كيف تشكل ميكروبات جلدك المناعة والالتهابات والأمراض الجلدية المزمنة

كيف تشكل ميكروبات جلدك المناعة والالتهابات والأمراض الجلدية المزمنة

منذ الطفولة وحتى البلوغ، تساعد البكتيريا والفطريات الموجودة على جلدك جهاز المناعة لديك - ولكن عندما يتوازن هذا التوازن، يمكن أن يتبع ذلك التهاب مزمن. توضح هذه المراجعة الجديدة كيف ولماذا.

نشرت في مراجعة حديثة في المجلةالطب التجريبي والجزيئيدرس الباحثون في كوريا الجنوبية التفاعلات بين الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الجلد والجهاز الظهاري والمناعي طوال عمر الإنسان وفحصوا تأثيرها على الصحة والمرض.

خلفية

هل سبق لك أن تساءلت عن سبب اختلاف شفاء بشرتك في مختلف الأعمار أو لماذا يكون بعض الأشخاص أكثر عرضة لحالات مثل الأكزيما أو حب الشباب؟ أحد الأدلة يكمن في الكائنات المجهرية الموجودة في بشرتك. يعد جلد الإنسان موطنًا لمليارات الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات، والتي ليست مجرد ركاب سلبيين. تعمل هذه الميكروبات المتعايشة على تكوين استجابات مناعية وإصلاح الأنسجة. من الطفولة إلى البلوغ، يقومون بتدريب الخلايا المناعية، والحماية من مسببات الأمراض، والحفاظ على سلامة وظيفة الحاجز. ومع ذلك، فإن الاختلالات في هذا النظام البيئي يمكن أن تؤدي إلى الالتهابات والأمراض الجلدية المزمنة. وعلى الرغم من هذه المعرفة، فإن المسارات الجزيئية والعواقب طويلة المدى لهذه التفاعلات الميكروبية تظل مميزة، مما يتطلب المزيد من البحث.

الجلد: موطن وواجهة مناعية

الأطفال حديثي الولادة الذين لديهم مستويات أعلى من المكورات العنقودية البشرية في عمر شهرين لديهم خطر أقل بنسبة 40٪ للإصابة بالتهاب الجلد التأتبي في عمر واحد، مما يشير إلى مشاكل الاستعمار المبكر.

الجلد أكثر من مجرد درع واقٍ - إنه نظام بيئي. يتكون سطحه من البشرة والأدمة والأنسجة تحت الجلد ويوفر منافذ لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة المتعايشة. هذه الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلكالمكورات العنقودية البشروية(S. البشرة)،حب الشباب الجلدي(ج. حب الشباب)، تم بحثها تجريبيااكتوباكيللوس رهامنوسوسجي جي، والملاسيزيةتتفاعل الفطريات مع خلايا الجلد وتساهم في سلامة الحاجز وترطيبه وتعديل المناعة.

مثل التعويضاتS. البشرةدعم التئام الجروح أثناءS. هومينيسيمنع نمو مسببات الأمراض مثل:المكورات العنقودية الذهبية(المكورات العنقودية الذهبية). آخرون يحبونج. حب الشبابإنتاج حمض البروبيونيك (حمض دهني قصير السلسلة)، الذي يقوي حاجز الجلد عن طريق تنشيط مستقبل ألفا المنشط بالبيروكسيسوم (PPARα) في الخلايا الكيراتينية. وفي الوقت نفسه، تعمل المستقلبات الميكروبية مثل الإندول -3 ألدهيد وحمض الكينولينيك على تنشيط مسار مستقبلات الهيدروكربون الأريل (AHR) في الخلايا الكيراتينية، مما يقلل الالتهاب ويحتمل أن يخفف من الأمراض مثل الصدفية. بالإضافة إلى ذلك،الملاسيزيةلقد ثبت أنه يمنعالمكورات العنقودية الذهبيةتكوين الغشاء الحيوي الذي يدعم التوازن الميكروبي على سطح الجلد.

تنظم الكائنات الحية الدقيقة في الجلد توازن الجلد ووظيفة الحاجز. تعمل على تحسين وظيفة الحاجز عن طريق تنشيط مسار AHR في الخلايا الكيراتينية. علاوة على ذلك، فإن المستقلبات (IALD وحمض الكينولينيك) من الكائنات الحية الدقيقة في الجلد تخفف من التهاب الجلد عن طريق تنشيط إشارات AHR في الخلايا الكيراتينية. يمنع هذا المسار الجسيم الالتهابي TSLP وNLRP3، وبالتالي يخفف من التهاب الجلد التأتبي والصدفية. تشكل الميكروبات المصاحبة لجروح الجلد مجمعات الحمض النووي البكتيرية Cxcl10 التي تنشط الخلايا الجذعية البلازمية (PDCs) لإنتاج إنترفيرون من النوع الأول. تعمل هذه الخلايا PDC على تعزيز إصلاح الأنسجة من خلال العمليات التي تتم بوساطة البلاعم. تحفز الكائنات الحية الدقيقة الجلدية المتعايشة الخلايا الكيراتينية على توليد عوامل الخلايا الجذعية (SCFs) التي تحفز نضوج الخلايا البدينة. S. epidermidis يقوي حاجز الجلد، ويعزز إصلاح الأنسجة، ويحافظ على التوازن، ويحث على تحمل الكائنات الحية الدقيقة المتعايشة. يتم تحقيق ذلك عن طريق إنتاج سيراميد وتحفيز الخلايا التائية الخاصة بالملصقات من خلال التفاعلات مع الخلايا DC وخلايا Treg عبر بروابط الببتيد والتعرف على المستضد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي S. epidermidis إلى تفاقم التهاب الجلد من خلال توسع خلايا γδ T. يدعم C. Acnes أيضًا وظيفة حاجز الجلد عن طريق إنتاج الدهون الثلاثية ويساهم بالمثل في الالتهاب من خلال توسع الخلايا التائية. تمنع الملاسيزية، وهي فطريات جلدية، تكوين الأغشية الحيوية بواسطة المكورات العنقودية الذهبية.

