Kako mikrobi vaše kože oblikuju imunitet, upale i kronične kožne bolesti

Kako mikrobi vaše kože oblikuju imunitet, upale i kronične kožne bolesti

Od djetinjstva do odrasle dobi, bakterije i gljivice na vašoj koži pomažu vašem imunološkom sustavu - ali kada ovi savjeti za ravnotežu mogu uslijediti kronične upale. Ova nova recenzija pokazuje kako i zašto.

Objavljeno u nedavnoj recenziji u JournaluEksperimentalna i molekularna medicinaIstraživači u Južnoj Koreji proučavali su interakcije između komenzalne mikrobiote kože i epitelnog i imunološkog sustava tijekom ljudskog životnog vijeka i ispitali njihov utjecaj na zdravlje i bolesti.

pozadina

Jeste li se ikada zapitali zašto vaša koža drugačije zacjeljuje u različitim godinama ili zašto su neki ljudi skloniji stanjima poput ekcema ili akni? Jedan trag leži u mikroskopskim stanovnicima vaše kože. Ljudska koža dom je milijardama mikroorganizama, uključujući bakterije, gljivice i viruse, koji nisu samo pasivni putnici. Ovi komenzalni mikrobi aktivno stvaraju imunološke odgovore i popravljaju tkiva. Od djetinjstva do odrasle dobi treniraju imunološke stanice, štite od patogena i održavaju cjelovitost funkcije barijere. Međutim, neravnoteže u ovom ekosustavu mogu izazvati upale i kronične kožne bolesti. Unatoč tom saznanju, molekularni putovi i dugoročne posljedice ovih mikrobnih interakcija ostaju karakteristični, što zahtijeva daljnja istraživanja.

Koža: stanište i imunološko sučelje

Novorođenčad s višim razinama Staphylococcus hominis u dobi od 2 mjeseca imaju 40% manji rizik od atopijskog dermatitisa u dobi od 1 godine, što ukazuje na probleme rane kolonizacije.

Koža je više od zaštitnog štita – ona je ekosustav. Njegova se površina sastoji od epidermisa, dermisa i potkožnog tkiva i pruža niše za različite komenzalne mikrobiote. Ovi mikroorganizmi, uključujućiStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. akne), ispitan eksperimentalnoLactobacillus rhamnosusGg, iMalasseziaGljive stupaju u interakciju sa stanicama kože i doprinose cjelovitosti barijere, hidrataciji i imunološkoj modulaciji.

Kao komensaliS. epidermidisPodržava zacjeljivanje rana dokS. hominisinhibira rast patogena kao što su:Staphylococcus aureus(S. aureus). Drugi poputC. akneproizvode propionsku kiselinu (masnu kiselinu kratkog lanca), koja jača kožnu barijeru aktiviranjem receptora alfa aktiviranog proliferatorom peroksisoma (PPARα) u keratinocitima. U međuvremenu, mikrobni metaboliti kao što su indol-3-aldehid i kinolinska kiselina aktiviraju put receptora aril ugljikovodika (AHR) u keratinocitima, smanjujući upalu i potencijalno ublažavajući bolesti kao što je psorijaza. Dodatno,MalasseziaDokazano je da inhibiraS. aureusStvaranje biofilma koji podržava ravnotežu mikroba na površini kože.

Kožna mikrobiota regulira homeostazu kože i funkciju barijere. Oni poboljšavaju funkciju barijere aktiviranjem AHR puta u keratinocitima. Nadalje, metaboliti (IALD i kinolinska kiselina) iz mikrobiote kože ublažavaju upalu kože aktiviranjem AHR signalizacije u keratinocitima. Ovaj put inhibira TSLP i NLRP3 upalu, čime se ublažava atopijski dermatitis i psorijaza. COMPORSAL MICROBIOTA COMOLISION kožnih rana stvara Cxcl10 bakterijske DNA komplekse koji aktiviraju plazmacitoidne dendritične stanice (PDC) za proizvodnju interferona tipa I. Ovi PDC potiču popravak tkiva kroz procese posredovane makrofagima. COMMENSAL kožna mikrobiota stimulira keratinocite da generiraju faktore matičnih stanica (SCF) koji induciraju sazrijevanje mastocita. S. epidermidis jača kožnu barijeru, potiče popravak tkiva, održava homeostazu i potiče toleranciju na komenzalne mikroorganizme. To se postiže proizvodnjom ceramida i induciranjem T stanica specifičnih za označavanje kroz interakcije s DC i Treg stanicama putem peptidnih liganada i prepoznavanja antigena. Osim toga, S. epidermidis može pogoršati upalu kože širenjem γδ T stanica. C. acnes također podupire funkciju kožne barijere proizvodnjom triglicerida i na sličan način pridonosi upali širenjem γδ T stanica. Malassezia, kožna gljivica, inhibira stvaranje biofilma pomoću S. aureusa.

Rani život i imunološko programiranje

Početni susreti s mikrobiotom kože tijekom dojenačke dobi ostavljaju trajne tragove. Na primjer, izloženost bakterijama koje proizvode riboflavin kao što su:S. epidermidispotiče razvoj invarijantnih T (Mait) stanica povezanih sa sluznicom i regulatornih T (Treg) stanica, koje su bitne za imunološku toleranciju. Ovi učinci traju u odrasloj dobi i oblikuju odgovor imunološkog sustava na mikrobe i ozljede.

Istraživanja na miševima pokazala su da rano izlaganjeS. aureusmože čak zaštititi od razvoja atopijskog dermatitisa kasnije u životu. Nasuprot tome, rana izloženost ili poremećaj kožne barijere tijekom dojenačke dobi može dovesti do pojačane upale i bolesti kao što je psorijaza u odrasloj dobi. Ovi rani susreti s mikrobima mogu dovesti do imunoimprintinga kroz remodeliranje kromatina i promjene pristupačnosti gena, iako postojanost ovih učinaka zahtijeva daljnje istraživanje.

Interakcija mikrobiote i imunološke stanice

Indol-3-aldehid, metabolit kožnih bakterija poput Lactobacillusa, smiruje upalu usmjeravanjem imunoloških stanica prema toleranciji, a ne prema napadu.

COMMENSAL mikrobi provode stalan kontakt s imunološkim stanicama koje žive u koži kao što su makrofagi, dendritičke stanice (DC), gama-delta (γδ) T stanice i urođene limfoidne stanice (ILC). Na primjer,S. epidermidisPeptidi aktiviraju DC, koji zatim boje specifične T stanice za mikrobnu toleranciju. Slično, kožni makrofagi reguliraju bakterijske infekcije kontroliranjem razgradnje hijaluronske kiseline, dok DC i keratinociti prepoznaju mikrobe preko Toll-like receptora (TLR) i pokreću imunološke odgovore.

Kada se ta ravnoteža poremeti, dolazi do upale.S. aureusNa primjer, α-toksin aktivira receptor 1 (PAR1) aktiviran proteazom u neuronima, uzrokujući svrbež i oštećenje. U nekim slučajevima, isti mikrobi koji potiču zacjeljivanje mogu uzrokovati bolest kada prodru u dublje ili dublje slojeve kože.

Poremećaji kože i mikrobne promjene

Butirat iz S. epidermidis povećava proizvodnju antimikrobnih peptida u keratinocitima i djeluje poput prirodne tvornice antibiotika na vašoj koži.

Stanja kao što su atopijski dermatitis, psorijaza i akne usko su povezana s mikrobnom neravnotežom, koja se naziva disbioza. Kod atopijskog dermatitisa smanjeni filaggrin (protein ključan za funkciju barijere) dovodi do prekomjernog rastaS. aureuskoji pogoršava upalu stimulirajući T pomoćne 2 (Th2) stanice putem citokina kao što su interleukin-33 (IL-33) i timusni stromalni limfopoetin (TSLP).

