A combination of pyridine-2, 4-dicarboxylic acid diethyl ester and resveratrol stabilizes hypoxia-inducible factor 1-alpha and improves hair density in female volunteers

Int J Cosmet Sci. 2020 Apr;42(2):167-173. doi: 10.1111/ics.12600. Epub 2020 Mar 3.

Abstract

Objective: The aim of this study was first to demonstrate that a combination of pyridine-2, 4-dicarboxylic acid diethyl ester and resveratrol could synergize in vitro on biological pathways associated with hair growth and then to demonstrate the benefit on hair density in a clinical study.

Methods: The effects of pyridine-2, 4-dicarboxylic acid diethyl ester and resveratrol directly on the hypoxic inducible factor-1α protein (HIF-1α) and related genes expression were demonstrated on keratinocytes in culture in vitro using western-blot analysis and real time quantitative polymerase chain reaction analysis. The effect of resveratrol against oxidative stress induced by hydrogen peroxide treatment was studied in hair follicle and hair matrix cells in vitro using the sensitive probe Dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA). Finally, a randomized clinical study on hair density was conducted on 79 Caucasian female subjects to assess the effect of this combination of actives.

Results: Pyridine-2, 4-dicarboxylic acid diethyl ester and resveratrol stabilized HIF-1a protein and increased the expression of HIF-1α target genes. Resveratrol significantly reduced the oxygen peroxide-induced oxidative stress generated in hair follicle and hair matrix cells. The clinical study showed that a topical treatment with the combination significantly increased the hair density on women from 1.5 months.

Conclusion: In addition to the antioxidant properties of resveratrol, the association of pyridine-2, 4-dicarboxylic acid diethyl ester and resveratrol revealed a synergistic effect on the HIF-1α pathway. The results of the clinical study confirmed the importance of such a combination to increase the hair density.

L’alopécie peut affecter 50% des femmes au cours de leur vie ce qui induit une perte de leur estime de soi et une diminution de leur qualité de vie. Au-delà des solutions chirurgicales et des traitements pouvant induire des effets secondaires potentiellement dangereux, il y a un besoin d’améliorer l’efficacité des produits cosmétiques qui permettent de prévenir la chute des cheveux tout en préservant la sécurité des patients. Ainsi, nous avons sélectionné une combinaison de pyridine-2, 4-dicarboxylic acide diethyle ester et de resvératrol pour activer des voies biologiques associées à la croissance du cheveu. Nous avons d’abord montré, in vitro, que la combinaison de pyridine-2, 4-dicarboxylic acide diethyle ester et de resvératrol permet de stabiliser la protéine HIF-1α conduisant ainsi à un effet synergique sur l’expression de gènes clés de la voie HIF-1α. Nous avons aussi démontré, in vitro, que le resvératrol permet de protéger significativement les follicules pileux et les cellules de la matrice du stress oxydatif induit par traitement au peroxide d’hydrogène. En final, une étude clinique randomisée mesurant la densité capillaire a été réalisée sur 79 femmes caucasiennes. Cette étude montre qu’une application topique d’une solution contenant de 5% pyridine-2, 4-dicarboxylic acide diethyle ester et 0.25% de resvératrol augmentent significativement la densité capillaire chez les femmes après 1.5 mois. En conclusion, ces résultats démontrent l’intérêt de stimuler la voie HIF-1α tout en protégeant les cheveux et le scalp du stress oxydatif afin d’améliorer la croissance des cheveux chez les femmes.

Keywords: antioxidant; genomics/proteomics/Elisa/cell culture; hair growth/hair biology; hair loss treatment; prolyl hydroxylase inhibitor.

MeSH terms

  • Esters / chemistry
  • Female
  • Hair / chemistry*
  • Humans
  • Hypoxia-Inducible Factor 1, alpha Subunit / chemistry*
  • Pyridines / chemistry*
  • Resveratrol / chemistry*

Substances

  • Esters
  • HIF1A protein, human
  • Hypoxia-Inducible Factor 1, alpha Subunit
  • Pyridines
  • 2,4-pyridinedicarboxylic acid
  • Resveratrol