الحياة المبكرة والبرمجة المناعية

اللقاءات الأولية مع الكائنات الحية الدقيقة في الجلد أثناء مرحلة الطفولة تترك علامات دائمة. على سبيل المثال، التعرض للبكتيريا المنتجة للريبوفلافين مثل:S. البشرةيعزز تطوير خلايا T (Mait) الثابتة المرتبطة بالغشاء المخاطي وخلايا T (Treg) التنظيمية، والتي تعتبر ضرورية لتحمل المناعة. تستمر هذه التأثيرات حتى مرحلة البلوغ وتشكل استجابة الجهاز المناعي للميكروبات والإصابات.

وقد أظهرت الدراسات التي أجريت على الفئران أن التعرض المبكر للالمكورات العنقودية الذهبيةقد يحمي حتى من تطور التهاب الجلد التأتبي في وقت لاحق من الحياة. وعلى العكس من ذلك، فإن التعرض المبكر أو تعطيل حاجز الجلد أثناء الطفولة يمكن أن يؤدي إلى زيادة الالتهابات والأمراض مثل الصدفية في مرحلة البلوغ. يمكن أن تؤدي هذه اللقاءات الميكروبية المبكرة إلى البصمة المناعية من خلال إعادة تشكيل الكروماتين وتغييرات إمكانية الوصول إلى الجينات، على الرغم من أن استمرار هذه التأثيرات يتطلب مزيدًا من البحث.

تفاعل الخلايا المناعية الميكروبيوتا

إندول-3-ألدهيد، وهو مستقلب من بكتيريا الجلد مثل العصيات اللبنية، يهدئ الالتهاب عن طريق توجيه الخلايا المناعية نحو التحمل بدلاً من الهجوم.

تجري الميكروبات المتعايشة نقاشًا متبادلًا مستمرًا مع الخلايا المناعية التي تعيش في الجلد مثل الخلايا البلعمية والخلايا الجذعية (DC) وخلايا غاما دلتا (γδ) التائية والخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs). على سبيل المثال،S. البشرةتقوم الببتيدات بتنشيط الخلايا الجذعية، التي تقوم بعد ذلك بصبغ خلايا T معينة من أجل تحمل الميكروبات. وبالمثل، تنظم الخلايا البلعمية الجلدية الالتهابات البكتيرية عن طريق التحكم في تدهور حمض الهيالورونيك، في حين تتعرف الخلايا DC والخلايا الكيراتينية على الميكروبات عبر مستقبلات Toll-like (TLRs) وتحفز الاستجابات المناعية.

وعندما ينتهك هذا التوازن، يحدث الالتهاب.المكورات العنقودية الذهبيةعلى سبيل المثال، ينشط سموم ألفا مستقبلات البروتياز 1 (PAR1) في الخلايا العصبية، مما يسبب الحكة والضرر. في بعض الحالات، نفس الميكروبات التي تعزز الشفاء يمكن أن تسبب المرض عندما تخترق طبقات أعمق أو أعمق من الجلد.

اضطرابات الجلد والتحولات الميكروبية

تعمل الزبدات الموجودة في S. epidermidis على زيادة إنتاج الببتيد المضاد للميكروبات في الخلايا الكيراتينية وتعمل كمصنع مضاد حيوي طبيعي على بشرتك.

ترتبط حالات مثل التهاب الجلد التأتبي والصدفية وحب الشباب ارتباطًا وثيقًا بعدم التوازن الميكروبي، والذي يسمى ديسبيوسيس. في التهاب الجلد التأتبي، يؤدي انخفاض الفيلاجرين (بروتين ضروري لوظيفة الحاجز) إلى فرط نمو الجلد.المكورات العنقودية الذهبيةمما يؤدي إلى تفاقم الالتهاب عن طريق تحفيز الخلايا التائية المساعدة 2 (Th2) من خلال السيتوكينات مثل إنترلوكين 33 (IL-33) والليمفوبويتين اللحمي الغدة الصعترية (TSLP).

