Current wound healing models generally employ full-thickness or irregular split wounds. Consequently, assessing the type of healing at varying wound depths and determining the deepest level at which wounds can regenerate has been a challenge. We describe a wound model that allows assessment of the healing process over a continuous gradient of wound depth, from epidermal to full-thickness dermal loss. Further, we investigate whether green fluorescent protein-labeled bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs/GFP) transplantation could regenerate deeper wounds that might otherwise lead to scar formation. A wound gradient was created on the back of 120 Sprague Dawley rats, which were randomized into the BM-MSCs/GFP and control group. These were further subdivided into 6 groups where terminal biopsies of the healing wounds were taken at days 1, 3, 5, 7, 14, and 21 post-operatively. At each observed time point, the experimental animals were anesthetized and photographed, and depending on the group, the animals euthanized and skin taken for rapid freezing, haemotoxylin and eosin staining, and vascular endothelial growth factor (VEGF) immunohistochemistry. We found the deepest layer to regenerate in the control group was at the level of the infundibulum apex, while in the BM-MSCs/GFP group this was deeper, at the opening site of sebaceous duct at hair follicle in which had the appearance of normal skin and less wound contraction than the control group (P value less than .05). The expression of VEGF in BM-MSCs/GFP group was higher than that in control group (P value less than .05). The number of vessels increased from 2.5 ± 0.2/phf of control group to 5.0 ± 0.3/phf of BM-MSCs/GFP (P value less than .05). The progressively deepening wound model we described can identify the type of wound repair at increasing depths. Further, topical transplantation of BM-MSCs/GFP significantly improved regeneration of deeper wounds from infundibulum apex (maximum depth of control group regeneration) to the opening site of sebaceous duct at hair follicle level.
Les modèles actuels de cicatrisation des plaies font généralement appel à des plaies pleine épaisseur ou de forme irrégulière. Il est donc difficile d’évaluer le type de cicatrisation à diverses profondeurs et de déterminer la profondeur maximale à laquelle les plaies se régénèrent. Les auteurs décrivent un modèle de plaie qui permet d’évaluer le processus de cicatrisation d’après un gradient continu de la profondeur de plaie, entre la perte épidermique et la perte dermique pleine épaisseur. Ils ont également examiné si la transplantation de cellules souches mésenchymateuses marquées de protéines fluorescentes vertes (BM-MSCs/GFP) peut régénérer des plaies plus profondes qui formeraient autrement des cicatrices. Les chercheurs ont créé un gradient de plaie sur le dos de 120 rats Sprague-Dawley divisés de manière aléatoire entre le groupe BM-MSCs/GFP et le groupe témoin. Ils ont ensuite subdivisé ces deux groupes en six groupes, dans lesquels ils ont prélevé des biopsies terminales des plaies en voie de cicatrisation les 1er, 3e, 5e, 7e, 14e et 21e journées après l’opération. À chaque journée d’observation, ils ont anesthésié et photographié les animaux expérimentaux et, selon le groupe, les ont euthanasiés et en ont prélevé la peau en vue de leur congélation rapide, de leur coloration HE et de l’immunohistochimie VEGF. Les chercheurs ont découvert que l’apex infundibulum était la couche la plus profonde à se régénérer dans le groupe témoin, mais que dans le groupe BM-MSCs/GFP, la régénération était plus profonde, à l’entrée du follicule pileux dans la glande sébacée, a repris l’apparence de la peau normale et se contractait moins que dans le groupe témoin (p<0,05). L’expression du VEGF dans le groupe BM-MSCs/GFP était plus élevée que dans le groupe témoin (valeur p inférieure à 0,05). Le nombre de vaisseaux observé était de 2,5±0,2/phf dans le groupe témoin et de 5,0±0,3/phf dans le groupe BM-MSCs/GFP (p<0,05). Le modèle de plaie de plus en plus profonde peut déterminer le type de réparation selon la profondeur. De plus, la transplantation topique de BM-MSCs/GFP améliore considérablement la régénération des plaies plus profondes, qui passe de l’apex de l’infundibulum (profondeur de régénération maximale dans le groupe témoin) à l’entrée du follicule pileux dans la glande sébacée.
Keywords: MSCs; regeneration; skin wound.
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