Identification of 5-reductase isoenzymes in canine skin

BackgroundAlopecia X in dogs is a noninflammatory alopecia that may be caused by a hormonal dysfunction. It may be similar to androgenic alopecia in men that is caused by the effect of dihydrotestosterone (DHT). The 5-reductase isoenzymes, 5R1 and 5R2, and a recently described 5R3, are responsible for the conversion of testosterone into DHT. However, which 5-reductases are present in canine skin has not yet been described. ObjectivesThe main objective of this study was to determine the pattern of expression of 5-reductase genes in canine skin. MethodsSkin biopsies were obtained from healthy, intact young-mature beagles (three males, four females) at three anatomical sites normally affected by alopecia X (dorsal neck, back of thighs and base of tail) and two sites generally unaffected (dorsal head and ventral thorax). Prostate samples (n=3) were collected as positive controls for 5-reductase mRNA abundance measurement by real-time PCR. ResultsWe detected mRNA encoding 5R1 and 5R3 but not 5R2. There were no significant differences in 5R1 and 5R3 mRNA levels between the different anatomical sites, irrespective of gender (P>0.05). Moreover, the mean mRNA abundance in each anatomical site did not differ between males and females (P>0.05). Conclusions and clinical importanceTo the best of the authors' knowledge, this is the first study demonstrating the expression of 5-reductases in canine skin and the expression of 5R3 in this tissue. These results may help to elucidate the pathogenesis of alopecia X and to determine more appropriate treatments for this disorder. Resume ContexteL'alopecie X chez le chien est une alopecie non-inflammatoire qui peut etre causee par une anomalie hormonale. Elle est semblable a l'alopecie androgenique de l'homme causee par l'effet de la dihydrotestosterone (DHT). Les iso enzymes 5-reductases, 5R1 et 5R2, et une 5R3 recemment decrite, sont responsables de la conversion de la testosterone en DHT. Cependant, les 5-reductases presentes dans la peau du chien n'ont pas encore ete decrites. ObjectifsLe principal objectif de cette etude etait de determiner le patron d'expression des genes de 5-reductase dans la peau canine. MethodesDes biopsies cutanees ont ete obtenues de beagles jeunes a ages, intactes (3 males et 4 femelles), sains sur trois sites anatomiques classiquement atteints par l'alopeciex (cou dorsal, arriere des cuisses, et base de la queue) et deux sites generalement epargnes (dessus de la tete et thorax ventral). Des echantillons prostatiques (n=3) ont ete preleves comme controles positifs pour la mesure par PCR en temps reel de la quantite d'ARNm de 5-reductase. ResultatsNous detectons l'ARNm codant pour 5R1 et 5R3 mais pas 5R2. Il n'y avait pas de difference significative entre les taux d'ARNm de 5R1 et de 5R3 entre les differents sites anatomiques, quelque soit le genre (P>0.05). En outre, la quantite moyenne d'ARNm dans chaque site anatomique ne variait pas entre les males et les femelles (P>0.05). Conclusions et importance cliniqueA la connaissance des auteurs, ceci est la premiere etude demontrant l'expression de 5-reductases dans la peau de chien et demontrant l'expression de 5R3 dans ce tissu. Ces resultats peuvent aider a elucider la pathogenie de l'alopecie X et a determiner des traitements plus appropries pour cette atteinte. Resumen Introduccionla alopecia X en perros es una alopecia no inflamatoria que puede ser causada por una disfuncion hormonal. Hay un alopecia similar androgenica en humanos que esta causada por el efecto de la dihidrotestosterona (DHT). Las isoenzimas de la 5-reductasa, 5R1 y 5R2, y una mas recientemente descrita 5R3, son responsables de la conversion de la testosterona en dihidrotestosterona. Sin embargo, no se ha descrito que reductasa 5 esta presente en la piel canina. Objetivosel principal objetivo de este estudio fue determinar el patron de expresion de los genes de 5-reductasa en la piel canina. Metodosse obtuvieron biopsias de piel de perros sanos, enteros, jovenes de raza Beagle (tres machos, cuatro hembras) de tres zonas anatomicas distintas normalmente afectadas por alopecia X (cuello dorsal, parte trasera de los muslos, y base de la cola) y de otras zonas normalmente no afectadas (cabeza dorsal y torax ventral.). Se obtuvieron muestras de prostata (n=3) como controles positivos para valorar la abundancia de mRNA de 5-reductasa mediante PCR a tiempo real. Resultadosdetectamos mRNA codificando 5R1 y 5R3 pero no 5R2. No hubo diferencias significativas en los niveles de mRNA 5R1 y 5R3 entre los diferentes lugares anatomicos en machos ni hembras (P>0,05). Aun mas, la abundancia media de mRNA en cada lugar anatomico no fue diferente entre machos y hembras (P>0,05) Conclusiones e importancia clinicaa nuestro entender es el primer estudio demostrando la expresion de las 5-reductasas en la piel canina y demostrando la expresion de la 5R3 en este tejido. Estos resultados pueden ayudar a determinar la patogenesis de la alopecia X y determinar tratamientos mas apropiados para esta enfermedad. Zusammenfassung HintergrundDie Alopezia X des Hundes ist eine nicht entzundliche Alopezie, die durch eine hormonelle Storung verursacht sein konnte. Es ist ahnlich wie die androgene Alopezie des Menschen, die durch die Wirkung von Dihydrotestosteron (DHT) verursacht wird. Die 5-Reduktase Isoenzyme, 5R1 und 5R2, und ein unlangst beschriebenes 5R3, sind verantwortlich fur die Umwandlung von Testosteron in DHT. Es wurde jedoch bisher nicht beschrieben, welche 5-Reduktasen in der Haut des Hundes vorkommen. ZieleDas hauptsachliche Ziel dieser Studie war es, das Muster der Exprimierung des 5-Reduktase Gens in der Hundehaut zu bestimmen. MethodenEs wurden Hautbiopsien von gesunden, intakten jung-adulten Beagles (3 mannliche, 4 weibliche) an drei anatomischen Stellen, die normalerweise von Alopezia X betroffen sind (dorsal am Hals, kaudale Oberschenkel und Schwanzansatz) und von zwei Stellen, die normalerweise nicht betroffen sind (dorsal am Kopf und ventral am Thorax) genommen. Es wurden Prostataproben (n=3) als positive Kontrollen fur quantitative Messungen der 5-Reduktase mRNA mittels real-time PCR genommen. ErgebnisseWir fanden mRNA, welche 5R1 und 5R2, nicht aber 5R3 codierte. Es bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen 5R1 und 5R3 mRNA Werten zwischen den verschiedenen anatomischen Lokalisationen, egal um welches Geschlecht es sich handelte (P>0,05). Daruber hinaus unterschied sich die durchschnittliche mRNA Haufung an den diversen anatomischen Stelle nicht zwischen mannlichen und weiblichen Tieren (P>0,05). Schlussfolgerungen und klinische BedeutungNach bestem Wissen der Autoren handelt es sich hierbei um die erste Studie, die die Exprimierung der 5-Reduktasen in der Hundehaut sowie die Exprimierung von 5R3 im Gewebe demonstriert. Diese Ergebnisse konnten helfen, die Pathogenese der Alopezia X zu erhellen und dazu beitragen, sinnvollere Behandlungsmoglichkeiten fur diese Erkrankung zu finden.