الصدفية، التي تصيب 1-3% من سكان العالم، مدفوعة بمحور إنترلوكين-23-إنترلوكين-17 (IL-23-IL-17). الفئران التي ليس لديها ميكروبات لها أعراض أكثر اعتدالا، مما يشير إلى أن بعض البكتيريا تؤدي إلى تفاقم الالتهاب.المكورات العنقودية وارنيريوالمبيضات البيضاءتفاقم الآفات أثناءالمكورات العنقودية كوهنييبدو وقائيًا، على الأرجح من خلال قمع إشارات IL-17، وهو المحرك الرئيسي لالتهاب الصدفية.

حب الشباب، وغالبا ما يتم إلقاء اللوم عليهج. حب الشبابهو أكثر دقة. في حين أن هذه البكتيريا ليست بالضرورة أكثر شيوعا في المصابين بحب الشباب، إلا أنها تتوازن مع الميكروبات الأخرى مثلS. البشرةيؤثر على الالتهاب. ترتبط شدة حب الشباب بانخفاض التنوع الميكروبي وزيادة وفرة Firmicutes وزيادةالمكورات المعويةصِنف. لا تتناول المراجعة المشاركة الفطرية في حب الشباب، ولا تزال هذه الارتباطات غير مؤكدة.

صديق أم عدو؟ معضلة التعايش

ما الذي يحدد ما إذا كان الميكروب يساعد أم يضر؟ في ظل الظروف الصحية، يتم التسامح مع التعايش. ومع ذلك، في ظل كبت المناعة أو عيوب حاجز الجلد، حتى الميكروبات الصديقة يمكن أن تصبح مسببات أمراض انتهازية. على سبيل المثال،S. البشرةيمكن أن يتحول من المتعايش إلى التهديد عن طريق إنتاج الليباز والبروتياز. مشابه،الملاسيزيةوجيم المبيضةالفطريات غير الضارة عادة، يمكن أن تسبب المرض إذا تعثرت المناعة.

يميز الجهاز المناعي فرويند عن FOE من خلال إشارات مختلفة، بما في ذلك المستقلبات الميكروبية وعوامل الفوعة. على سبيل المثال،المكورات العنقودية الذهبيةيحد سموم ألفا من تكوين Treg، مما يؤدي إلى تنشيط المناعة بدلاً من التسامح. في حين أن مستقبلات التعرف على الأنماط مثل المستقبلات TLRs تشارك في الاختراعات الميكروبية، إلا أن المراجعة لا تتضمن تفاصيل آليات محددة للتمييز في بداية الحياة. إن فهم هذا التحول الميكروبي يمكن أن يؤدي إلى علاجات أفضل للأمراض الالتهابية.

لماذا يعتبر علم الوراثة اللاجينية مهمًا

ميكروبات الجلد مثلS. البشرةقد يؤثر على تطور المناعة عن طريق تغيير بنية الكروماتين وزيادة إمكانية الوصول إلى الجينات المناعية الرئيسية. تنتج بعض البكتيريا SCFAs مثل الزبدات، التي تمنع إنزيم هيستون دياسيتيلاز وتقلل من نمو مسببات الأمراض. ولا يزال الباحثون يدرسون مدى استمرار هذه التغييرات وما إذا كانت تشكل الذاكرة المناعية.

هذه النتائج تفتح أبوابا جديدة. هل يمكن لتدخلات الربيع باستخدام البروبيوتيك أن تمنع الأمراض الجلدية المزمنة؟ هل يمكن أن تصبح المستقلبات المشتقة من الكائنات الحية الدقيقة علاجات من الجيل التالي؟ يمكن أن يساعد البحث في التأثير اللاجيني لميكروبيوم الجلد في الإجابة على هذه الأسئلة.

الاستنتاجات

في الختام، توضح هذه الدراسة كيف يشكل تطور المناعة، وسلامة الحاجز، والقابلية للإصابة بالأمراض من الحياة المبكرة إلى مرحلة البلوغ، الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الجلد. هذه الميكروبات ليست ركابًا سلبيين؛ فهي تدرب الخلايا المناعية، وتعزز إصلاح الأنسجة، بل وتنظم التعبير الجيني من خلال التعديلات اللاجينية. ومع ذلك، فإن الاضطرابات الناجمة عن الطفرات الجينية أو العوامل البيئية أو العلاجات المضادة للميكروبات يمكن أن تؤدي إلى أمراض التهابية مثل التهاب الجلد التأتبي والصدفية وحب الشباب. إن التعرف على الحديث المتبادل ثنائي الاتجاه بين ميكروبات الجلد والأنظمة المضيفة يسلط الضوء على الحاجة إلى علاجات شخصية مشتقة من الميكروبيوم. إن توضيح التأثيرات طويلة المدى للتفاعلات الميكروبية على التعبير الجيني والذاكرة المناعية يمكن أن يفيد النهج المستقبلي لعلاج الأمراض الجلدية المزمنة. يوفر تسخير هذا التأثير الميكروبي طرقًا واعدة لعلاج الأمراض الجلدية المزمنة بشكل أفضل وصحة الجلد بشكل عام.

مصادر: