Este protocolo describe el procedimiento para inducir la inflamación del acné en la piel de rata con ácido oleico y Cutibacterium acnes.
Artículo de método
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Este protocolo describe el procedimiento para inducir la inflamación del acné en la piel de rata con ácido oleico y Cutibacterium acnes.
El acné vulgar es una afección crónica prevalente de la piel caracterizada por la presencia de comedones, pápulas y pústulas en la cara, el cuello y el pecho. Para simular la inflamación del acné vulgar, este protocolo detalla un enfoque para establecer un modelo compuesto de roedores con acné mediante la inducción de la inflamación del acné en orejas de rata utilizando ácido oleico y Cutibacterium acnes (C. acnes). Las ratas se dividieron aleatoriamente en cuatro grupos: el grupo control normal (NC), las orejas tratadas con el grupo de ácido oleico (OA), las orejas tratadas con el grupo C. acnes (C. acnes), las orejas tratadas con ácido oleico y C. acnes (OA + C. acnes). Para imitar la producción excesiva de sebo, se untó ácido oleico en las orejas de ratas de los grupos OA y OA + C. acnes durante 25 días.
De los días 21 a 25, la suspensión de C. acnes se inyectó por vía intradérmica en los oídos de ratas de los grupos C. acnes y OA + C. acnes para agravar la inflamación del acné. El grosor de la oreja se midió semanalmente como un indicador de la gravedad de la inflamación. Se realizó observación macroscópica, tinción con hematoxilina y eosina, e inmunohistoquímica (IHQ) y los resultados mostraron que las orejas del grupo OA y del grupo OA + C. acnes estaban engrosadas e induradas, acompañadas de eritema y presencia de comedones. Además, se observaron pápulas en los grupos C. acnes y OA + C. acnes . La histopatología mostró hiperqueratinización e infundíbulo expandido de los folículos pilosos en los grupos OA y OA + C. acnes . Se encontraron infiltración de células inflamatorias y abscesos en la dermis de los grupos C. acnes y OA + C. acnes . Los resultados de IHQ confirmaron un aumento de los niveles de factor de necrosis tumoral (TNF)-α en la dermis de los grupos C . acnes y OA + C. acnes . Todos los resultados anteriores indicaron colectivamente el establecimiento exitoso del modelo compuesto de roedores con acné.
El acné vulgar es una enfermedad crónica común de la piel caracterizada por la presencia de comedones, pápulas y pústulas en la cara, el cuello y el tórax, que, en casos graves, pueden progresar a nódulos, quistes y cicatrices permanentes1. Los estudios epidemiológicos informan que el acné afecta al 9,4% de la población mundial, mientras que sus síntomas resultantes plantean graves desafíos físicos y psicosociales 2,3.
La patogenia del acné es multifactorial, incluyendo cuatro procesos críticos: producción excesiva de sebo, formación de comedones, colonización folicular por la microbiota cutánea y liberación de mediadores inflamatorios alrededor de la unidad pilosebácea 4,5. El aumento de la secreción de sebo, que resulta en la acumulación de un exceso de ácidos grasos libres insaturados (AGNI), contribuye a la reproducción anormal de la microbiota cutánea, una de las cuales es Cutibacterium acnes, como se ha demostrado en estudios genómicos6. Mientras tanto, la microbiota de la piel descompone el sebo y aumenta la concentración de UFFA, lo que conduce a un círculo vicioso7. Además, el exceso de UFFA provoca hiperqueratinización en los folículos pilosos, lo que a su vez desencadena el acné8. Tanto la microbiota cutánea como el aumento del sebo activan los receptores tipo Toll (TLR) para producir múltiples citocinas proinflamatorias, como la interleucina (IL)-1 y el TNF-α 9,10. Esta cascada de inflamación, junto con el aumento del sebo y el crecimiento excesivo de microbios, culmina en una hiperqueratosis pronunciada del folículo piloso y la aparición de acné11.
El rápido desarrollo en el campo de la investigación del acné y los requisitos clínicos relacionados ha impulsado la creación de una serie de modelos animales de inflamación del acné en la oreja de rata, el dorso de ratas o ratones y la oreja de conejo 12,13,14,15. Los métodos incluyen la inyección intradérmica de C. acné, la aplicación de aceites en la piel para simular la secreción anormal de las glándulas sebáceas y la hiperqueratinización, o una combinación de ambas para acelerar la inflamación de la piel y formar acné 16,17,18,19. Sin embargo, el uso y la dosis de agentes químicos y agentes biológicos varían entre los estudios anteriores, lo que puede confundir a los investigadores que intentan establecer un modelo apropiado para el acné. Este estudio tuvo como objetivo establecer un método fácil de operar y efectivo para formar un modelo compuesto de roedores con acné y proporcionar una referencia de modelo para los investigadores que estudian el acné vulgar.
Este protocolo ha recibido la aprobación ética de la Universidad de Medicina China de Beijing (No.2023033103-1183). En este protocolo se utilizaron doce ratas macho Sprague-Dawley (peso, 208 g ± 5 g) y se dividieron en cuatro grupos: grupo NC (n = 3), grupo OA (n = 3), grupo C. acnes (n = 3) y grupo OA + C. acnes (n = 3).
1. Desarrollo del modelo de acné
2. Recolección y análisis de tejidos
3. Análisis estadístico
Grosor y aspecto de la piel
Desde el día 7 hasta el día 21, las orejas en el grupo de OA y en el grupo de OA + C. acnes fueron significativamente más gruesas que las de los grupos NC y C. acnes . El día 25, las orejas del grupo OA, C . acnes y OA + C. acnes fueron significativamente más gruesas que las del grupo NC (p < 0,05). El grosor promedio de las orejas durante el experimento se muestra en la Figura 2 y la Tabla 2.
Del día 7 al día 25, las orejas del grupo OA y del grupo OA + C. acnes estaban engrosadas e induradas, acompañadas de eritema, escamas y comedones. Se observó que las ratas se rascaban las orejas de vez en cuando, lo que les causaba sangrado. El día 25 se encontraron pápulas en las orejas del grupo C. acnes y del grupo OA + C. acnes (Figura 3).
Histopatología
Se observó paraqueratosis e hiperqueratosis en los folículos pilosos, junto con hipertrofia de la capa granular y la capa espinosa, y dilatación del infundíbulo del folículo piloso en los oídos del grupo OA y del grupo OA + C. acnes . La dermis de los grupos C. acnes y OA + C. acnes mostró infiltración celular inflamatoria mixta, incluyendo linfocitos y neutrófilos. Además, la dermis mostró una presencia significativa de extravasación de eritrocitos y abscesos en C. acnes y OA + C. acnes (Figura 4). Como se muestra en la Figura 5, la puntuación patológica reveló un aumento en el grupo de C. acnes y el grupo de OA en comparación con el grupo NC y la puntuación fue significativamente mayor en el grupo de OA + C. acnes que en los grupos NC y OA (p < 0,05).
IHC
Como se muestra en la Figura 6, el TNF-α se expresó altamente en la dermis de los grupos C. acnes y OA + C. acnes .

Figura 1: Imágenes de muestra de puntuaciones patológicas. Las células inflamatorias están marcadas con flechas rojas. Consulte la Tabla 1 para la asignación de puntuación. (A) Puntuación = 0, sin cuerno en infundíbulo; (B) puntuación = 1, hiperplasia epitelial y una acumulación densa y consistente de cuerno que distendió el canal folicular, aunque no grave; (C) puntuación = 1, un pequeño número de células inflamatorias alrededor de los folículos; (D) puntuación = 2, infiltración generalizada de células inflamatorias en la dermis; (E) puntuación = 3, acumulación de cuerno denso que expande el infundíbulo y se extiende hacia los conductos sebáceos, asemejándose a los comedones de los casos clínicos; (F) presencia de abscesos alrededor del infundíbulo que potencialmente pueden resultar en pápulas o pústulas. Barras de escala = 100 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Las tendencias cambiantes del grosor de la oreja desde el día 0 hasta el día 25. El grupo NC se indica con la línea roja, el grupo OA se indica con la línea azul, el grupo C. acnes se indica con la línea verde y el grupo OA y C. acnes se indica con la línea amarilla. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Aspecto macroscópico de las orejas. Los comedones y pápulas se denotan con flechas rojas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Histología de las orejas de rata. (▲) Hiperqueratosis; (■) paraqueratosis; (•) infundíbulo expandido del folículo piloso; (♦) Infiltración de células inflamatorias. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Puntuación patológica. @ indica una diferencia estadísticamente significativa entre el grupo NC y el grupo C. acnes ; # indica una diferencia significativa entre el grupo NC y el grupo OA + C. acnes ; * indica una diferencia significativa entre el grupo OA + C. acnes y el grupo OA (p < 0,05). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Imágenes IHQ de la expresión de TNF-α en orejas de rata. (♦) Infiltración de células inflamatorias. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Puntuación | Características | ||
| 0 | No comedogénico. (ver Figura 1 A) | ||
| 1 | Hiperplasia epitelial y una acumulación densa y consistente de cuernos que comienzan a distender el canal folicular. (ver Figura 1 B) | ||
| 1 | La presencia de un pequeño número de células inflamatorias, especialmente alrededor de los folículos o conductos sebáceos. (ver Figura 1 C) | ||
| 2 | Infiltración generalizada de un gran número de células inflamatorias. (ver Figura 1 D) | ||
| 3 | Presencia de acumulación de cuerno denso que expande el infundíbulo y se extiende hacia los conductos sebáceos, junto con una notable hiperplasia del epitelio folicular. (ver Figura 1 E) | ||
| 3 | La presencia de abscesos. (ver Figura 1 F) | ||
Tabla 1: Asignación de puntuaciones patológicas. En la Figura 1 se muestran imágenes de muestra.
| Hora | Grupo NC (mm) | Grupo OA (mm) | C. grupo acné (mm) | OA + C. grupo acnes (mm) |
| Día 0 | 0,4000±0,0250 | 0,4167±0,0144 | 0,4500±0,0000 | 0,4667±0,0382 |
| Día 7 | 0,5250±0,0661 | 0,7667±0,0878*▲ | 0,4500±0,0000 | 0,7917±0,0764*▲ |
| Día 14 | 0,5083±0,0289 | 0,8167±0,1233*▲ | 0,6083±0,0382 | 0,9333±0,0804*▲ |
| Día 21 | 0.5250±0.0433 | 1.0667±0.2241*▲ | 0,5583±0,0144 | 0,9417±0,0722*▲ |
| Día 25 | 0,5750±0,0500 | 0,8250±0,1392* | 0,9500±0,1639* | 1,0583±0,0804* |
Tabla 2: Grosor de las orejas. Los datos se muestran como media ± desviación estándar. El símbolo "*" indica una diferencia estadísticamente significativa en comparación con el grupo NC; El símbolo "▲" indica una diferencia estadísticamente significativa en comparación con el grupo de C. acnes (p < 0,05).
Dado que la metodología y los criterios de evaluación para un modelo de acné no estaban claros, este protocolo tenía como objetivo proporcionar una referencia para los investigadores que estudian el acné. Debido al pequeño tamaño de la oreja del ratón y la interferencia causada por el crecimiento de vello en la espalda, el uso de crema depilatoria y una afeitadora, la oreja de la rata puede ser una mejor alternativa para establecer un modelo de acné en roedores. Habíamos intentado crear el modelo de acné en la piel posterior de las ratas, pero el efecto no fue tan bueno como los observados en la oreja de la rata.
Algunos investigadores solo adoptan una única metodología para causar inflamación del acné, como la aplicación de aceites o la inyección de microbios14,16. Sin embargo, los estudios han demostrado que el aumento de la secreción de sebo promoverá la proliferación excesiva de C. acnes en los folículos obstruidos, mientras que C. acnes a su vez estimula la secreción anormal de las glándulas sebáceas; La interacción entre ambos puede exacerbar la inflamación del acné. Por lo tanto, el modelo compuesto inducido por aceites y C. acnes puede ser más consistente con las lesiones clínicas del acné 10,21,22. Para evaluar de forma objetiva las alteraciones patológicas en los diferentes grupos experimentales, ideamos un sistema de puntuación inspirado en investigaciones previas, que incluye la acumulación de queratina y el consiguiente agrandamiento de los canales del folículo piloso y la proliferación epitelial, la infiltración de células inflamatorias en la dermis e incluso el posterior desarrollo de abscesos (Tabla 1 y Figura 1)16, Artículo 23. Utilizando este método de puntuación, junto con análisis histopatológicos e inmunohistoquímicos (IHC), encontramos que la aplicación de C. acnes y ácido oleico en los oídos condujo a un trastorno dérmico e inflamación más significativos. Estos hallazgos reflejan los síntomas observados en casos moderados de acné humano, lo que subraya el valor de este modelo compuesto para imitar el desarrollo del acné (Figura 4 y Figura 5)24.
Para evaluar mejor el modelo, es necesario registrar el grosor de las orejas antes de aplicar aceite y C. acnes. Teniendo en cuenta que el grosor externo e interno de la oreja son diferentes, registramos dos puntos específicos para asegurarnos de que los resultados fueran mejores para representar el grosor de las orejas y dos operadores colaboraron mientras medían las orejas. Al aplicar ácido oleico en el oído, se debe prestar atención al hecho de que la fluidez del ácido oleico hace que fluya fácilmente hacia el canal auditivo e irrite a las ratas; Por lo tanto, es necesario inclinar la cabeza de las ratas para evitar que el ácido oleico entre en el canal auditivo.
Se observaron comedones el día 7 y las lesiones continuaron agravándose hasta el final del experimento. La estimulación con C. acnes es otro factor importante que afecta al acné. C. acnes no solo promueve la síntesis de lípidos en las glándulas sebáceas, sino que también reacciona con las células inflamatorias alrededor del folículo piloso y las glándulas sebáceas en la dermis para inducir factores inflamatorios; Esto agrava aún más la respuesta inflamatoria 6,25. Por lo tanto, utilizamos la inyección intradérmica de C. acnes para acelerar la inflamación. Teniendo en cuenta que las orejas de las ratas son extremadamente delgadas, se necesitan microagujas para evitar perforarlas. Para garantizar una inyección intradérmica adecuada, la aguja debe perforarse en un ángulo de 10 a 15 grados, con una profundidad de aproximadamente 1 mm. Además, cuando un operador realiza la inyección intradérmica, otro operador debe fijar la cabeza de las ratas para evitar que se perforen las orejas. Para prevenir la hemorragia, el lugar de la inyección debe evitar los vasos sanguíneos superficiales de las ratas. Después de ser inyectado con C. acnes, las orejas estaban significativamente más ásperas, rojas e hinchadas y se encontraron con pápulas (Figura 3).
Las aplicaciones del sebo/componentes del sebo y C. acnes varían en diferentes experimentos. Algunos investigadores adoptaron el método de inyección con C. acnes una vez y luego la aplicación con sebo durante siete días, lo que indujo absceso, eritema e induración en el lomo de las ratas19. Algunos otros investigadores inyectaron C. acnes durante 4 días y untaron sebo durante 30 días en lasorejas de ratas. No existe un estándar unificado porque la inflamación del acné está relacionada con la aplicación de sebo/componentes del sebo, la actividad y concentración de C. acnes y los tejidos para el modelo. En este experimento, en lugar de sebo artificial, se utilizó ácido oleico para simular el sebo, considerando que el ácido oleico no solo induce la queratinización de los folículos pilosos, estimula la inflamación de la epidermis, sino que también promueve el crecimiento de C. acnes 6,7,8. En el experimento, 7 días después de la aplicación de ácido oleico, las orejas de las ratas mostraron enrojecimiento e hinchazón. Desde el día 7 hasta el día 14, las orejas de rata comenzaron a mostrar escamas y comedones. Del día 15 al día 21, los comedones aumentaron, pero no se observaron más síntomas de acné. El día 21 comenzamos a inyectar por vía intradérmica 1 × 107 UFC C. El acné, un abordaje ampliamente utilizado y documentado en estudios previos19.
Al principio, los efectos no eran obvios, pero más tarde, encontramos pápulas en los oídos de las ratas inyectadas con C. acné. Dado que el grosor de la oreja no mostró variación significativa a lo largo del tiempo entre los grupos, decidimos finalizar el experimento el día 25 (Figura 2 y Tabla 2). Este protocolo todavía tiene algunas limitaciones. El pequeño tamaño del área de la oreja puede afectar el tratamiento farmacológico de seguimiento. C. acnes no es la única microbiota implicada en el proceso patológico del acné, por lo que puede ser mejor utilizar una variedad de bacterias para inducir el acné con el fin de imitar la condición clínica26.
Todos los autores declaran que no tienen conflictos de intereses.
Este estudio fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de la Naturaleza de China (No. 81974572 y No.82274523) y la Universidad de Medicina China de Beijing (No.202310026002).
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Anaero-indicador | Mitsubishi, Japón | C-22 | |
| AnaeroPack | Mitsubishi, Japón | C-11, C-41 | |
| Columbia placa de agar sangre | BeNa Cuture Collection, China | BNCC330605 | |
| Incubadora de temperatura constante | SHANGCHENG, China | 303-0 | |
| Hisopo de algodón | HYNAUT, China | _ | |
| Cutibacterium acnes | Colección BeNa Cuture (China) | BNCC330605 | |
| Dako REAL EnVision Sistema de detección, Peroxidasa/DAB+, Conejo/Ratón | DAKO, Dinamarca | K5007 | |
| aguja de inyección estéril desechable | Zhejiang Oujian Medical Apparatus, China | _ | |
| Báscula electrónica | JINXUAN, China | A017 | |
| Calibrador electrónico vernier | Deli, China | DL90150 | |
| Ácido oleico (reactivo analítico, AR) | Fangzheng, China | _ | |
| Inyección de cloruro de sodio | CR Double CRANE, China | Y2212241 | |
| SPSS Estadísticas | IBM, EE. UU. | 26.0 | |
| jeringas hipodérmicas estériles | Shandong weigao group Polímero médico, China | _ | |
| TNF Alpha Anticuerpo monoclonal | Proteintech Group,int, Estados Unidos | 60291-1-lg |
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