corneum depend de la dégradation ordonnée des desmosomes par les enzymes endogènes. Ce processus peut être régulé par les molécules glycosylées. Notre travail consistait en détection et caractérisation de l'un des acteurs potentiellement impliqués, portant des chaînes carbohydrate. METHODES: Les approches d'analyse biochimique s'appuyant sur un anticorps monoclonal original (immunotransfert mono­et bi­dimensionnel, immunoprécipitation­immunodétection croisées, digestions enzymatiques, tests de déglycosylation et d'inhibition de synthèse) nous ont permis la caractérisation partielle d'un protéoglycanne sécrété dans les espaces inter­kératinocytaires. Cette molécule s'intègre aux desmosomes en quantités proportionnelles au stade de différenciation des kératinocytes, comme le démontrent les marquages ultrastructuraux à l'or colloïdal sur des cryocoupes et tissus enrobés en résines acryliques. RESULTATS: Cet antigène, que nous avons appelé desmosealine, est clairement distinct des éléments constitutifs de desmosomes décrits jusqu'alors. Contrairement aux protéoglycannes épidermiques connus, il porte exclusivement les chaînes glycosaminoglycannes de type chondroïtine/dermatane sulfate. La desmosealine est présente dans les parties extracellulaires de desmosomes, dans la portion supérieure de l'épiderme vivant et le début du stratum corneum. CONCLUSION: L'intégration massive d'un protéoglycanne dans des parties intercellulaires de desmosomes revêt vraisemblablement une importance fonctionnelle. De par son profile biochimique, sa distribution dans l'épiderme et son affinité pour les desmosomes, le desmosealine peut s'avérer être un élément clé dans la régulation de la cohésion interkératinocytaire et la formation de la barrière de perméabilité épidermique.

Reproducing the scalp microbiota community: co-colonization of a 3D reconstructed human epidermis with C. acnes and M. restricta.

OBJECTIVE: A 3D reconstructed human epidermis (RHE) model colonized with specific microbial strains was developed to model the complex interactions between strains of the human scalp hair. METHODS: Reconstructed human epidermis was colonized with Cutibacterium acnes and Malassezia restricta for 72 h. The epidermal model was characterized in terms of morphology, using immune-labelling targeting biomarkers for barrier structure, proliferation, differentiation and anti-microbial defence. The barrier function was assessed by transepithelial electrical eesistance (TEER) measurements. In order to study the microorganisms on the epidermal model, viable counts and phenotype ultrastructure analysis were performed by scanning electron microscopy (SEM). RESULTS: The RHE colonized with C. acnes did not lead to severe modifications of the physiological barrier integrity and viability, though it shows aggregates. M. restricta formed large aggregates by a close interaction with the RHE, thus causing both a strong decrease in barrier function and structure degradation and an increased human beta defensin 2 (HBD2) expression. The co-colonized model resulted in barrier depletion, but the overall damage was less severe, respecting the single colonization with M. restricta. The developed 'scalp model' allowed to identify morphological modifications leading to uncontrolled epidermal renewal. CONCLUSION: This study shows a pre-clinical model that recapitulates the interactions that can occur between site-specific microbial strains and keratinocytes in dandruff condition. The model can be applied to assess ingredients and products' mechanism of action.

OBJECTIF: Un modèle d'épiderme humain reconstruit a été colonisé par des souches microbiennes spécifiques du cuir chevelu pour étudier les interactions complexes entre les microorganismes et l'épiderme. MÉTHODES: Les épidermes humains reconstruits ont été colonisés par Cutibacterium acnes et Malassezia restricta pendant 72 h, puis caractérisés morphologiquement et par immunomarquages pour suivre les marqueurs de la différenciation kératinocytaire pour la fonction barrière, de prolifération et de défense antimicrobienne. La fonction barrière a également été évaluée par des mesures de résistance électrique transépithéliale (TEER). Afin d'étudier les microorganismes sur le modèle épidermique, des numérations des microorganismes viables et une analyse de l'ultrastructure phénotypique par microscopie électronique à balayage ont été effectuées. RÉSULTATS: Les modèles colonisés par C. acnes n'ont pas conduit à des modifications conséquentes de l'intégrité et de la viabilité de la barrière physiologique, bien que cette souche forme des agrégats. M. restricta a formé de gros agrégats par une interaction étroite avec l'épiderme, provoquant ainsi à la fois une forte diminution de la fonction barrière, une dégradation de la structure et une augmentation de l'expression de la bêta-défensine 2 humaine. Les modèles co-colonisés ont montré une altération de la fonction barrière, mais les dommages globaux étaient moins drastiques que lors de la simple colonisation par M. restricta. Ce « modèle de cuir chevelu ¼ développé a permis d'identifier des modifications morphologiques conduisant à un renouvellement épidermique incontrôle. CONCLUSION: Cette étude propose un modèle préclinique qui mime les interactions qui peuvent se produire entre les souches microbiennes spécifiques de ce site anatomique et les kératinocytes du scalp en condition pelliculaire. De plus, ce modèle peut être utiliser pour screener ingrédients et produits formulés et ainsi accéder à leurs mécanismes d'action.

Desmosome-binding antibody KM48 recognises an extracellular antigen different from desmosomal cadherins Dsg 1-3 and Dsc 1-3.

Desmosomes are the most prominent and mechanically important epidermal intercellular junctions. Transmembrane proteins of desmosomes, desmogleins and desmocollins, are responsible for extracellular binding and, thus, are important for interkeratinocyte cohesion. We show here, using three different approaches, that the extracellular "cores" of epidermal desmosomes contain a highly glycosylated antigen, different from desmosomal cadherins. This protein, recognised by KM48 monoclonal antibody, is likely to be involved in the processes of keratinocyte differentiation, desmosome turnover and epidermal cohesion.