Effetti dell'arsenico sui cheratinociti in un modello equivalente alla pelle

I tumori dell'arsenico (che comprendono tumori maligni della pelle, della vescica, dei reni, dei polmoni, del colon e del fegato) erano prevalenti nella costa sud-occidentale di Taiwan, dove l'acqua artesiana era contaminata da un'alta concentrazione di arsenico. La pelle è il bersaglio principale dell'avvelenamento da arsenico. Le manifestazioni cutanee dell'arsenismo cronico possono prendere forma come iperpigmentazione, ipopigmentazione, cheratosi da arsenico e tumori cutanei da arsenico. Il cancro della pelle all'arsenico più popolare è la malattia di Bowen, che è un carcinoma in situ della pelle e spesso confinato alla pelle protetta dal sole. Dal punto di vista patologico, ci sono diverse caratteristiche presenti nella malattia di Bowen: (1) proliferazione cellulare anomala e carcinogenesi nei cheratinociti; (2) displasia e apoptosi alla lesione; (3) carenza/difetto di integrina nelle cellule basali della pelle; (4) disfunzioni nelle cellule immunitarie periferiche. I nostri risultati precedenti hanno indicato che l'arsenico ha influenzato la regolazione del ciclo cellulare influenzando la proliferazione e l'apoptosi dei cheratinociti. Inoltre, abbiamo scoperto che le integrine erano carenti nello strato basale dei siti lesionali e perilesionali della malattia di Bowen, come dimostrato dall'immunoistochimica. La carenza di integrina nella malattia di Bowen potrebbe portare ad anormalità nella regolazione del ciclo cellulare, nella differenziazione e nella carcinogenesi. Inoltre, l'arsenico può distruggere i linfociti alla regolazione delle citochine e indurre l'apoptosi dei linfociti. Proponiamo che la disfunzione dei linfociti indotta dall'arsenico svolga un ruolo importante nei meccanismi biologici della malattia di Bowen da arsenico. Ci sono molti meccanismi regolatori coinvolti nella progressione della carcinogenesi chimica, comprese le reazioni tra cellule cancerogene e bersaglio, cellule di supporto e interazioni immunitarie. Pertanto, questo studio intende indagare su queste interazioni cellula-cellula della pelle indotte dall'arsenico utilizzando un modello di coltura organotipica dell'epidermide. Utilizzando questo modello, possiamo imitare il meccanismo delle malattie della pelle indotte dall'arsenico. Il che ci darà molte più informazioni simili al progesso della cancerogenesi nel corpo umano rispetto al modello di coltura cellulare. Gli effetti dell'arsenico sulla formazione dell'epidermide, gli effetti dell'UVB e dell'arsenico sulla carcinogenesi dell'arsenico e le interazioni tra le cellule immunitarie e le cellule della pelle saranno studiate in questa proposta triennale come descritto di seguito:

Il 1° anno: Studio degli effetti dell'arsenico sull'espressione di integrine, proliferazione cellulare, differenziamento e apoptosi nell'epidermide organotipica.

Il 2° anno: Studio dei cambiamenti biologici indotti da arsenico e/o UVB nell'epidermide organotipica e nella malattia di Bowen.

Il 3° anno: Studio delle interazioni tra cellule immunitarie e cellule epidermiche indotte dall'arsenico.

Questo studio ci fornirà molte più informazioni rispetto al progesso della carcinogenesi nel corpo umano rispetto al modello di coltura cellulare. Ci auguriamo che il risultato di questo studio possa fornire un modello utile nel campo delle indagini sulla carcinogenesi chimica.