Πώς τα μικρόβια του δέρματός σας διαμορφώνουν την ανοσία, τη φλεγμονή και τις χρόνιες δερματικές παθήσεις

Πώς τα μικρόβια του δέρματός σας διαμορφώνουν την ανοσία, τη φλεγμονή και τις χρόνιες δερματικές παθήσεις

Από την παιδική ηλικία μέχρι την ενηλικίωση, τα βακτήρια και οι μύκητες στο δέρμα σας βοηθούν το ανοσοποιητικό σας σύστημα - αλλά όταν αυτές οι συμβουλές ισορροπούν, μπορεί να ακολουθήσει χρόνια φλεγμονή. Αυτή η νέα κριτική δείχνει πώς και γιατί.

Δημοσιεύτηκε σε πρόσφατη κριτική στο περιοδικόΠειραματική και μοριακή ιατρικήΟι ερευνητές στη Νότια Κορέα μελέτησαν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της κοινής μικροχλωρίδας του δέρματος και του επιθηλίου και του ανοσοποιητικού συστήματος σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ζωής και εξέτασαν την επίδρασή τους στην υγεία και τις ασθένειες.

φόντο

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί το δέρμα σας επουλώνεται διαφορετικά σε διαφορετικές ηλικίες ή γιατί μερικοί άνθρωποι είναι πιο επιρρεπείς σε καταστάσεις όπως το έκζεμα ή η ακμή; Μια ένδειξη βρίσκεται στους μικροσκοπικούς κατοίκους του δέρματός σας. Το ανθρώπινο δέρμα φιλοξενεί δισεκατομμύρια μικροοργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων, μυκήτων και ιών, οι οποίοι δεν είναι απλώς παθητικοί επιβάτες. Αυτά τα κοινά μικρόβια σχηματίζουν ενεργά ανοσοαποκρίσεις και επισκευάζουν ιστούς. Από την παιδική ηλικία μέχρι την ενηλικίωση, εκπαιδεύουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, προστατεύουν από παθογόνους παράγοντες και διατηρούν την ακεραιότητα της λειτουργίας φραγμού. Ωστόσο, οι ανισορροπίες σε αυτό το οικοσύστημα μπορεί να οδηγήσουν σε φλεγμονές και χρόνιες δερματικές παθήσεις. Παρά τη γνώση αυτή, οι μοριακές οδοί και οι μακροπρόθεσμες συνέπειες αυτών των μικροβιακών αλληλεπιδράσεων παραμένουν διακριτές, απαιτώντας περαιτέρω έρευνα.

Δέρμα: ένας βιότοπος και μια διεπαφή του ανοσοποιητικού

Τα νεογνά με υψηλότερα επίπεδα Staphylococcus hominis σε ηλικία 2 μηνών έχουν 40% χαμηλότερο κίνδυνο ατοπικής δερματίτιδας σε ηλικία 1 ετών, υποδηλώνοντας προβλήματα πρώιμου αποικισμού.

Το δέρμα είναι κάτι περισσότερο από μια προστατευτική ασπίδα – είναι ένα οικοσύστημα. Η επιφάνειά του αποτελείται από επιδερμίδα, χόριο και υποδόριο ιστό και παρέχει κόγχες για μια ποικιλία συμπαθητικών μικροβίων. Αυτοί οι μικροοργανισμοί, συμπεριλαμβανομένωνStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. acnes), διερευνήθηκε πειραματικάLactobacillus rhamnosusGg, καιMalasseziaΟι μύκητες αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα του δέρματος και συμβάλλουν στην ακεραιότητα του φραγμού, την ενυδάτωση και τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού.

Σαν συμπαραστάτεςS. epidermidisΥποστηρίξτε την επούλωση πληγών ενώS. hominisαναστέλλει την ανάπτυξη παθογόνων όπως:Staphylococcus aureus(S. aureus). Σε άλλους αρέσειC. acnesπαράγουν προπιονικό οξύ (ένα λιπαρό οξύ βραχείας αλυσίδας), το οποίο ενισχύει τον φραγμό του δέρματος ενεργοποιώντας τον υποδοχέα άλφα που ενεργοποιείται από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος (PPARα) στα κερατινοκύτταρα. Εν τω μεταξύ, μικροβιακοί μεταβολίτες όπως η ινδολο-3-αλδεΰδη και το κινολινικό οξύ ενεργοποιούν την οδό του υποδοχέα υδρογονάνθρακα αρυλίου (AHR) στα κερατινοκύτταρα, μειώνοντας τη φλεγμονή και ενδεχομένως ανακουφίζοντας ασθένειες όπως η ψωρίαση. Επιπλέον,MalasseziaΈχει αποδειχθεί ότι αναστέλλειS. aureusΣχηματισμός βιοφίλμ που υποστηρίζει τη μικροβιακή ισορροπία στην επιφάνεια του δέρματος.

Η μικροχλωρίδα του δέρματος ρυθμίζει τόσο την ομοιόσταση του δέρματος όσο και τη λειτουργία του φραγμού. Βελτιώνουν τη λειτουργία του φραγμού ενεργοποιώντας την οδό AHR στα κερατινοκύτταρα. Επιπλέον, οι μεταβολίτες (IALD και κινολινικό οξύ) από τη μικροχλωρίδα του δέρματος ανακουφίζουν τη φλεγμονή του δέρματος ενεργοποιώντας τη σηματοδότηση AHR στα κερατινοκύτταρα. Αυτή η οδός αναστέλλει το TSLP και το φλεγμονώδες NLRP3, εξασθενώντας έτσι την ατοπική δερματίτιδα και την ψωρίαση. COMPORSAL MICROBIOTA COMOLISION των τραυμάτων του δέρματος σχηματίζουν σύμπλοκα βακτηριακού DNA Cxcl10 που ενεργοποιούν τα πλασματοκυτταροειδή δενδριτικά κύτταρα (PDC) για να παράγουν ιντερφερόνες τύπου Ι. Αυτά τα PDC προάγουν την επιδιόρθωση των ιστών μέσω διαδικασιών που προκαλούνται από μακροφάγους. Η μικροχλωρίδα του δέρματος COMMENSAL διεγείρει τα κερατινοκύτταρα για να δημιουργήσουν παράγοντες βλαστοκυττάρων (SCF) που επάγουν την ωρίμανση των μαστοκυττάρων. Το S. epidermidis ενισχύει τον φραγμό του δέρματος, προάγει την επισκευή των ιστών, διατηρεί την ομοιόσταση και προκαλεί ανεκτικότητα σε συμπαθητικούς μικροοργανισμούς. Αυτό επιτυγχάνεται με την παραγωγή κεραμιδίων και την επαγωγή Τ-λεμφοκυττάρων ειδικών για επισήμανση μέσω αλληλεπιδράσεων με κύτταρα DCs και Treg μέσω πεπτιδικών συνδετών και αναγνώρισης αντιγόνου. Επιπλέον, το S. epidermidis μπορεί να επιδεινώσει τη φλεγμονή του δέρματος μέσω της επέκτασης των γδ Τ κυττάρων. Το C. acnes υποστηρίζει επίσης τη λειτουργία του δερματικού φραγμού παράγοντας τριγλυκερίδια και ομοίως συμβάλλει στη φλεγμονή μέσω της επέκτασης των γδ Τ κυττάρων. Η Malassezia, ένας μύκητας του δέρματος, αναστέλλει το σχηματισμό βιοφίλμ από το S. aureus.

Προγραμματισμός πρώιμης ζωής και ανοσοποιητικού

Οι αρχικές συναντήσεις με τη μικροχλωρίδα του δέρματος κατά τη βρεφική ηλικία αφήνουν μόνιμα σημάδια. Για παράδειγμα, έκθεση σε βακτήρια που παράγουν ριβοφλαβίνη όπως:S. epidermidisπροάγει την ανάπτυξη σχετιζόμενων με το βλεννογόνο αμετάβλητων Τ (Mait) κυττάρων και ρυθμιστικών Τ (Treg) κυττάρων, τα οποία είναι απαραίτητα για την ανοσολογική ανοχή. Αυτά τα αποτελέσματα επιμένουν μέχρι την ενηλικίωση και διαμορφώνουν την απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος στα μικρόβια και τους τραυματισμούς.

Μελέτες σε ποντίκια έχουν δείξει ότι η πρώιμη έκθεση σεS. aureusμπορεί ακόμη και να προστατεύσει από την ανάπτυξη ατοπικής δερματίτιδας αργότερα στη ζωή. Αντίθετα, η πρώιμη έκθεση ή η διάσπαση του δερματικού φραγμού κατά τη βρεφική ηλικία μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη φλεγμονή και ασθένειες όπως η ψωρίαση στην ενήλικη ζωή. Αυτές οι πρώιμες μικροβιακές συναντήσεις μπορούν να οδηγήσουν σε ανοσοαποτύπωση μέσω της αναδιαμόρφωσης της χρωματίνης και των αλλαγών προσβασιμότητας γονιδίων, αν και η εμμονή αυτών των επιπτώσεων απαιτεί περαιτέρω μελέτη.

Αλληλεπίδραση μικροβίων-ανοσοκυττάρων

Η ινδόλη-3-αλδεΰδη, ένας μεταβολίτης από βακτήρια του δέρματος όπως ο Lactobacillus, ηρεμεί τη φλεγμονή κατευθύνοντας τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος προς την ανοχή και όχι την επίθεση.

Τα μικρόβια COMMENSAL διεξάγουν συνεχή διασταύρωση με κύτταρα του ανοσοποιητικού που κατοικούν στο δέρμα, όπως μακροφάγα, δενδριτικά κύτταρα (DCs), γ-δέλτα (γδ) Τ κύτταρα και έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα (ILCs). Για παράδειγμα,S. epidermidisΤα πεπτίδια ενεργοποιούν τα DCs, τα οποία στη συνέχεια χρωματίζουν συγκεκριμένα Τ κύτταρα για μικροβιακή ανοχή. Ομοίως, τα μακροφάγα του δέρματος ρυθμίζουν τις βακτηριακές λοιμώξεις ελέγχοντας την αποικοδόμηση του υαλουρονικού οξέος, ενώ τα DC και τα κερατινοκύτταρα αναγνωρίζουν τα μικρόβια μέσω υποδοχέων τύπου Toll (TLRs) και πυροδοτούν ανοσοαποκρίσεις.

Όταν διαταραχθεί αυτή η ισορροπία, εμφανίζεται φλεγμονή.S. aureusΓια παράδειγμα, η α-τοξίνη ενεργοποιεί τον ενεργοποιημένο από πρωτεάση υποδοχέα 1 (PAR1) στους νευρώνες, προκαλώντας φαγούρα και βλάβη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ίδια μικρόβια που προάγουν την επούλωση μπορεί να προκαλέσουν ασθένειες όταν διεισδύουν σε βαθύτερα ή βαθύτερα στρώματα του δέρματος.

Δερματικές διαταραχές και μικροβιακές μετατοπίσεις

Το βουτυρικό από S. epidermidis αυξάνει την παραγωγή αντιμικροβιακών πεπτιδίων στα κερατινοκύτταρα και δρα σαν φυσικό εργοστάσιο αντιβιοτικών στο δέρμα σας.

Καταστάσεις όπως η ατοπική δερματίτιδα, η ψωρίαση και η ακμή συνδέονται στενά με τη μικροβιακή ανισορροπία, που ονομάζεται δυσβίωση. Στην ατοπική δερματίτιδα, η μειωμένη φιλαγκρίνη (μια πρωτεΐνη ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία του φραγμού) οδηγεί σε υπερανάπτυξηS. aureusη οποία επιδεινώνει τη φλεγμονή διεγείροντας τα Τ βοηθητικά κύτταρα 2 (Th2) μέσω κυτοκινών όπως η ιντερλευκίνη-33 (IL-33) και η θυμική στρωματική λεμφοποιητίνη (TSLP).

Η ψωρίαση, η οποία επηρεάζει το 1–3% του παγκόσμιου πληθυσμού, προκαλείται από τον άξονα ιντερλευκίνη-23-ΙΝΤΕΡΛΕΥΚΙΝ-17 (IL-23-IL-17). Τα ποντίκια χωρίς μικροβίωμα έχουν πιο ήπια συμπτώματα, υποδεικνύοντας ότι ορισμένα βακτήρια επιδεινώνουν τη φλεγμονή.Staphylococcus WarneriΚαιCandida albicansεπιδεινώνει τις βλάβες κατά τη διάρκειαStaphylococcus CohniiΕμφανίζεται προστατευτικός, πιθανότατα μέσω της καταστολής της σηματοδότησης της IL-17, ενός βασικού μοχλού της ψωριασικής φλεγμονής.

Ακμή, που συχνά κατηγορείταιC. acnesείναι πιο αποχρώσεις. Ενώ αυτό το βακτήριο δεν είναι απαραίτητα πιο κοινό σε άτομα που πάσχουν από ακμή, η ισορροπία του με άλλα μικρόβια όπως π.χS. epidermidisεπηρεάζει τη φλεγμονή. Η σοβαρότητα της ακμής συσχετίζεται με μειωμένη μικροβιακή ποικιλότητα και αυξημένη αφθονία Firmicutes και αυξημένηΕντεροκόκκοςΕίδος. Η ανασκόπηση δεν εξετάζει την εμπλοκή των μυκήτων στην ακμή και τέτοιες συσχετίσεις παραμένουν ανεπιβεβαίωτες.

Φίλος ή εχθρός; Το συμπαραστατικό δίλημμα

Τι καθορίζει αν ένα μικρόβιο βοηθά ή βλάπτει; Υπό υγιεινές συνθήκες, τα συμπαραστάτη είναι ανεκτά. Ωστόσο, υπό καταστολή του ανοσοποιητικού ή ελαττώματα του δερματικού φραγμού, ακόμη και τα φιλικά μικρόβια μπορούν να γίνουν ευκαιριακά παθογόνα. Για παράδειγμα,S. epidermidisμπορεί να μετατοπιστεί από συμβίωση σε απειλή παράγοντας λιπάσες και πρωτεάσες. Παρόμοιος,MalasseziaΚαιC. albicansτυπικά αβλαβείς μύκητες, μπορεί να προκαλέσουν ασθένεια εάν η ανοσία υποχωρήσει.

Το ανοσοποιητικό σύστημα διακρίνει τον Freund από το FOE μέσω διαφόρων ενδείξεων, συμπεριλαμβανομένων των μικροβιακών μεταβολιτών και των παραγόντων λοιμογόνου δράσης. Για παράδειγμα,S. aureusΗ α-τοξίνη περιορίζει το σχηματισμό Treg, οδηγώντας σε ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού αντί για ανοχή. Ενώ οι υποδοχείς αναγνώρισης προτύπων όπως τα TLR εμπλέκονται στη μικροβιακή εφεύρεση, η ανασκόπηση δεν περιγράφει λεπτομερώς συγκεκριμένους μηχανισμούς διάκρισης πρώιμης ζωής. Η κατανόηση αυτού του μικροβιακού διακόπτη θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερες θεραπείες για φλεγμονώδεις ασθένειες.

Γιατί η επιγενετική είναι σημαντική

Τα μικρόβια του δέρματος όπωςS. epidermidisμπορεί να επηρεάσει την ανοσολογική ανάπτυξη αλλάζοντας τη δομή της χρωματίνης και αυξάνοντας την προσβασιμότητα σε βασικά γονίδια του ανοσοποιητικού. Ορισμένα βακτήρια παράγουν SCFAs όπως το βουτυρικό, το οποίο εμποδίζει τις αποακετυλάσες ιστόνης και μειώνει την ανάπτυξη παθογόνων. Οι ερευνητές εξακολουθούν να μελετούν πόσο μακροχρόνιες είναι αυτές οι αλλαγές και αν διαμορφώνουν την ανοσολογική μνήμη.

Αυτά τα ευρήματα ανοίγουν νέες πόρτες. Θα μπορούσαν οι ανοιξιάτικες παρεμβάσεις με προβιοτικά να αποτρέψουν τις χρόνιες δερματικές παθήσεις; Θα μπορούσαν οι μεταβολίτες που προέρχονται από μικροβία να γίνουν θεραπείες επόμενης γενιάς; Η έρευνα για την επιγενετική επίδραση του μικροβιώματος του δέρματος μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση αυτών των ερωτήσεων.

συμπεράσματα

Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη καταδεικνύει πώς η ανάπτυξη του ανοσοποιητικού, η ακεραιότητα του φραγμού και η ευαισθησία σε ασθένειες από την πρώιμη ζωή έως την ενήλικη ζωή διαμορφώνουν την κοινή μικροχλωρίδα του δέρματος. Αυτά τα μικρόβια δεν είναι παθητικοί επιβάτες. Εκπαιδεύουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, προάγουν την επισκευή των ιστών και ακόμη και ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων μέσω επιγενετικών τροποποιήσεων. Ωστόσο, διαταραχές που οφείλονται σε γενετικές μεταλλάξεις, περιβαλλοντικούς παράγοντες ή αντιμικροβιακές θεραπείες μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδεις ασθένειες όπως η ατοπική δερματίτιδα, η ψωρίαση και η ακμή. Η αναγνώριση της αμφίδρομης αλληλεπίδρασης μεταξύ των μικροβίων του δέρματος και των συστημάτων ξενιστή υπογραμμίζει την ανάγκη για εξατομικευμένες θεραπείες που προέρχονται από το μικροβίωμα. Η αποσαφήνιση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων των μικροβιακών αλληλεπιδράσεων στη γονιδιακή έκφραση και την ανοσολογική μνήμη θα μπορούσε να ενημερώσει τις μελλοντικές προσεγγίσεις για τη θεραπεία χρόνιων δερματικών παθήσεων. Η αξιοποίηση αυτής της μικροβιακής επιρροής προσφέρει πολλά υποσχόμενους τρόπους για την καλύτερη αντιμετώπιση των χρόνιων δερματικών παθήσεων και τη συνολική υγεία του δέρματος.

Πηγές: