Kaip jūsų odos mikrobai formuoja imunitetą, uždegimus ir lėtines odos ligas

Kaip jūsų odos mikrobai formuoja imunitetą, uždegimus ir lėtines odos ligas

Nuo vaikystės iki pilnametystės jūsų odoje esantys bakterijos ir grybeliai padeda jūsų imuninei sistemai, bet kai šie pusiausvyros patarimai, gali atsirasti lėtinis uždegimas. Ši nauja apžvalga parodo, kaip ir kodėl.

Paskelbta naujausioje apžvalgoje žurnaleEksperimentinė ir molekulinė medicinaPietų Korėjos mokslininkai tyrė komensalinės odos mikrobiotos ir epitelio bei imuninės sistemos sąveiką per visą žmogaus gyvenimą ir ištyrė jų įtaką sveikatai ir ligoms.

fone

Ar kada nors susimąstėte, kodėl jūsų oda gyja skirtingai įvairiame amžiuje arba kodėl kai kurie žmonės yra labiau linkę į tokias ligas kaip egzema ar spuogai? Vienas raktas slypi mikroskopiniuose jūsų odos sluoksniuose. Žmogaus odoje gyvena milijardai mikroorganizmų, įskaitant bakterijas, grybelius ir virusus, kurie nėra tik pasyvūs keleiviai. Šie komensaliniai mikrobai aktyviai formuoja imuninį atsaką ir atkuria audinius. Nuo vaikystės iki pilnametystės jie treniruoja imunines ląsteles, saugo nuo ligų sukėlėjų ir palaiko barjerinės funkcijos vientisumą. Tačiau šios ekosistemos disbalansas gali paskatinti uždegimą ir lėtines odos ligas. Nepaisant šių žinių, šių mikrobų sąveikos molekuliniai keliai ir ilgalaikės pasekmės išlieka savitos, todėl reikia atlikti tolesnius tyrimus.

Oda: buveinė ir imuninė sąsaja

Naujagimiams, kurių Staphylococcus hominis lygis yra didesnis 2 mėnesių amžiaus, atopinio dermatito rizika 1 amžiuje yra 40% mažesnė, o tai rodo ankstyvas kolonizacijos problemas.

Oda yra daugiau nei apsauginis skydas – tai ekosistema. Jo paviršius susideda iš epidermio, dermos ir poodinio audinio ir suteikia nišų įvairiai komensalinei mikrobiotai. Šie mikroorganizmai, įskaitantStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. spuogai), ištirtas eksperimentiškaiLactobacillus rhamnosusGg irMalasseziaGrybai sąveikauja su odos ląstelėmis ir prisideda prie barjero vientisumo, drėkinimo ir imuninės sistemos moduliavimo.

Kaip komensalaiS. epidermidisPalaikykite žaizdų gijimą tuo metuS. hominisslopina patogenų, tokių kaip:Staphylococcus aureus(S. aureus). Kitiems patinkaC. spuogaigamina propiono rūgštį (trumpos grandinės riebalų rūgštį), kuri stiprina odos barjerą, aktyvuodama peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotą receptorių alfa (PPARα) keratinocituose. Tuo tarpu mikrobų metabolitai, tokie kaip indol-3-aldehidas ir chinolino rūgštis, aktyvina arilo angliavandenilių receptorių (AHR) kelią keratinocituose, mažina uždegimą ir galimai palengvina ligas, tokias kaip psoriazė. Be to,MalasseziaĮrodyta, kad jis slopinaS. aureusBioplėvelės, palaikančios mikrobų pusiausvyrą odos paviršiuje, susidarymas.

