Climbazole increases expression of cornified envelope proteins in primary keratinocytes

Summary Objective Dandruff is a troubling consumer problem characterized by flaking and pruritus of the scalp and is considered a multifactorial condition with sebum, individual susceptibility and the fungus Malassezia all thought to play a part. The condition is commonly treated with shampoo products containing antifungal ingredients such as zinc pyrithione and climbazole. It is hypothesized that these ingredients may be delivering additional scalp skin benefits besides their antifungal activity helping to relieve dandruff effectively. The objective of this study was to evaluate the anti-dandruff ingredient climbazole for potential skin benefits using genomics and in vitro assays. Methods Microarray analysis was performed to profile gene expression changes in climbazole-treated primary human keratinocyte cells. Results were independently validated using qPCR and analysis of protein expression using ELISA and immunocytochemistry. Results Microarray analysis of climbazole-treated keratinocytes showed statistically significant expression changes in genes associated with the gene ontology groups encompassing epidermal differentiation, keratinization, cholesterol biosynthesis and immune response. Upregulated genes included a number encoding cornified envelope proteins such as group 3 late-cornified envelope proteins, LCE3 and group 2 small-proline-rich proteins, SPRR2. Protein analysis studies of climbazole-treated primary keratinocytes using ELISA and immunocytochemistry were able to demonstrate that the increase in gene transcripts translated into increased protein expression of these cornified envelope markers. Conclusion Climbazole treatment of primary keratinocytes results in an upregulation in expression of a number of genes including those encoding proteins involved in cornified envelope formation with further studies demonstrating this did translate into increased protein expression. A climbazole-driven increase in cornified envelope proteins may improve the scalp skin barrier, which is known to be weaker in dandruff. These studies suggest climbazole, besides its antifungal activity, is delivering positive skin benefits helping to relive dandruff symptoms effectively. Resume Objectif Les pellicules sont un probleme individuel genant, caracterise par la desquamation et le prurit du cuir chevelu; il est considere comme une condition multifactorielle ou le sebum, la sensibilite individuelle et le champignon Malassezia semblent tous jouer un role. La condition est habituellement traitee avec des produits contenant des ingredients de shampooing anti- fongiques tels que la pyrithione de zinc et le climbazole. On suppose ici que ces ingredients peuvent apporter des avantages supplementaires a la peau du cuir chevelu en plus de leur activite antifongique et d'aider a soulager les pellicules efficacement. L'objectif de cette etude etait d'evaluer l'ingredient climbazole antipelliculaire pour ses avantages cutanes potentiels en utilisant la genomique et des essais in vitro. Methodes L'analyse des puces a ADN a ete effectuee pour le profil des changements d'expression des genes dans les cellules de keratinocytes humains primaires traitees au climbazole. Les resultats ont ete validees de facon independante a l'aide de la qPCR et l'analyse de l'expression proteique par ELISA et l'immunocytochimie. Resultats L'analyse de puces a ADN des keratinocytes traites au climbazole a montre des changements d'expression statistiquement significatifs des genes associes a des groupes ontologiques englobant la differenciation epidermique, la keratinisation, la biosynthese du cholesterol et de la reponse immunitaire. Les genes regules a la hausse incluent un certain nombre des proteines de l'enveloppe cornifiee tels que le groupe 3 des proteines d'enveloppe corneocytaire LCE3 et le groupe 2 des petites proteines riches en proline, SPRR2. Les etudes d'analyse de proteines de keratinocytes primaires traites au climbazole par ELISA et immunocytochimie a ete en mesure de demontrer que l'augmentation de la transcription des genes se traduit par une augmentation de l'expression des proteines de ces marqueurs de l'enveloppe cornee. Conclusion Le traitement des keratinocytes primaires par le climbazole resulte dans une regulation a la hausse de l'expression d' un certain nombre de genes y compris ceux codant pour des proteines impliquees dans la formation de l' enveloppe cornifiee; d'autres etudes demontrent que cette augmentation se traduit par une augmentation de l'expression des proteines. Une augmentation en proteines de l'enveloppe cornee causee par le climbazole peut ameliorer la barriere de la peau du cuir chevelu, qui est connu pour etre plus faible dans les peaux a pellicules. Ces etudes suggerent que le climbazole, en plus de son activite anti- fongique, offre des avantages cutanes qui peuvent aider a efficacement soulager les symptomes de pellicules.