The combination of allantoin, bisabolol, D-panthenol and dipotassium glycyrrhizinate mitigates UVB-induced PGE2 synthesis by keratinocytes

Int J Cosmet Sci. 2024 Mar 3. doi: 10.1111/ics.12951. Online ahead of print.

Abstract

Objective: Erythema, characterized by the redness of the skin, is a common skin reaction triggered by various endogenous and exogenous factors. This response is often a result of the activation of underlying inflammatory mechanisms within the skin. The objective of this study is to investigate the potential benefits of applying a combination of skincare ingredients, namely allantoin, bisabolol, D-panthenol and dipotassium glycyrrhizinate (AB5D), in the modulation of inflammatory factors associated with erythema. Additionally, the study aims to elucidate the mechanisms by which these ingredients exert their combined actions to alleviate erythema-associated inflammation.

Methods: Human epidermal keratinocytes were exposed to UVB and subsequently treated with AB5D. Transcriptomics profiling was performed to analyse the dose-response effect of AB5D treatment on keratinocytes. The quantitation of inflammatory mediators, including PGE2 , IL-1α, IL-6, IL-8, IL-1RA and TNFα, was performed on cultured media. Additionally, the oxygen radical absorbance capacity (ORAC) assay was carried out to evaluate the total antioxidant capacity of both individual ingredients and the AB5D combination. To assess the in-vitro antioxidant effects of AB5D against UVB-induced oxidative stress in hTERT keratinocytes, real-time quantitation of mitochondrial superoxide was measured through live-cell imaging.

Results: The application of AB5D to UVB-exposed keratinocytes downregulated gene sets associated with inflammatory responses, highlighting the anti-inflammatory properties of AB5D. Specifically, AB5D effectively reduced the production of PGE2 , leading to the downregulation of inflammatory cytokines. Moreover, our findings indicate that AB5D exhibits antioxidative capabilities, functioning as both an antioxidant agent and a regulator of antioxidant enzyme expression to counteract the detrimental effects of cellular oxidative stress.

Conclusion: We demonstrated that AB5D can reduce UVB-induced PGE2 , IL-1α, IL-6, IL-8, IL-1RA and TNFα as well as mitochondrial superoxide. These findings suggest that AB5D may alleviate erythema by modulating inflammation via PGE2 and through antioxidation mechanisms.

L’érythème, caractérisé par une rougeur sur la peau, est une réaction cutanée fréquente déclenchée par divers facteurs endogènes et exogènes. Il s’agit d’une réponse qui résulte souvent de l’activation des mécanismes inflammatoires sous-jacents dans la peau. OBJECTIF: cette étude vise à étudier les bénéfices potentiels de l’application d’une association d’ingrédients de soins cutanés, à savoir l’allantoïne, le bisabolol, le D-panthénol et le glycyrrhizinate dipotassique (AB5D) dans la modulation des facteurs inflammatoires associés à l’érythème. En outre, l’étude vise à élucider les mécanismes par lesquels ces ingrédients exercent leurs actions combinées pour soulager l’inflammation associée à l’érythème. MÉTHODES: les kératinocytes épidermiques humains ont été exposés aux UVB et traités par la suite par AB5D. Un profilage transcriptomique a été effectué pour analyser l’effet dose-réponse du traitement par AB5D sur les kératinocytes. La quantification des médiateurs inflammatoires, y compris PGE2, IL-1α, IL-6, IL-8, IL-1RA et TNFα, a été effectuée sur des milieux de culture. En outre, le dosage de la capacité d’absorption des radicaux oxygénés (Oxygen Radical Absorbance Capacity, ORAC) a été effectué pour évaluer la capacité antioxydante totale des deux ingrédients individuels et de l’association AB5D. Pour évaluer les effets antioxydants in vitro de l’AB5D contre le stress oxydatif induit par les UVB dans les kératinocytes hTERT, on a mesuré la quantification en temps réel du superoxyde mitochondrial par des tests d’imagerie des cellules vivantes. RÉSULTATS: l’application de l’AB5D aux ensembles de gènes régulés à la baisse exposés aux kératinocytes UVB associés à des réponses inflammatoires, a mis en évidence les propriétés anti-inflammatoires de l’AB5D. Plus précisément, l’AB5D a efficacement réduit la production de PGE2, entraînant une régulation négative des cytokines inflammatoires. En outre, nos résultats indiquent que l’AB5D présente des capacités antioxydantes. Il fonctionne à la fois comme un agent antioxydant et comme un régulateur de l’expression enzymatique antioxydante pour contrer les effets néfastes du stress oxydatif cellulaire. CONCLUSION: nous avons montré que l’AB5D pouvait réduire la PGE2 induite par les UVB, l’IL-1α, l’IL-6, IL-8, IL-1RA et le TNFα, ainsi que le superoxyde mitochondrial. Ces résultats suggèrent que l’AB5D pourrait soulager l’érythème en modulant l’inflammation via la PGE2 et via des mécanismes d’antioxydation.

Keywords: PGE2; anti-oxidation; cell culture; erythema; skin inflammation.