A reconstrução de modelos avançados de pele tridimensional in vitro, que corresponda de forma mais fidedigna ao complexo microambiente da pele humana, depende da utilização de inovações tecnológicas e da adição de novos tipos celulares representativos da pele humana. Desta maneira, estes miméticos fornecem uma plataforma de alta relevância para estudos de fisiopatologia da pele, além de propiciar um sistema para a avaliação da segurança e eficácia de cosméticos e medicamentos alternativo ao uso de animais. Dessa maneira, o Capítulo I compara a performance de uma epiderme reconstruída humana (RHE) bioimpressa com a manual utilizando o teste in vitro de irritação cutânea descrito no guia OCDE número 439. Nossos resultados demonstram que ambos os modelos de pele exibiram morfologia estratificada e a função barreira epidérmica equivalente aos modelos validados. Nos testes de irritação in vitro, ambos modelos distinguiram corretamente as substâncias de referência, classificadas entre irritantes ou não-irritantes de acordo com o limiar de viabilidade de 50%. Esse resultado indica que a bioimpressora poderia ser de grande utilidade para a automação da reconstrução de modelos epidérmicos. O tecido hipodérmico possui importante papel na homeostase da pele humana. O Capítulo II aborda a reconstrução de uma pele tricamada, contendo a camada hipodérmica, além da epiderme e derme. Usando esferoides de adipócitos diferenciados in vitro, um modelo de pele tricamada em matriz de colágeno foi construído. Ao comparar este com a pele bicamada obtivemos maior expressão de loricrina e involucrina no modelo tricamada, indicando um potencial para maior função barreira, além de maior expressão de PPAR-γ. Testes de função barreira através da resistividade elétrica não demonstraram diferenças entre os modelos, mas a aplicação de SDS a 5 mg/ml por 18 horas induziu o aumento da viabilidade na pele tricamada. Além disso, após a aplicação de SDS a 2,5% para induzir uma irritação aguda, seguida de recuperação por 42h, obtivemos maior viabilidade na pele tricamada, indicando melhor recuperação pós-lesão irritativa induzida. A pele tricamada é promissora para estudos do metabolismo da pele humana e recuperação de lesões. A dermatite atópica (DA) é uma doença eczematosa de pele caracterizada por inflamação do tipo Th2 e alteração da barreira epidérmica. IL-13 e IL-4 são centrais no comprometimento da barreira epidérmica na DA. Entre os receptores de IL-13 em queratinócitos, o receptor IL-13Rα2, tem um papel controverso na alteração da barreira cutânea. O objetivo do Capítulo III foi estudar a deleção da expressão de IL-13Rα2 em RHE, que foram expostas a IL-4 e IL-13, e avaliadas conforme a expressão dos receptores e de proteínas alteradas na DA. As epidermes com knockout em IL-13Rα2 apresentaram redução da expressão de NELL2 (p<0,0021), tipicamente aumentadas na DA. Além disso, houve redução da expressão do receptor do IL-2Rγ. Assim, um possível papel de exacerbação da DA do receptor IL-13Rα2 deve ser estudado mais extensamente para ser caracterizado.

The reconstruction of advanced three-dimensional in vitro skin models, which more reliably correspond to the complex microenvironment of human skin, depends on the use of technological innovations and the addition of new cell types representative of human skin.In this way, these mimetics provide a highly relevant platform for studies of skin pathophysiology, in addition to providing a system for evaluating the safety and efficacy of cosmetics and medicines alternative to animal use. In this way, Chapter I compares the performance of a bioprinted human reconstructed epidermis (RHE) with a manual one using the in vitro skin irritation test described in OECD guide number 439. Our results demonstrate that both skin models exhibited stratified morphology and the epidermal barrier function equivalent to validated models. In in vitro irritation tests, both models correctly distinguished the reference substances, classified as irritating or non-irritating according to the viability threshold of 50%. This result indicates that the bioprinter could be of great use for automating the reconstruction of epidermal models Hypodermic tissue plays an important role in the homeostasis of human skin. Chapter II addresses the reconstruction of a three-layer skin, containing the hypodermic layer, in addition to the epidermis and dermis. Using in vitro differentiated adipocyte spheroids, a trilayer skin model in collagen matrix was constructed. When comparing this with bilayer skin, we obtained greater expression of loricrin and involucrin in the trilayer model, indicating a potential for greater barrier function, in addition to greater expression of PPAR-γ . Barrier function tests using electrical resistivity did not demonstrate differences between the models, but the application of SDS at 5 mg/ml for 18 hours induced an increase in viability in the three-layer skin. Furthermore, after applying 2.5% SDS to induce acute irritation, followed by recovery for 42 hours, we obtained greater viability in the three-layer skin, indicating better recovery after induced irritant injury. Trilayer skin holds promise for studies of human skin metabolism and injury recovery. Atopic dermatitis (AD) is an eczematous skin disease characterized by Th2-type inflammation and alteration of the epidermal barrier. IL-13 and IL-4 are central to the impairment of the epidermal barrier in AD. Among the IL-13 receptors on keratinocytes, the IL-13Rα2 receptor has a controversial role in altering the skin barrier. The objective of Chapter III was to study the deletion of IL-13Rα2 expression in RHE, which were exposed to IL-4 and IL-13, and evaluated according to the expression of receptors and proteins altered in AD. Epidermis with IL-13Rα2 knockout showed reduced NELL2 expression (p<0.0021), typically increased in AD. Furthermore, there was a reduction in the expression of the IL-2Rγ receptor. Therefore, a possible AD exacerbation role of the IL-13Rα2 receptor should be studied more extensively to be characterized.