Odos mikrobiota reguliuoja ir odos homeostazę, ir barjerinę funkciją. Jie pagerina barjerinę funkciją aktyvuodami AHR kelią keratinocituose. Be to, odos mikrobiotos metabolitai (IALD ir chinolino rūgštis) palengvina odos uždegimą, aktyvindami AHR signalizaciją keratinocituose. Šis kelias slopina TSLP ir NLRP3 uždegimą, taip susilpnindamas atopinį dermatitą ir psoriazę. Odos žaizdų KOMPORALINIAI MIKROBIOTŲ KOMPLEKTAI sudaro Cxcl10 bakterijų DNR kompleksus, kurie aktyvuoja plazmacitoidines dendritines ląsteles (PDC) ir gamina I tipo interferonus. Šie PDC skatina audinių atstatymą per makrofagų sukeltus procesus. COMMENSAL odos mikrobiota skatina keratinocitus generuoti kamieninių ląstelių faktorius (SCF), kurie skatina putliųjų ląstelių brendimą. S. epidermidis stiprina odos barjerą, skatina audinių atstatymą, palaiko homeostazę ir skatina toleranciją komensaliniams mikroorganizmams. Tai pasiekiama gaminant keramidus ir skatinant etiketei būdingas T ląsteles sąveikaujant su DC ir Treg ląstelėmis per peptidų ligandus ir antigenų atpažinimą. Be to, S. epidermidis gali sustiprinti odos uždegimą, nes plečiasi γδ T ląstelės. C. acnes taip pat palaiko odos barjerinę funkciją gamindama trigliceridus ir panašiai prisideda prie uždegimo, nes plečiasi γδ T ląstelės. Malassezia, odos grybelis, slopina S. aureus bioplėvelių susidarymą.

Ankstyvas gyvenimas ir imuniteto programavimas

Pirmieji susidūrimai su odos mikrobiota kūdikystėje palieka nuolatinius pėdsakus. Pavyzdžiui, riboflaviną gaminančių bakterijų, tokių kaip:S. epidermidisskatina su gleivine susijusių nekintamų T (Mait) ląstelių ir reguliuojančių T (Treg) ląstelių, kurios yra būtinos imuninei tolerancijai, vystymąsi. Šis poveikis išlieka suaugus ir formuoja imuninės sistemos atsaką į mikrobus ir sužalojimus.

Tyrimai su pelėmis parodė, kad ankstyvas poveikisS. aureusgali netgi apsaugoti nuo atopinio dermatito išsivystymo vėliau gyvenime. Ir atvirkščiai, ankstyvas odos barjero poveikis ar sutrikimas kūdikystėje gali sukelti padidėjusį uždegimą ir ligas, tokias kaip psoriazė suaugus. Dėl šių ankstyvų mikrobų susidūrimų gali atsirasti imunoimprintas dėl chromatino remodeliavimo ir genų prieinamumo pokyčių, nors šių poveikių išlikimas reikalauja tolesnio tyrimo.

Mikrobiotos ir imuninių ląstelių sąveika

Indol-3-aldehidas, metabolitas iš odos bakterijų, tokių kaip Lactobacillus, ramina uždegimą, nukreipdamas imunines ląsteles į toleranciją, o ne į ataką.

COMMENSAL mikrobai nuolat bendrauja su odoje gyvenančiomis imuninėmis ląstelėmis, tokiomis kaip makrofagai, dendritinės ląstelės (DC), gama-delta (γδ) T ląstelės ir įgimtos limfoidinės ląstelės (ILC). Pavyzdžiui,S. epidermidisPeptidai aktyvuoja DC, kurios vėliau nudažo specifines T ląsteles, kad būtų atsparios mikrobams. Panašiai odos makrofagai reguliuoja bakterines infekcijas, kontroliuodami hialurono rūgšties skaidymą, o DC ir keratinocitai atpažįsta mikrobus per į Toll panašius receptorius (TLR) ir sukelia imuninį atsaką.

Kai ši pusiausvyra sutrinka, atsiranda uždegimas.S. aureusPavyzdžiui, α-toksinas aktyvuoja proteazės aktyvuotą receptorių 1 (PAR1) neuronuose, sukeldamas niežulį ir žalą. Kai kuriais atvejais tie patys mikrobai, skatinantys gijimą, prasiskverbę į gilesnius ar gilesnius odos sluoksnius gali sukelti ligas.

Odos sutrikimai ir mikrobų pokyčiai

Butiratas iš S. epidermidis padidina antimikrobinių peptidų gamybą keratinocituose ir veikia kaip natūralus antibiotikų fabrikas jūsų odoje.

Tokios ligos kaip atopinis dermatitas, psoriazė ir spuogai yra glaudžiai susijusios su mikrobų disbalansu, vadinamu disbioze. Sergant atopiniu dermatitu, sumažėjęs filaggrinas (baltymas, būtinas barjerinei funkcijai) sukelia per didelį dermatito augimą.S. aureuskuris pablogina uždegimą, stimuliuodamas T helper 2 (Th2) ląsteles per citokinus, tokius kaip interleukinas-33 (IL-33) ir užkrūčio liaukos stromos limfopoetinas (TSLP).

Psoriazę, kuria serga 1–3 % pasaulio gyventojų, sukelia interleukino-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17) ašis. Pelės be mikrobiotos turi švelnesnius simptomus, o tai rodo, kad tam tikros bakterijos pablogina uždegimą.Staphylococcus WarneriIrCandida albicanspablogina pažeidimus metuStaphylococcus CohniiAtrodo apsauginė, greičiausiai dėl IL-17 signalų slopinimo, kuris yra pagrindinis psoriazinio uždegimo veiksnys.

Spuogai, dažnai kaltinamiC. spuogaiyra labiau niuansuotas. Nors ši bakterija nebūtinai dažniau pasitaiko sergantiems spuogais, jos pusiausvyra su kitais mikrobais, pvzS. epidermidisveikia uždegimą. Spuogų sunkumas koreliuoja su sumažėjusia mikrobų įvairove ir padidėjusia firmiukų gausa bei padidėjusiuEnterokokasRūšis. Apžvalgoje nenagrinėjamas grybelių įsiskverbimas į spuogus, ir tokios asociacijos lieka nepatvirtintos.

Draugas ar priešas? Komensalinė dilema

Nuo ko priklauso, ar mikrobas padeda, ar kenkia? Sveikomis sąlygomis komensalai toleruojami. Tačiau, esant imuninės sistemos slopinimui ar odos barjero defektams, net draugiški mikrobai gali tapti oportunistiniais patogenais. Pavyzdžiui,S. epidermidisgali pereiti nuo simbionto prie grėsmės gamindamas lipazes ir proteazes. panašus,MalasseziaIrC. albicanspaprastai nekenksmingi grybai, gali sukelti ligą, jei imunitetas sušlubuoja.

Imuninė sistema skiria Freundą nuo FOE įvairiais ženklais, įskaitant mikrobų metabolitus ir virulentiškumo faktorius. Pavyzdžiui,S. aureusα-toksinas riboja Treg susidarymą, todėl vietoj tolerancijos suaktyvėja imuninė sistema. Nors modelio atpažinimo receptoriai, tokie kaip TLR, dalyvauja mikrobų išradime, apžvalgoje nėra išsamiai aprašyti specifiniai ankstyvojo gyvenimo diskriminacijos mechanizmai. Supratus šį mikrobų jungiklį, būtų galima geriau gydyti uždegimines ligas.

Kodėl epigenetika yra svarbi

Odos mikrobai mėgstaS. epidermidisgali turėti įtakos imuninės sistemos vystymuisi, pakeisdamas chromatino struktūrą ir padidindamas pagrindinių imuninių genų prieinamumą. Kai kurios bakterijos gamina SCFA, pvz., butiratą, kurie blokuoja histono deacetilazes ir mažina patogenų augimą. Mokslininkai vis dar tiria, kiek ilgai išlieka šie pokyčiai ir ar jie formuoja imuninę atmintį.

Šie atradimai atveria naujas duris. Ar pavasarinės intervencijos su probiotikais galėtų užkirsti kelią lėtinėms odos ligoms? Ar iš mikrobiotos gauti metabolitai gali tapti naujos kartos gydymo būdais? Odos mikrobiomo epigenetinės įtakos tyrimai gali padėti atsakyti į šiuos klausimus.

Išvados

Apibendrinant, šis tyrimas parodo, kaip imuninės sistemos vystymasis, barjerų vientisumas ir jautrumas ligoms nuo ankstyvo gyvenimo iki pilnametystės formuoja komensalinę odos mikrobiotą. Šie mikrobai nėra pasyvūs keleiviai; Jie treniruoja imunines ląsteles, skatina audinių atstatymą ir netgi reguliuoja genų ekspresiją per epigenetines modifikacijas. Tačiau sutrikimai dėl genetinių mutacijų, aplinkos veiksnių ar antimikrobinio gydymo gali sukelti uždegimines ligas, tokias kaip atopinis dermatitas, psoriazė ir spuogai. Atpažįstant dvikryptį odos mikrobų ir šeimininkų sistemų susikirtimą, išryškėja individualizuotų mikrobiomų terapijų poreikis. Ilgalaikio mikrobų sąveikos poveikio genų ekspresijai ir imuninei atminčiai paaiškinimas galėtų padėti ateityje gydyti lėtines odos ligas. Šio mikrobų poveikio panaudojimas suteikia daug žadančių būdų, kaip geriau gydyti lėtines odos ligas ir bendrą odos būklę.

Šaltiniai: