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Ciências Biomédicas, Biomed Biopharm Res., 2021; 18(1):38-47  

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Metilnicotinato aplicado topicamente evoca uma inflamação temporária na pele humana

Sérgio Faloni de Andrade*, Clemente Rocha, Luis Monteiro Rodrigues

Universidade Lusófona - CBIOS - Research Center for Biosciences and Health Technologies, Av. Campo Grande, 376, 1749-024, Lisboa, Portugal

*autor correspondente: Este endereço de email está protegido contra piratas. Necessita ativar o JavaScript para o visualizar.

 

Resumo

Algumas substâncias, como o metilnicotinato (MN), têm sido usados em experimentos de provocação na pele humana para estudar o efeito anti-inflamatório de formulações tópicas. No entanto, as respostas da pele ao MN ainda são pouco conhecidas e amplamente variadas. No presente estudo pretendemos contribuir para melhor caracterizar essas respostas. Oito participantes saudáveis foram selecionados. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética institucional. Duas diluições aquosas de MN (0,5% e 1,0%) foram colocadas em contacto com a pele do antebraço por 1 minuto. Após a exposição, as reações cutâneas foram avaliadas clínica e biometricamente nos tempos 30, 60 e 120 minutos e comparadas com a linha de base. As medições envolveram a escala de pontuação clínica do ICDRG e outras tecnologias - fluxometria por laser Doppler, espectroscopia polarizada, medida da perda de água transepidérmica (PTEA) e Ultra-Sonografia de Alta Resolução (USAR). Os resultados mostraram que a aplicação de MN evocou uma resposta máxima após 30 minutos. com um aumento no escore ICDRG entre 1-2. Também provocou mudanças significativas na PTEA, microcirculação e um aumento da hipoecogenicidade dérmica (edema) detectado por USAR. Esses efeitos são compatíveis com uma inflamação localizada de curta duração e reforçam a utilidade do MN para usado como um desafiador seguro e controlável em modelos humanos.

 

Palavras-chave: Metilnicotinato, pele humana in vivo, microcirculação, Perda Transepidérmica de água, inflamação

Recibido: 14/04/2021; Aceite: 31/05/2021 

 

Introdução

A inflamação é uma característica chave em dermatologia clínica, apesar de existir uma enorme variedade de fatores e mecanismos que afetam os processos inflamatórios da pele e sua expressão clínica em termos de sinais e sintomas subjetivos. Estas interações complexas entre a pele e o sistema imunológico e a pele e o sistema nervoso, às vezes referidas como sistema neuro-imuno-cutâneo (NIC) são provavelmente uma componente importante de uma realidade ainda longe de ser totalmente compreendida (1-3). Do ponto de vista terapêutico, este é um alvo notável para as indústrias farmacêutica e de cuidados com a pele, pois os distúrbios inflamatórios estão literalmente presentes durante todo o ciclo de vida humana, desde o indivíduo recém-nascido até o idoso (4-6). De fato, este é um amplo mercado de demanda crescente onde os medicamentos e cosméticos “de venda livre” estão entre as preferências dos consumidores em todo o mundo, reflexo também do fácil acesso e satisfação de uso (7,8).

O investimento sistemático na avaliação de segurança dos produtos dermatológicos antes da introdução no mercado explica parcialmente este sucesso. Na era pós-proibição de testes em animais, muitas novas abordagens para testes de irritação da pele e avaliação de risco foram propostas in vitro, mas principalmente em humanos (9,10). Várias substâncias desafiadoras foram progressivamente desenvolvidas para avaliar, em humanos, a eficácia de formulações anti-inflamatórias como o detergente aniônico sulfato de sódio laurílico (SLS), ácido benzóico, ácido sórbico, metilnicotinato (MN). Algumas abordagens mecânicas (fricção, grãos abrasivos, fitas adesivas) também têm sido propostas e utilizadas como irritantes (11,12). Nesse contexto, há uma quantidade notável de informações experimentais acumuladas em torno de SLS e MN as quais são consideradas seguras e capazes de produzir uma “inflamação” controlada, útil para a avaliação da segurança e eficácia de produtos de uso tópico (12-15). Entretanto, os dados mostram que o SLS é um forte irritante que causa deformação das proteínas da membrana celular, especialmente quando aplicado sob oclusão (diluições de 0,5% e superiores), provocando uma intensa agressão à pele, clinicamente variável e duradoura com riscos e/ou desconforto associados. (16-18). Por sua vez, o MN é um derivado do ácido nicotínico cuja capacidade vasodilatadora parece ser de origem multifatorial (19,20). O MN, assim como o ácido benzóico, ácido sórbico e derivados do ácido nicotínico, é capaz de provocar urticária de contato não imunológica (UCNI), que consiste na forma mais comum de reacção de contato imediato, resultando em uma resposta inflamatória rápida que não requer uma sensibilização prévia. Ambos os testes também têm sido questionados há muito tempo por sua reprodutibilidade (11), o que também significa que seus mecanismos de ação não são completamente entendidos (20-23).

No entanto, estes modelos permitiram acrescentar uma enorme quantidade de conhecimentos científicos valiosos para pesquisas fisiológico-farmacológicas e toxicológicas ainda longe de serem concluidas. No presente estudo, tentamos aprofundar o conhecimento dos mecanismos de ação MN na pele humana in vivo, utilizando diferentes tecnologias não-invasivas.

Materiais e Métodos

Participantes

Oito indivíduos saudáveis, de ambos os sexos (três homens e cinco mulheres), com idades entre 20 e 59 anos (média 41,37 ± 11,32 anos) foram selecionados de acordo com os critérios de inclusão/não inclusão previamente definidos, nomeadamente: (i) sem lesões cutâneas visíveis e nenhum registo passado ou presente de doença dermatológica ou atopia, (ii) nenhuma aplicação de qualquer cosmético na área de teste 48 horas antes do início do estudo, e (iii) ausência de qualquer tratamento farmacológico que possa interferir com as medições. Todos os procedimentos seguiram os princípios de boa prática clínica da Declaração de Helsinquia e respectivas emendas (24) e incluiu um consentimento informado escrito. O estudo foi previamente aprovado pelo Comitê de Ética Institucional.

Experimental

Duas soluções aquosas de MN (0,5% ou 1,0%) foram aplicadas aleatoriamente (imersão em um disco de papel de 5 mm de diâmetro) em áreas pré-definidas (1cm2) da face anterior de um dos antebraços sem oclusão. A diluição foi deixada em contato com a pele durante 1 minuto antes da remoção. Uma área semelhante mas sem aplicação de MN no mesmo antebraço foi usada como controlo negativo. As variáveis funcionais da pele foram medidas por tecnologias não invasivas no tempo 0 (controlo) e após o contato com MN nos tempos 30, 60 e 120 minutos.

As tecnologias escolhidas foram

  • Espectroscopia polarizada usando o sistema de imagem de viabilidade tecidual (TiVi 700, WheelsBridge AB, Linköping, Suécia) que quantifica a concentração de hemácias (CRBC - índice TiVi), expressa em unidades arbitrárias, em uma região de interesse previamente selecionada (ROI);
  • Fluxometria por laser Doppler (LDF, PeriFlux System 5000, Perimed AB, Järfälla, Suécia), que mede a perfusão expressa em unidades arbitrárias de perfusão (PU’s);
  • Medidor de Perda de Água Transepidérmico, um indicador direto da integridade da “barreira epidérmica”, medido por evaporimetria (Tewameter TM300, CK Electronics, Köln, Alemanha) e expresso em g/hora/m2.
  • Ultra-sonografia de alta resolução (USAR) (Dermascan C, Cortex Technology, Hadsund, Dinamarca) que forneceu uma imagem colorida bidimensional gravada a uma velocidade de 1580 m/s, usando uma sonda de 20 MHz colocada na pele em uma posição padrão fixa (25). A imagem colorida foi convertida em uma imagem em escala de cinza para posterior análise e processamento pelo software ImageJ® (NIH, Bethesda, Maryland, EUA).

 

As respostas cutâneas também foram pontuadas por observação direta usando a escala International Contact Dermatitis Group Research (ICDRG) (26) adaptada por Yulla et al. (3) (Tabela 1).

Todas as medições ocorreram em ambiente com umidade e temperatura controladas (umidade ~ 50%, temperatura 21 + 2 ºC) onde os participantes puderam se aclimatar por pelo menos 30 minutos antes das avaliações.

Estatística

Os dados foram reportados como média ± erro padrão da média (SEM). A comparação foi feita pelo teste não-paramétrico de Wilcoxon usando o software GraphPadPrism5® (Software GraphPad, San Diego, CA, EUA). Um valor de p < 0,05 foi considerado significativo em todos os experimentos.

Resultados e Discussão

 

A avaliação com a escala de pontuação do ICDRG revelou que ambas as diluições de MN aumentaram significativamente a pontuação após 30 minutos (1,5 ± 0,19 e 1,37 ± 0,18 para 0,5% e 1,0%, respectivamente). Visualmente, a reação foi muito mais intensa em 30 minutos, diminuindo quase até a linha de base após 60 e 120 minutos (Figura 1).

O aumento da PTEA sugere que o MN perturbou a função de barreira cutânea epidérmica (Figura 2), enquanto a ultrassonografia de alta resolução (USAR) revelou um aumento da hipoecogenicidade dérmica que é sugestiva de formação de edema (Figuras 3 e 4). As alterações da barreira cutânea eram esperadas e já foram relatadas anteriormente (27). No entanto, a presença de edema, confirmando um sinal cardinal principal de inflamação, detectado pelas imagens de HRS, não foi descrita antes, nas condições experimentais atuais. Foram observadas também alterações consistentes da microcirculação da pele detectadas pelos sistemas LDF e TIVI (Figuras 5 e 6).

 

A irritação e a inflamação da pele são componentes comuns do glossário dermatológico usado para descrever as respostas a uma ampla variedade de estímulos químicos, físicos ou biológicos. Frequentemente, seu significado não é tão claro, sendo usados inversamente em processos clínicos distintos. Ruptura da barreira cutânea, indução de cascata de citocinas e envolvimento do stresse oxidativo são as principais alterações patológicas observadas após agressão cutânea resultando em reação inflamatória visível ou subclínica (12,28). Além disso, uma grande variabilidade de resposta interindividual aos irritantes é conhecida, mas quando há exposição suficiente e alta concentração do irritante, todos estão propensos a desenvolver essa reação cutânea (12,28,29).

Nossa abordagem sugere que a aplicação de MN evoca uma mudança consistente de toda a pele, desde a barreira epidérmica ao plexo dérmico. Essa vasodilatação é conhecida, descrita como indolor, de curta duração e reproduzível quando avaliada na mesma pessoa na mesma dose e local de aplicação (30). No entanto, o pico de resposta para essa vasodilatação e, também, para todos os outros parâmetros, ocorreu 30 minutos após a aplicação do MN e, embora não significativa, notamos uma tendência para a maior resposta na concentração mais baixa (solução MN 0,5%). Esses resultados estão em linha com observações semelhantes (31,32), mas o oposto também foi descrito (11). A presença de edema localizado, detectado apenas pelo USAR, sugere um processo inflamatório de curta duração que pode ser mediado por prostaglandinas com componentes neurogênicos, uma vez que a histamina e o óxido nítrico parecem não estar envolvidos neste processo (15,31).

Conclusão

Nossos resultados contribuem para entender melhor o impacto do MN na pele humana e seu interesse como um desafiante experimental. Mesmo em pequenas concentrações, o MN é capaz de modificar toda a estrutura cutânea por um curto período de tempo. Isso parece ser particularmente adequado para estudos de segurança e eficácia envolvendo a atividade antiinflamatória. No entanto, mais estudos são necessários para melhor compreender e controlar os mecanismos de ação do MN.

Declaração de contribuições dos autores

LMR e SFA planejaram os experimentos; SFA e CR fizeram a coleta e análise dos dados; SFA e LMR redigiram e escreveram o manuscrito em sua versão final.

Agradecimentos

Esta investigação é financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) através da bolsa UIDB / 04567/2020 do CBIOS. Sérgio Faloni de Andrade é financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) - Contrato de Estímulo ao Emprego Científico com o número de referência CEEC / CBIOS / PMHD / 2018.

Conflito de interesses

 

Os editores envolvidos na autoria deste manuscrito não participaram do processo de revisão ou decisão. Todos os autores afirmam que não existem relações financeiras e/ou pessoais que possam representar um potencial conflito de interesses.

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