Changes in epidermal morphology associated with dandruff. (16th July 2019) - Pople, J. E.; Bhogal, R. K.; Moore, A. E.; Jenkins, G.
Abstract: Objective: Dandruff is a very common scalp condition characterized by flaking and pruritus usually with no visible signs of inflammation, such as redness and erythema. Dandruff is considered a multifactorial condition with both microbial colonization and host factors such as sebum production thought to play a role. There is evidence of changes in epidermal morphology in the scalp skin of dandruff sufferers, with reports of an increase in mean thickness and more nucleated cell layers. The underlying mechanisms driving these morphological changes are currently unclear. The objective of this study was to fully characterize epidermal morphology in dandruff compared to healthy scalp skin and to evaluate potential mechanisms underlying any changes observed. Methods: Scalp skin biopsies were taken from 22 healthy female subjects and 21 dandruff sufferers, from both lesional and non‐lesional sites. Samples were processed, sectioned and stained using haematoxylin and eosin (H&E). To fully characterize epidermal morphology, measurements were taken of epidermal thickness, the convolution of the dermal‐epidermal junction and the depth of epidermal rete ridges. To analyse changes in epidermal proliferation immunohistochemical staining was performed using Ki67, a well‐established marker of cell proliferation, and quantified using image analysis. Results: Histochemical analysis of skin sections revealed that in dandruff lesional samples, the epidermis was thicker, had a more convoluted dermal epidermal junction and the rete ridges were elongated, compared to healthy scalp skin. Similar directional changes in epidermal morphology, were observed in non‐lesional dandruff samples, albeit to a lesser extent. Image analysis of Ki67 expression in the epidermis revealed dandruff lesional skin contained significantly more Ki67‐positive proliferating keratinocytes than healthy controls samples. This suggests dandruff scalp skin epidermal keratinocytes are in a hyper‐proliferative state. Conclusion: There were significant changes in epidermal morphology in dandruff lesional skin compared to healthy scalp skin including increased epidermal thickness, a more convoluted dermal‐epidermal junction and elongation of rete ridges. Interestingly, we found there was evidence of an increase in the percentage of epidermal Ki67‐positive cells, which has not been reported previously, and demonstrates dandruff is a condition displaying epidermal hyper‐proliferation. Abstract : Dandruff is a common scalp condition and this study demonstrates that there are significant changes in epidermal morphology in this condition. The epidermis is thicker, more convoluted and has deeper rete ridges. We show an increase in proliferating keratinocytes in dandruff skin, a novel finding suggesting the epidermis is in a hyper‐proliferative state. Résumé: Objectif: Les pellicules constituent une affection du cuir chevelu très fréquente caractérisée par une desquamation et un prurit ne présentant pas, en général, des signes visibles d'inflammation, comme une rougeur et un érythème. Les pellicules sont considérées être une affection multifactorielle présentant une colonisation microbienne ainsi que des facteurs‐hôtes, tels que la production de sébum, qui pourraient avoir un rôle à jouer. Il existe des preuves qu'il se produit des changements dans la morphologie épidermique de la peau du cuir chevelu des personnes qui ont des pellicules, et des rapports font cas d'une augmentation de l'épaisseur moyenne et d'un plus grand nombre de couches de cellules nucléées. Les mécanismes sous‐jacents à ces changements morphologiques sont jusqu'ici peu élucidés. L'objectif de cette étude était de caractériser pleinement la morphologie épidermique en la présence de pellicules par comparaison à la peau du cuir chevelu sain, et d'évaluer les mécanismes potentiels sous‐jacents à tout changement observé. Méthodes: Des biopsies de la peau du cuir chevelu ont été pratiquées chez 22 femmes en bonne santé et 21 femmes présentant des pellicules, dans des sites lésionnés et non lésionnés. Les échantillons ont été traités, coupés en lamelles et colorés en utilisant de l'hématoxyline et de l'éosine (H&E). Pour caractériser pleinement la morphologie épidermique, des mesures de l'épaisseur épidermique, de la convolution de la jonction dermo‐épidermique et de la profondeur des crêtes du réseau épidermique ont été effectuées. Pour analyser les changements dans la prolifération épidermique, une coloration immunohistochimique a été réalisée en utilisant du Ki67, un marqueur bien établi de la prolifération cellulaire, et quantifiée à l'aide de l'analyse d'images. Résultats: L'analyse histochimique des sections de peau a révélé que, dans les échantillons de lésions avec pellicules, l'épiderme était plus épais, présentait une jonction dermo‐épidermique plus compliquée et des crêtes du réseau plus allongées, par comparaison à la peau du cuir chevelu en bonne santé. Des changements directionnels analogues de la morphologie épidermique ont été observés dans les échantillons sans lésions et avec pellicules, toutefois en une moindre mesure. L'analyse des images de l'expression de Ki67 dans l'épiderme a révélé que la peau avec lésions et pellicules contenait des kératinocytes prolifératifs bien plus Ki67‐positifs que les échantillons de témoins en bonne santé. Cela suggère que les kératinocytes épidermiques de la peau du cuir chevelu présentant des pellicules sont dans un état hyper‐prolifératif. Conclusion: Il s'est produit des changements significatifs dans la morphologie épidermique de la peau avec lésions et pellicules, par comparaison à la peau du cuir chevelu en bonne santé, y compris un épaississement de l'épiderme, une jonction dermo‐épidermique plus compliquée et un allongement des crêtes du réseau. Fait intéressant, nous avons découvert des signes d'augmentation du pourcentage de cellules épidermiques Ki67‐positives, ce qui n'avait encore jamais été rapporté, et qui démontre que la présence de pellicules est une affection affichant une hyper‐prolifération épidermique.