Definitie en plaats
Keratinocyten vormen het belangrijkste celtype van de opperhuid, de buitenste laag van de huid, en maken ongeveer 90 procent van de cellen uit. Ze vinden hun oorsprong in de diepste laag van de opperhuid, de stratum basale, en lopen door tot de laatste barrièrelaag van de huid, de stratum corneum. Daar worden keratinocyten aangetroffen als kernloze, platte en sterk verhoornde plaveiselcellen (Eckert en Rorke, 1989).
Differentiatie van keratinocyten
Keratinocyten vermenigvuldigen zich in de basale laag van de opperhuid en beginnen op weg naar het oppervlak te differentiëren, waarbij ze geleidelijk aan differentiëren. Tijdens dit proces veranderen ze ingrijpend van morfologie en beginnen ze keratine, cytokinen, groeifactoren, interleukinen en complementfactoren te produceren. De differentiatie van keratinocyten wordt gereguleerd door verschillende factoren, maar ook door epigenetische regulatiemechanismen (Lee, 2015).
Functie
Keratinocyten zijn zeer gespecialiseerd. Ze spelen een essentiële rol in de bescherming, omdat ze een hechte barrière vormen die voorkomt dat lichaamsvreemde stoffen het lichaam binnendringen, terwijl ze het verlies van vocht, warmte en andere bestanddelen minimaliseren. Deze cellen hebben ook een structurele rol: zij vormen hechte banden met de andere cellen in de opperhuid en houden deze op hun plaats. Bovendien fungeren keratinocyten als immunomodulatoren na huidverwondingen.
Toepassingen
- Keratinocytencelcultuur
De kweek van menselijke keratinocyten in een monolaagcultuur werd meer dan 30 jaar geleden voor het eerst beschreven door Rheinwald en Green. Sindsdien is er veel vooruitgang geboekt in de kweek van menselijke keratinocyten, die zowel in tweedimensionale als driedimensionale cultuur kunnen worden gekweekt (Rasmussen et al., 2013). Normale menselijke epidermale keratinocyten (NHEK) kunnen worden geïsoleerd uit jonge voorhuid of uit volwassen normaal menselijk weefsel van verschillende locaties, waaronder gezicht, borst, buik en dijen. Voor onderzoeksdoeleinden kunnen NHEK van afzonderlijke donoren of gepoolde donoren worden gebruikt. De optimale calciumconcentratie in de cultuur is essentieel om de beste omstandigheden voor zowel proliferatie als differentiatie van keratinocyten te garanderen. - Karakterisering
In elk stadium van differentiatie brengen keratinocyten specifieke keratines tot expressie, maar ook andere markers zoals involucrin, loricrin, transglutaminase, filaggrine, en caspase 14. - Onderzoekstoepassingen
Keratinocyten kunnen worden gebruikt in vele toepassingen, zoals studies over epidermale ontwikkeling en differentiatie, studies over de opname van geneesmiddelen, farmaceutische testen, cosmetische en toxicologische testen, en studies over huidveroudering. Ze worden ook gebruikt in dermatologisch onderzoek, onderzoek naar wondgenezing en kankeronderzoek.
Interacties met andere cellen in de huid
- Keratinocyten en fibroblasten
De cross-talk tussen keratinocyten en fibroblasten is essentieel voor het behoud van de homeostase van de huid en voor een evenwichtig wondgenezingsproces (Wojtowicz, 2014). Deze twee celtypen communiceren via paracriene signaleringsmechanismen. Verstoring van deze cross-talk kan leiden tot chronische wonden. - Keratinocyten en melanocyten
De interactie tussen keratinocyten en melanocyten is eveneens cruciaal voor de homeostase van de opperhuid. Melanocyten produceren melanine, dat UV-golven absorbeert en DNA-schade aan de keratinocyten voorkomt. Keratinocyten daarentegen stimuleren melanocytenfuncties zoals proliferatie, differentiatie en melanogenese (Hirobe, 2014). - Keratinocyten en andere cellen
Keratinocyten hebben immunomodulerende functies die interageren met lymfocyten en Langerhans-cellen in de huid.
Rol in wondgenezing en ontsteking
- Keratinocyten in Wondgenezing
Keratinocyten zijn verantwoordelijk voor het herstel van de opperhuid na verwondingen (Pastar et al, 2014). Dit proces, re-epithelialisatie genoemd, is noodzakelijk voor een succesvolle wondsluiting. Wanneer de huid gewond raakt, worden keratinocyten geactiveerd en migreren ze naar de wond, waar ze beginnen te prolifereren om het defect op te vullen. Tijdens de wondgenezing zijn interacties tussen keratinocyten, fibroblasten en immuuncellen van cruciaal belang voor een succesvol genezingsproces. Een verminderde werking van keratinocyten leidt tot defecten in de wondgenezing en tot chronische wonden. - Keratinocyten in ontstekingen
Wanneer de epidermale barrière wordt doorbroken of wanneer ziekteverwekkers de huid binnendringen, wordt een ontstekingsreactie in gang gezet. Keratinocyten nemen actief deel aan dit proces, omdat ze cytokines tot expressie brengen die positieve of negatieve signalen doorgeven aan immuuncellen.
Keratinocyten spelen ook een rol bij verschillende allergische huidziekten (Albanesi et al, 2010), en bij chronische ontstekingsziekten zoals psoriasis, omdat ze dendritische cellen en leukocyten kunnen rekruteren en activeren (Albanesi et al., 2018).
Keratinocyten door PromoCell
De in vitro kweek van menselijke huidcellen is een essentieel onderzoeksinstrument dat op grote schaal wordt gebruikt voor het testen van dermale toxiciteit, farmacologische tests en weefselherstel. Wij bieden een uitgebreide portfolio van primaire menselijke huidcellen, waaronder keratinocyten, melanocyten, fibroblasten en haarfollikelcellen om deze onderzoekstoepassingen te ondersteunen.
Primaire normale humane epidermale keratinocyten zijn beschikbaar van enkele of van gepoolde donoren geïsoleerd uit de epidermis van juveniele voorhuid of volwassen huid van verschillende locaties, zoals het gezicht, de borsten, de buik, en de dijen. Zij zijn het belangrijkste celtype in de opperhuid en maken ongeveer 90% van de cellen uit. Voor elke geproduceerde partij is aanvullende donorinformatie beschikbaar, zoals leeftijd, geslacht en huidpigmentatie.
Naast de celtypespecifieke markeranalyse wordt elke geproduceerde partij getest op groeiprestaties door meerdere passages tot 15 populatieverdubbelingen (PD) onder kweekomstandigheden zonder antibiotica en antimycotica. Bovendien zijn alle cellen getest op de afwezigheid van HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, HTLV-1, HTLV-2 en microbiële contaminanten (schimmels, bacteriën en mycoplasma).