Как микробите на вашата кожа оформят имунитета, възпалението и хроничните кожни заболявания

Как микробите на вашата кожа оформят имунитета, възпалението и хроничните кожни заболявания

От детството до зряла възраст бактериите и гъбичките по кожата ви помагат на имунната ви система – но следвайки тези балансирани съвети, може да последва хронично възпаление. Този нов преглед показва как и защо.

Публикувано в скорошен преглед в JournalЕкспериментална и молекулярна медицинаИзследователите в Южна Корея изследваха взаимодействията между коменсалната микробиота на кожата и епителната и имунната система през целия човешки живот и изследваха тяхното влияние върху здравето и болестите.

фон

Чудили ли сте се някога защо кожата ви зараства по различен начин на различна възраст или защо някои хора са по-склонни към състояния като екзема или акне? Една улика се крие в микроскопичните обитатели на вашата кожа. Човешката кожа е дом на милиарди микроорганизми, включително бактерии, гъбички и вируси, които не са просто пасивни пътници. Тези комменсални микроби активно формират имунни отговори и възстановяват тъканите. От детството до зрелостта те тренират имунните клетки, предпазват от патогени и поддържат целостта на бариерната функция. Дисбалансите в тази екосистема обаче могат да предизвикат възпаление и хронични кожни заболявания. Въпреки това знание, молекулярните пътища и дългосрочните последици от тези микробни взаимодействия остават отличителни, което изисква допълнителни изследвания.

Кожа: местообитание и имунен интерфейс

Новородените с по-високи нива на Staphylococcus hominis на 2-месечна възраст имат 40% по-нисък риск от атопичен дерматит на 1-годишна възраст, което показва проблеми с ранната колонизация.

Кожата е повече от защитен щит – тя е екосистема. Повърхността му се състои от епидермис, дерма и подкожна тъкан и осигурява ниши за разнообразна комменсална микробиота. Тези микроорганизми, включителноStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Кутибактериум акне(C. акне), изследвани експерименталноLactobacillus rhamnosusGg иМаласезияГъбичките взаимодействат с кожните клетки и допринасят за целостта на бариерата, хидратацията и имунната модулация.

Като коменсалиS. epidermidisПодпомага заздравяването на рани, докатоS. hominisинхибира растежа на патогени като:Стафилококус ауреус(S. aureus). Други катоC. акнепроизвеждат пропионова киселина (късоверижна мастна киселина), която укрепва кожната бариера чрез активиране на пероксизомен пролифератор-активиран рецептор алфа (PPARα) в кератиноцитите. Междувременно, микробни метаболити като индол-3-алдехид и хинолинова киселина активират пътя на арил въглеводороден рецептор (AHR) в кератиноцитите, намалявайки възпалението и потенциално облекчавайки заболявания като псориазис. Освен това,МаласезияДоказано е, че инхибираS. aureusОбразуване на биофилм, който поддържа микробния баланс на повърхността на кожата.

Кожната микробиота регулира както кожната хомеостаза, така и бариерната функция. Те подобряват бариерната функция чрез активиране на AHR пътя в кератиноцитите. Освен това метаболитите (IALD и хинолинова киселина) от кожната микробиота облекчават възпалението на кожата чрез активиране на AHR сигнализирането в кератиноцитите. Този път инхибира TSLP и NLRP3 инфламазомата, като по този начин отслабва атопичния дерматит и псориазис. COMPORSAL MICROBIOTA COMOLISION на кожни рани образуват Cxcl10 бактериални ДНК комплекси, които активират плазмоцитоидни дендритни клетки (PDCs) за производство на интерферони тип I. Тези PDC насърчават възстановяването на тъканите чрез процеси, медиирани от макрофаги. Кожната микробиота COMMENSAL стимулира кератиноцитите да генерират фактори на стволови клетки (SCF), които индуцират узряването на мастоцитите. S. epidermidis укрепва кожната бариера, насърчава възстановяването на тъканите, поддържа хомеостазата и предизвиква толерантност към комменсални микроорганизми. Това се постига чрез производство на керамиди и индуциране на специфични за етикети Т клетки чрез взаимодействия с DC и Treg клетки чрез пептидни лиганди и разпознаване на антигени. Освен това, S. epidermidis може да изостри възпалението на кожата чрез разширяване на γδ Т клетки. C. acnes също поддържа функцията на кожната бариера, като произвежда триглицериди и по подобен начин допринася за възпалението чрез разширяване на γδ Т клетките. Malassezia, кожна гъбичка, инхибира образуването на биофилм от S. aureus.

Ранен живот и имунно програмиране

Първоначалните срещи с кожната микробиота по време на ранна детска възраст оставят трайни следи. Например излагане на бактерии, произвеждащи рибофлавин, като:S. epidermidisнасърчава развитието на свързани с лигавицата инвариантни Т (Mait) клетки и регулаторни Т (Treg) клетки, които са от съществено значение за имунната толерантност. Тези ефекти продължават в зряла възраст и оформят реакцията на имунната система към микроби и наранявания.

Проучвания при мишки показват, че ранното излагане наS. aureusможе дори да предпази от развитие на атопичен дерматит по-късно в живота. Обратно, ранното излагане или нарушаването на кожната бариера по време на ранна детска възраст може да доведе до повишено възпаление и заболявания като псориазис в зряла възраст. Тези ранни микробни срещи могат да доведат до имуноотпечатване чрез ремоделиране на хроматин и промени в достъпността на гените, въпреки че устойчивостта на тези ефекти изисква допълнително изследване.

Взаимодействие микробиота-имунни клетки

Индол-3-алдехидът, метаболит от кожни бактерии като Lactobacillus, успокоява възпалението, като насочва имунните клетки към толерантност, а не към атака.

Микробите COMMENSAL водят постоянен кръстосан разговор с обитаващи кожата имунни клетки като макрофаги, дендритни клетки (DC), гама-делта (γδ) Т клетки и вродени лимфоидни клетки (ILC). например,S. epidermidisPeptides activate DCs, which then stain specific T cells for microbial tolerance. По подобен начин кожните макрофаги регулират бактериалните инфекции чрез контролиране на разграждането на хиалуроновата киселина, докато DC и кератиноцитите разпознават микробите чрез Toll-подобни рецептори (TLR) и предизвикват имунни отговори.

Когато този баланс се наруши, възниква възпаление.S. aureusНапример, α-токсинът активира протеаза-активиран рецептор 1 (PAR1) в невроните, причинявайки сърбеж и увреждане. В някои случаи същите микроби, които насърчават заздравяването, могат да причинят заболяване, когато проникнат в по-дълбоки или по-дълбоки слоеве на кожата.

Кожни нарушения и микробни промени

Бутиратът от S. epidermidis увеличава производството на антимикробни пептиди в кератиноцитите и действа като естествена фабрика за антибиотици върху кожата ви.

Състояния като атопичен дерматит, псориазис и акне са тясно свързани с микробния дисбаланс, наречен дисбиоза. При атопичния дерматит намаленият филагрин (протеин от решаващо значение за бариерната функция) води до свръхрастеж наS. aureusкоето влошава възпалението чрез стимулиране на Т хелпер 2 (Th2) клетки чрез цитокини като интерлевкин-33 (IL-33) и тимусен стромален лимфопоетин (TSLP).

Псориазисът, който засяга 1–3% от световното население, се управлява от оста интерлевкин-23-ИНТЕРЛЕУКИН-17 (IL-23-IL-17). Мишки без микробиота имат по-леки симптоми, което показва, че определени бактерии влошават възпалението.Staphylococcus WarneriИCandida albicansвлошава лезиите по време наStaphylococcus CohniiИзглежда защитен, вероятно чрез потискане на сигнализирането на IL-17, ключов двигател на псориатично възпаление.

Акнето, често обвиняваноC. акнее по-нюансиран. Въпреки че тази бактерия не е непременно по-често срещана при страдащите от акне, нейният баланс с други микроби, като напрS. epidermidisповлиява възпалението. Тежестта на акнето корелира с намаленото микробно разнообразие и увеличеното изобилие на Firmicutes и увеличенотоЕнтерококивидове. Прегледът не разглежда гъбичното участие в акне и подобни асоциации остават непотвърдени.

Приятел или враг? Коменсалната дилема

Какво определя дали един микроб помага или вреди? При здравословни условия комменсалите се толерират. Въпреки това, при имунна супресия или дефекти на кожната бариера, дори приятелските микроби могат да станат опортюнистични патогени. например,S. epidermidisможе да премине от симбионт към заплаха, като произвежда липази и протеази. Similar,МаласезияИC. albicansобикновено безобидни гъбички, могат да причинят заболяване, ако имунитетът отслабне.

Имунната система разграничава Freund от FOE чрез различни признаци, включително микробни метаболити и вирулентни фактори. например,S. aureusα-токсинът ограничава образуването на Treg, което води до имунно активиране вместо до толерантност. Докато рецепторите за разпознаване на образи, като TLR, участват в микробното изобретение, прегледът не дава подробности за специфични механизми за дискриминация в ранен живот. Разбирането на този микробен преход може да доведе до по-добро лечение на възпалителни заболявания.

Защо епигенетиката е важна

Кожните микроби катоS. epidermidisможе да повлияе на имунното развитие чрез промяна на структурата на хроматина и увеличаване на достъпността в ключови имунни гени. Някои бактерии произвеждат SCFA като бутират, които блокират хистон деацетилазата и намаляват растежа на патогена. Изследователите все още изучават колко дълготрайни са тези промени и дали оформят имунната памет.

Тези открития отварят нови врати. Могат ли пролетните интервенции с пробиотици да предотвратят хронични кожни заболявания? Могат ли метаболитите, получени от микробиотата, да станат терапии от следващо поколение? Изследването на епигенетичното влияние на кожния микробиом може да помогне да се отговори на тези въпроси.

Изводи

В заключение, това проучване демонстрира как имунното развитие, целостта на бариерата и чувствителността към болести от ранен живот до зряла възраст оформят комменсалната микробиота на кожата. Тези микроби не са пасивни пътници; Те тренират имунните клетки, насърчават възстановяването на тъканите и дори регулират генната експресия чрез епигенетични модификации. Въпреки това, нарушения, дължащи се на генетични мутации, фактори на околната среда или антимикробни лечения, могат да предизвикат възпалителни заболявания като атопичен дерматит, псориазис и акне. Разпознаването на двупосочното взаимодействие между кожните микроби и гостоприемните системи подчертава необходимостта от персонализирани терапии, получени от микробиома. Изясняването на дългосрочните ефекти от микробните взаимодействия върху генната експресия и имунната памет може да информира бъдещите подходи за лечение на хронични кожни заболявания. Използването на това микробно влияние предлага обещаващи пътища за по-добро лечение на хронични кожни заболявания и цялостно здраве на кожата.

източници: