Kuidas teie naha mikroobid kujundavad immuunsust, põletikku ja kroonilisi nahahaigusi

Kuidas teie naha mikroobid kujundavad immuunsust, põletikku ja kroonilisi nahahaigusi

Lapsepõlvest täiskasvanueani aitavad teie nahal olevad bakterid ja seened teie immuunsüsteemi, kuid kui need tasakaalunipid on saavutatud, võib järgneda krooniline põletik. See uus ülevaade näitab, kuidas ja miks.

Avaldatud ajakirjas Journal hiljutises ülevaatesEksperimentaalne ja molekulaarne meditsiinLõuna-Korea teadlased uurisid naha kommensaalse mikrobiota ning epiteeli ja immuunsüsteemi koostoimeid kogu inimese eluea jooksul ning uurisid nende mõju tervisele ja haigustele.

taustal

Kas olete kunagi mõelnud, miks teie nahk eri vanuses erinevalt paraneb või miks mõned inimesed on sellistele haigustele nagu ekseem või akne altid? Üks vihje peitub teie naha mikroskoopilistes asukates. Inimese nahk on koduks miljarditele mikroorganismidele, sealhulgas bakteritele, seentele ja viirustele, mis pole lihtsalt passiivsed reisijad. Need kommensaalsed mikroobid moodustavad aktiivselt immuunvastuseid ja parandavad kudesid. Lapsepõlvest täiskasvanueani treenivad nad immuunrakke, kaitsevad haigustekitajate eest ja säilitavad barjäärifunktsiooni terviklikkuse. Selle ökosüsteemi tasakaalustamatus võib aga põhjustada põletikku ja kroonilisi nahahaigusi. Vaatamata nendele teadmistele on nende mikroobide koostoimete molekulaarsed rajad ja pikaajalised tagajärjed endiselt iseloomulikud, mis nõuavad täiendavaid uuringuid.

Nahk: elupaik ja immuunliides

Vastsündinutel, kellel on 2 kuu vanuselt kõrgem Staphylococcus hominis'e tase, on 40% väiksem atoopilise dermatiidi risk 1-aastaselt, mis viitab varajasele kolonisatsiooniprobleemile.

Nahk on enamat kui kaitsekilp – see on ökosüsteem. Selle pind koosneb epidermisest, pärisnahast ja nahaalusest koest ning pakub nišše mitmesugusele kommensaalsele mikrobiotale. Need mikroorganismid, sealhulgasStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. aknes), uuriti eksperimentaalseltLactobacillus rhamnosusGg jaMalasseziaSeened suhtlevad naharakkudega ja aitavad kaasa barjääri terviklikkusele, hüdratatsioonile ja immuunmodulatsioonile.

Nagu kommensaalidS. epidermidisToetage samal ajal haavade paranemistS. hominispärsib selliste patogeenide kasvu nagu:Staphylococcus aureus(S. aureus). Teistele meeldibC. aknestoodavad propioonhapet (lühikese ahelaga rasvhapet), mis tugevdab nahabarjääri, aktiveerides keratinotsüütides peroksisoomi proliferaatoriga aktiveeritud retseptori alfa (PPARα). Samal ajal aktiveerivad mikroobsed metaboliidid, nagu indool-3-aldehüüd ja kinoliinhape, keratinotsüütides arüülsüsivesinike retseptori (AHR) rada, vähendades põletikku ja potentsiaalselt leevendades selliseid haigusi nagu psoriaas. LisaksMalasseziaOn näidatud, et see pärsibS. aureusNahapinnal mikroobide tasakaalu toetava biokile moodustumine.

Naha mikrobiota reguleerib nii naha homöostaasi kui ka barjäärifunktsiooni. Need parandavad barjääri funktsiooni, aktiveerides keratinotsüütides AHR-i raja. Lisaks leevendavad naha mikrobiota metaboliidid (IALD ja kinoliinhape) nahapõletikku, aktiveerides keratinotsüütides AHR-i signaaliülekande. See rada inhibeerib TSLP-d ja NLRP3 põletikku, nõrgendades seeläbi atoopilist dermatiiti ja psoriaasi. Nahahaavade KOMPORSAALNE MIKROBIOTIDE KOGUMINE moodustavad Cxcl10 bakteriaalseid DNA komplekse, mis aktiveerivad plasmatsütoidsed dendriitrakud (PDC) I tüüpi interferoonide tootmiseks. Need PDC-d soodustavad kudede paranemist makrofaagide vahendatud protsesside kaudu. COMMENSAL naha mikrobiota stimuleerib keratinotsüüte tootma tüvirakufaktoreid (SCF), mis indutseerivad nuumrakkude küpsemist. S. epidermidis tugevdab nahabarjääri, soodustab kudede paranemist, säilitab homöostaasi ja indutseerib tolerantsust kommensaalsete mikroorganismide suhtes. See saavutatakse keramiidide tootmisega ja märgis-spetsiifiliste T-rakkude indutseerimisega interaktsioonide kaudu DC-de ja Treg-rakkudega peptiidligandide ja antigeeni äratundmise kaudu. Lisaks võib S. epidermidis γδ T-rakkude laienemise kaudu süvendada nahapõletikku. C. acnes toetab ka naha barjäärifunktsiooni, tootes triglütseriide ja aitab sarnaselt kaasa põletiku tekkele γδ T-rakkude laienemise kaudu. Malassezia, nahaseen, pärsib S. aureuse poolt tekitatud biokile moodustumist.

Varajane elu ja immuunsüsteemi programmeerimine

Esialgsed kohtumised naha mikrobiotaga imikueas jätavad püsivad jäljed. Näiteks kokkupuude riboflaviini tootvate bakteritega, näiteks:S. epidermidissoodustab limaskestaga seotud invariantsete T (Mait) rakkude ja regulatoorsete T (Treg) rakkude arengut, mis on immuuntaluvuse jaoks hädavajalikud. Need mõjud püsivad täiskasvanueas ja kujundavad immuunsüsteemi reaktsiooni mikroobidele ja vigastustele.

Uuringud hiirtel on näidanud, et varajane kokkupuudeS. aureusvõib isegi kaitsta atoopilise dermatiidi tekke eest hilisemas elus. Vastupidiselt võib nahabarjääri varajane kokkupuude või katkemine imikueas põhjustada põletiku ja haiguste, näiteks psoriaasi, suurenemist täiskasvanueas. Need varajased mikroobide kohtumised võivad kromatiini ümberkujundamise ja geenide juurdepääsetavuse muutuste kaudu põhjustada immuunjäljendi, kuigi nende mõjude püsimine nõuab täiendavat uurimist.

Mikrobioota-immuunrakkude interaktsioon

Indool-3-aldehüüd, nahabakterite nagu Lactobacillus metaboliit, rahustab põletikku, suunates immuunrakud pigem tolerantsuse kui rünnaku poole.

COMMENSAL mikroobid korraldavad pidevat ristvestlust nahas elavate immuunrakkudega, nagu makrofaagid, dendriitrakud (DC), gamma-delta (γδ) T-rakud ja kaasasündinud lümfoidrakud (ILC). NäiteksS. epidermidisPeptiidid aktiveerivad DC-sid, mis seejärel värvivad spetsiifilisi T-rakke mikroobide taluvuse tagamiseks. Samamoodi reguleerivad naha makrofaagid bakteriaalseid infektsioone, kontrollides hüaluroonhappe lagunemist, samal ajal kui DC-d ja keratinotsüüdid tunnevad mikroobid ära Toll-like retseptorite (TLR) kaudu ja käivitavad immuunvastused.

Kui see tasakaal on häiritud, tekib põletik.S. aureusNäiteks aktiveerib α-toksiin neuronites proteaasiga aktiveeritud retseptori 1 (PAR1), põhjustades sügelust ja kahjustusi. Mõnel juhul võivad samad paranemist soodustavad mikroobid sügavamatesse või sügavamatesse nahakihtidesse tungides põhjustada haigusi.

Nahahäired ja mikroobide nihked

S. epidermidis'e butüraat suurendab antimikroobsete peptiidide tootmist keratinotsüütides ja toimib teie nahal nagu looduslik antibiootikumide tehas.

Sellised seisundid nagu atoopiline dermatiit, psoriaas ja akne on tihedalt seotud mikroobide tasakaalustamatusega, mida nimetatakse düsbioosiks. Atoopilise dermatiidi korral põhjustab vähenenud filaggriini (valk, mis on oluline barjäärifunktsiooni jaoks) liigset kasvu.S. aureusmis süvendab põletikku, stimuleerides T-abistaja 2 (Th2) rakke tsütokiinide, nagu interleukiin-33 (IL-33) ja tüümuse strooma lümfopoetiin (TSLP) kaudu.

Psoriaasi, mis mõjutab 1–3% maailma elanikkonnast, põhjustab interleukiin-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17) telg. Ilma mikrobiota hiirtel on kergemad sümptomid, mis näitab, et teatud bakterid süvendavad põletikku.Staphylococcus WarneriJaCandida albicanssüvendab kahjustusi ajalStaphylococcus CohniiNäib kaitsvat, tõenäoliselt IL-17 signaalide pärssimise kaudu, mis on psoriaatilise põletiku peamine tegur.

Akne, sageli süüdistatakseC. akneson nüansirikkam. Kuigi see bakter ei pruugi olla aknehaigetel levinum, on selle tasakaal teiste mikroobidega naguS. epidermidismõjutab põletikku. Akne raskusaste on korrelatsioonis vähenenud mikroobide mitmekesisusega ja suurenenud Firmicute arvukusega ja suurenenudEnterokokkLiigid. Ülevaade ei käsitle seente seotust aknega ja sellised seosed jäävad kinnitamata.

Sõber või vaenlane? Kommensaalne dilemma

Mis määrab, kas mikroob aitab või kahjustab? Tervislikes tingimustes on kommensaalid talutavad. Immuunsuse pärssimise või nahabarjääri defektide korral võivad isegi sõbralikud mikroobid saada oportunistlikeks patogeenideks. NäiteksS. epidermidisvõivad lipaaside ja proteaaside tootmisel nihkuda sümbiontilt ohule. sarnane,MalasseziaJaC. albicansTavaliselt kahjutud seened, võivad immuunsuse nõrgenemisel põhjustada haigusi.

Immuunsüsteem eristab Freundi FOE-st erinevate märkide, sealhulgas mikroobsete metaboliitide ja virulentsusfaktorite kaudu. NäiteksS. aureusα-toksiin piirab Tregi moodustumist, põhjustades tolerantsuse asemel immuunsüsteemi aktivatsiooni. Kuigi mikroobide leiutisse on kaasatud mustrituvastuse retseptorid, nagu TLR-id, ei kirjelda ülevaade konkreetseid varajase elu diskrimineerimise mehhanisme. Selle mikroobide lüliti mõistmine võib viia põletikuliste haiguste parema ravini.

Miks on epigeneetika oluline

Naha mikroobidele meeldivadS. epidermidisvõib mõjutada immuunsüsteemi arengut, muutes kromatiini struktuuri ja suurendades peamiste immuungeenide juurdepääsu. Mõned bakterid toodavad SCFA-sid, näiteks butüraati, mis blokeerivad histooni deatsetülaase ja vähendavad patogeenide kasvu. Teadlased uurivad endiselt, kui kaua need muutused on ja kas need kujundavad immuunmälu.

Need avastused avavad uusi uksi. Kas kevadised sekkumised probiootikumidega võivad kroonilisi nahahaigusi ära hoida? Kas mikrobiotast pärinevad metaboliidid võivad saada järgmise põlvkonna ravimeetoditeks? Naha mikrobioomi epigeneetilise mõju uurimine võib aidata neile küsimustele vastata.

Järeldused

Kokkuvõtteks võib öelda, et see uuring näitab, kuidas immuunsüsteemi areng, barjääri terviklikkus ja haigustele vastuvõtlikkus varasest elust täiskasvanueani kujundavad naha kommensaalset mikrobiotat. Need mikroobid ei ole passiivsed reisijad; Nad treenivad immuunrakke, soodustavad kudede paranemist ja isegi reguleerivad geeniekspressiooni epigeneetiliste modifikatsioonide kaudu. Kuid geneetilistest mutatsioonidest, keskkonnateguritest või antimikroobsest ravist tingitud häired võivad vallandada põletikulisi haigusi, nagu atoopiline dermatiit, psoriaas ja akne. Naha mikroobide ja peremeessüsteemide vahelise kahesuunalise läbirääkimise äratundmine toob esile vajaduse isikupärastatud mikrobioomist tuletatud ravimeetodite järele. Mikroobide koostoimete pikaajaliste mõjude selgitamine geeniekspressioonile ja immuunmälule võib anda teavet krooniliste nahahaiguste ravimise tulevaste lähenemisviiside kohta. Selle mikroobse mõju ärakasutamine pakub paljutõotavaid võimalusi krooniliste nahahaiguste ja üldise naha tervise paremaks raviks.

Allikad: