Sustained Human Hair Follicle Growth Ex Vivo in a Glycosaminoglycan Hydrogel Matrix

Abstract

Glycosaminoglycans (GAGs) and associated proteoglycans have important functions in homeostatic maintenance and regenerative processes (e.g., wound repair) of the skin. However, little is known about the role of these molecules in the regulation of the hair follicle cycle. Here we report that growing human hair follicles ex vivo in a defined GAG hydrogel mimicking the dermal matrix strongly promotes sustained cell survival and maintenance of a highly proliferative phenotype in the hair bulb and suprabulbar regions. This significant effect is associated with the activation of WNT/β-catenin signaling targets (CCDN1, AXIN2) and with the expression of stem cell markers (CK15, CD34) and growth factors implicated in the telogen/anagen transition (TGFβ2, FGF10). As a whole, these results point to the dermal GAG matrix as an important component in the regulation of the human hair follicle growth cycle, and to GAG-based hydrogels as potentially relevant modulators of this process both in vitro and in vivo.

Role and application of glycosaminoglycans in trichology and cosmetology

“…Przeprowadzono badania polegające na ocenie bezpieczeństwa i skuteczności glikozaminoglikanów w preparatach kosmetycznych w przypadku łysienia androgenowego. Badania zostały opublikowane przez Cosmesi Dermatologica [22]. Grupa badaczy zastosowała balsam bezalkoholowy przeznaczony do stosowania na owłosioną skórę głowy.…”

“…Zastosowany w badaniu kolagen charakteryzował się współczynnikiem załamania światła 1,34. Drugim produktem zastosowanym w badaniu był środek myjący zawierający 3% kolagen [22].…”

“…W projekcie badawczym wzięło udział 20 mężczyzn i 10 kobiet w przedziale wiekowym od 25 do 60 lat [22]. Do badania zakwalifikowano wyłącznie ochotników przedstawiających obraz kliniczny łysienia androgenowego typu męskiego etapu II i III w skali Hamilton (II, IIa, III, IIIa i III) oraz typu żeńskiego etapu I i II w skali Ludwiga.…”

“…Ponadto wykazują doskonałą skuteczność w kosmetycznym leczeniu androgenic alopecia już po 90 dniach stosowania preparatów. Pozytywne efekty zaobserwowano również w zmniejszeniu łojotoku (o 54%) oraz łuszczenia skóry głowy o prawie 55% [22].…”

Glycosaminoglycan-Inspired Biomaterials for the Development of Bioactive Hydrogel Networks

“…Different types of GAG-based biomaterials have been described and characterized as potential candidates for biomedical applications, particularly for cartilage [37,38] and neural [39,40] tissues. While non-modified GAG can be used [41,42], most strategies resort to chemical modifications to add specific moieties to GAG. Such functionalizations allow the incorporation of new features to modulate properties such as biological performance, compound delivery profile, mechanical properties and degradation pattern.…”