Phenotyping of fibroblasts isolated from human hypertrophic and normal skin scars

Abstract

Pathological scarring, including hypertrophic scars (HTS), represents a severe fibroproliferative disorder driven by fibroblast dysregulation. Accurate in vitro modeling is essential for developing antifibrotic therapies, however, the stability of the scar phenotype during standard cultivation remains critically underexplored. The primary aim of this thesis was to characterize the phenotypic and functional heterogeneity of primary human dermal fibroblasts (HDFs) derived from HTS and normal scars (NS), and to critically evaluate the stability of their pathological imprint during standard 2D in vitro cultivation. Using a multi-parametric approach combining high-resolution flow cytometry and functional profiling, we demonstrated that HTS cultures are profoundly dominated by a reticular (CD90+) lineage, lacking the regenerative papillary subpopulation that remains present in normal scars. We identified a rapid, culture-induced phenotypic drift on rigid 2D substrates. The distinct pathological fingerprint (e.g., FAP expression, elevated collagen I production) was neutralized by passage 3. Furthermore, by statistically isolating the profound confounding effect of donor biological age using a multiple linear regression model (ANCOVA), our findings offer a critical perspective on current in vitro...

Patologické jizvení, včetně hypertrofických jizev (HTS), představuje závažnou fibroproliferační poruchu způsobenou dysregulací fibroblastů. Přesné in vitro modely jsou nezbytné pro vývoj antifibrotických léčiv, avšak stabilita fenotypu jizev během standardní kultivace je často zanedbávaná. Hlavním cílem této práce bylo charakterizovat fenotypovou a funkční heterogenitu primárních lidských dermálních fibroblastů izolovaných z HTS a normálních jizev (NS) a kriticky zhodnotit stabilitu jejich patologického fenotypu během standardní 2D in vitro kultivace. Pomocí multiparametrického přístupu kombinujícího průtokovou cytometrii a funkční profilování jsme prokázali, že HTS kultury charakteristické silnou převahou retikulární (CD90+) linie a postrádají regenerativní papilární subpopulaci, která zůstává přítomna u normálních jizev. Zásadním zjištěním byla identifikace rychlého, kultivací indukovaného fenotypového driftu na rigidním 2D substrátu. Specifický patologický profil (např. exprese FAP, zvýšená produkce kolagenu I) byl neutralizován v průběhu kultivace už ve 3. pasáži. Dále, po statistickém odfiltrování silného zkreslujícího vlivu biologického věku dárců pomocí modelu vícenásobné lineární regrese (ANCOVA), naše výsledky nabízejí kritický pohled na současná in vitro paradigmata. Předběžná data...