Psorijaza, koja pogađa 1-3% svjetske populacije, pokreće se osovinom interleukin-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17). Miševi bez mikrobiote imaju blaže simptome, što ukazuje da određene bakterije pogoršavaju upalu.Staphylococcus WarneriICandida albicanspogoršava lezije tijekomStaphylococcus CohniiČini se zaštitnim, vjerojatno putem potiskivanja signalizacije IL-17, ključnog pokretača psorijazne upale.

Akne, često kriveC. akneje više nijansiran. Iako ova bakterija nije nužno češća kod osoba koje pate od akni, njena ravnoteža s drugim mikrobima kao što jeS. epidermidisutječe na upalu. Ozbiljnost akni korelira sa smanjenom mikrobnom raznolikošću i povećanom brojnošću Firmicutes i povećanomEnterococcusVrsta. Pregled se ne bavi uključenošću gljivica u pojavu akni, a takve povezanosti ostaju nepotvrđene.

Prijatelj ili neprijatelj? Komenzalna dilema

Što određuje hoće li mikrob pomoći ili štetiti? U zdravim uvjetima, komensali se toleriraju. Međutim, pod imunološkom supresijom ili defektima kožne barijere, čak i prijateljski mikrobi mogu postati oportunistički patogeni. Na primjer,S. epidermidismože prijeći iz simbionta u prijetnju proizvodnjom lipaza i proteaza. Sličan,MalasseziaIC. albicanstipično bezopasne gljivice, mogu uzrokovati bolest ako imunitet oslabi.

Imunološki sustav razlikuje Freunda od FOE-a kroz različite znakove, uključujući mikrobne metabolite i faktore virulencije. Na primjer,S. aureusα-toksin ograničava stvaranje Treg, što dovodi do imunološke aktivacije umjesto tolerancije. Dok su receptori za prepoznavanje uzoraka kao što su TLR uključeni u mikrobne izume, pregled ne navodi detalje o specifičnim mehanizmima diskriminacije u ranom životu. Razumijevanje ove promjene mikroba moglo bi dovesti do boljih tretmana za upalne bolesti.

Zašto je epigenetika važna

Kožni mikrobi poputS. epidermidismogu utjecati na razvoj imuniteta mijenjanjem strukture kromatina i povećanjem dostupnosti ključnih imunoloških gena. Neke bakterije proizvode SCFA kao što je butirat, koji blokiraju histon deacetilaze i smanjuju rast patogena. Istraživači još uvijek proučavaju koliko su te promjene dugotrajne i oblikuju li imunološku memoriju.

Ova otkrića otvaraju nova vrata. Mogu li proljetne intervencije s probioticima spriječiti kronične kožne bolesti? Mogu li metaboliti dobiveni iz mikrobiote postati terapije sljedeće generacije? Istraživanje epigenetskog utjecaja mikrobioma kože može pomoći u odgovoru na ova pitanja.

Zaključci

Zaključno, ova studija pokazuje kako imunološki razvoj, integritet barijere i osjetljivost na bolesti od ranog života do odrasle dobi oblikuju komenzalnu mikrobiotu kože. Ovi mikrobi nisu pasivni putnici; Oni treniraju imunološke stanice, potiču popravak tkiva i čak reguliraju ekspresiju gena putem epigenetskih modifikacija. Međutim, poremećaji uzrokovani genetskim mutacijama, okolišnim čimbenicima ili antimikrobnim tretmanima mogu potaknuti upalne bolesti kao što su atopijski dermatitis, psorijaza i akne. Prepoznavanje dvosmjernog preslušavanja između kožnih mikroba i sustava domaćina naglašava potrebu za personaliziranim terapijama koje se izvode iz mikrobioma. Razjašnjavanje dugoročnih učinaka mikrobnih interakcija na ekspresiju gena i imunološku memoriju moglo bi poslužiti za buduće pristupe liječenju kroničnih kožnih bolesti. Iskorištavanje ovog utjecaja mikroba nudi obećavajuće načine za bolje liječenje kroničnih stanja kože i cjelokupno zdravlje kože.

Izvori: