Kā jūsu ādas mikrobi veido imunitāti, iekaisumu un hroniskas ādas slimības

Kā jūsu ādas mikrobi veido imunitāti, iekaisumu un hroniskas ādas slimības

No bērnības līdz pieauguša cilvēka vecumam baktērijas un sēnītes uz jūsu ādas palīdz jūsu imūnsistēmai, taču, ja šie līdzsvara padomi var sekot, var sekot hronisks iekaisums. Šis jaunais pārskats parāda, kā un kāpēc.

Publicēts nesenā pārskatā žurnālāEksperimentālā un molekulārā medicīnaPētnieki Dienvidkorejā pētīja mijiedarbību starp komensālo ādas mikrobiotu un epitēlija un imūnsistēmu visā cilvēka dzīves laikā un pētīja to ietekmi uz veselību un slimībām.

fons

Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc jūsu āda dažādos vecumos dziedē atšķirīgi vai kāpēc daži cilvēki ir vairāk pakļauti tādiem stāvokļiem kā ekzēma vai pinnes? Viena norāde slēpjas jūsu ādas mikroskopiskajos iemītniekus. Cilvēka āda ir mājvieta miljardiem mikroorganismu, tostarp baktēriju, sēnīšu un vīrusu, kas nav tikai pasīvi pasažieri. Šie komensālie mikrobi aktīvi veido imūnās atbildes un atjauno audus. No bērnības līdz pilngadībai viņi trenē imūnās šūnas, aizsargā pret patogēniem un uztur barjerfunkcijas integritāti. Tomēr nelīdzsvarotība šajā ekosistēmā var izraisīt iekaisumu un hroniskas ādas slimības. Neskatoties uz šīm zināšanām, šo mikrobu mijiedarbības molekulārie ceļi un ilgtermiņa sekas joprojām ir atšķirīgas, un ir nepieciešama turpmāka izpēte.

Āda: dzīvotne un imūnā saskarne

Jaundzimušajiem ar augstāku Staphylococcus hominis līmeni 2 mēnešu vecumā ir par 40% mazāks atopiskā dermatīta risks 1 vecumā, kas liecina par agrīnām kolonizācijas problēmām.

Āda ir vairāk nekā aizsargvairogs – tā ir ekosistēma. Tās virsma sastāv no epidermas, dermas un zemādas audiem, un tā nodrošina nišas daudzveidīgai komensālajai mikrobiotai. Šie mikroorganismi, t.skStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. pinnes), pētīta eksperimentāliLactobacillus rhamnosusGg, unMalasseziaSēnītes mijiedarbojas ar ādas šūnām un veicina barjeras integritāti, mitrināšanu un imūnmodulāciju.

Tāpat kā komensāļiS. epidermidisAtbalstiet brūču dzīšanu laikāS. hominiskavē tādu patogēnu augšanu kā:Staphylococcus aureus(S. aureus). Citiem patīkC. pinnesražo propionskābi (īsas ķēdes taukskābes), kas stiprina ādas barjeru, aktivizējot peroksisomu proliferatora aktivēto receptoru alfa (PPARα) keratinocītos. Tikmēr mikrobu metabolīti, piemēram, indola-3-aldehīds un hinolīnskābe, aktivizē arilogļūdeņraža receptoru (AHR) ceļu keratinocītos, mazinot iekaisumu un, iespējams, atvieglojot tādas slimības kā psoriāze. TurklātMalasseziaIr pierādīts, ka tas kavēS. aureusBioplēves veidošanās, kas atbalsta mikrobu līdzsvaru uz ādas virsmas.

Ādas mikrobiota regulē gan ādas homeostāzi, gan barjeras funkciju. Tie uzlabo barjeras funkciju, aktivizējot AHR ceļu keratinocītos. Turklāt metabolīti (IALD un hinolīnskābe) no ādas mikrobiotas mazina ādas iekaisumu, aktivizējot AHR signālus keratinocītos. Šis ceļš inhibē TSLP un NLRP3 iekaisumu, tādējādi mazinot atopisko dermatītu un psoriāzi. Ādas brūču KOMPORSĀLĀS MIKROBIOTAS KOMOLIJUMS veido Cxcl10 baktēriju DNS kompleksus, kas aktivizē plazmacitoīdu dendritiskās šūnas (PDC), lai ražotu I tipa interferonus. Šie PDC veicina audu atjaunošanos, izmantojot makrofāgu mediētus procesus. COMMENSAL ādas mikrobiota stimulē keratinocītus, lai radītu cilmes šūnu faktorus (SCF), kas izraisa tuklo šūnu nobriešanu. S. epidermidis stiprina ādas barjeru, veicina audu atjaunošanos, uztur homeostāzi un inducē toleranci pret komensālajiem mikroorganismiem. Tas tiek panākts, ražojot keramīdus un inducējot etiķetei specifiskas T šūnas, mijiedarbojoties ar DC un Treg šūnām, izmantojot peptīdu ligandus un antigēnu atpazīšanu. Turklāt S. epidermidis var saasināt ādas iekaisumu, paplašinoties γδ T šūnām. C. acnes arī atbalsta ādas barjeras funkciju, ražojot triglicerīdus, un līdzīgi veicina iekaisumu γδ T šūnu paplašināšanās dēļ. Malassezia, ādas sēne, kavē S. aureus bioplēves veidošanos.

Agrīna dzīve un imūnsistēmas programmēšana

Sākotnējās tikšanās ar ādas mikrobiotu zīdaiņa vecumā atstāj paliekošas pēdas. Piemēram, riboflavīnu ražojošo baktēriju iedarbība, piemēram:S. epidermidisveicina ar gļotādu saistīto invariantu T (Mait) šūnu un regulējošo T (Treg) šūnu attīstību, kas ir būtiskas imūno tolerancei. Šīs sekas saglabājas pieaugušā vecumā un veido imūnsistēmas reakciju uz mikrobiem un ievainojumiem.

Pētījumi ar pelēm ir parādījuši, ka agrīna iedarbība uzS. aureusvar pat aizsargāt pret atopiskā dermatīta attīstību vēlākā dzīvē. Un otrādi, agrīna ādas barjeras iedarbība vai pārtraukšana zīdaiņa vecumā var izraisīt pastiprinātu iekaisumu un slimības, piemēram, psoriāzi pieaugušā vecumā. Šīs agrīnās mikrobu tikšanās var izraisīt imūno nospiedumu veidošanos, veicot hromatīna pārveidošanu un gēnu pieejamības izmaiņas, lai gan šo efektu noturība prasa turpmāku izmeklēšanu.

Mikrobiotas un imūno šūnu mijiedarbība

Indols-3-aldehīds, metabolīts no ādas baktērijām, piemēram, Lactobacillus, nomierina iekaisumu, virzot imūnās šūnas uz toleranci, nevis uzbrukumu.

COMMENSAL mikrobi veic pastāvīgu pārrunu ar ādā mītošām imūnšūnām, piemēram, makrofāgiem, dendritiskajām šūnām (DC), gamma-delta (γδ) T šūnām un iedzimtajām limfoīdajām šūnām (ILC). Piemēram,S. epidermidisPeptīdi aktivizē DC, kas pēc tam krāso specifiskas T šūnas, lai nodrošinātu mikrobu toleranci. Līdzīgi ādas makrofāgi regulē bakteriālas infekcijas, kontrolējot hialuronskābes noārdīšanos, savukārt DC un keratinocīti atpazīst mikrobus, izmantojot Toll līdzīgus receptorus (TLR) un izraisa imūnās atbildes.

Ja šis līdzsvars tiek izjaukts, rodas iekaisums.S. aureusPiemēram, α-toksīns aktivizē proteāzes aktivēto receptoru 1 (PAR1) neironos, izraisot niezi un bojājumus. Dažos gadījumos tie paši mikrobi, kas veicina dzīšanu, var izraisīt slimības, kad tie iekļūst dziļākos vai dziļākos ādas slāņos.

Ādas traucējumi un mikrobu izmaiņas

Butirāts no S. epidermidis palielina pretmikrobu peptīdu veidošanos keratinocītos un darbojas kā dabiska antibiotiku rūpnīca uz jūsu ādas.

Tādi stāvokļi kā atopiskais dermatīts, psoriāze un pinnes ir cieši saistīti ar mikrobu nelīdzsvarotību, ko sauc par disbiozi. Atopiskā dermatīta gadījumā samazināts filaggrīns (proteīns, kas ir būtisks barjerfunkcijai) izraisa pārmērīgu ādas augšanu.S. aureuskas pasliktina iekaisumu, stimulējot T helper 2 (Th2) šūnas, izmantojot citokīnus, piemēram, interleikīnu-33 (IL-33) un aizkrūts dziedzera stromas limfopoetīnu (TSLP).

Psoriāzi, kas skar 1–3% pasaules iedzīvotāju, izraisa interleikīna-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17) ass. Pelēm bez mikrobiotas ir vieglāki simptomi, kas liecina, ka dažas baktērijas pasliktina iekaisumu.Staphylococcus WarneriUnCandida albicanspasliktina bojājumus laikāStaphylococcus CohniiŠķiet aizsargājošs, iespējams, nomācot IL-17 signālus, kas ir galvenais psoriātiskā iekaisuma izraisītājs.

Pinnes, bieži vainojamasC. pinnesir niansētāks. Lai gan šī baktērija ne vienmēr ir biežāk sastopama pūtītes slimniekiem, tās līdzsvars ar citiem mikrobiem, piemēram,S. epidermidisietekmē iekaisumu. Pinnes smaguma pakāpe korelē ar samazinātu mikrobu daudzveidību un palielinātu firmmicītu daudzumu un palielinātuEnterokokuSugas. Pārskatā nav aplūkota sēnīšu iesaistīšanās pūtītes gadījumā, un šādas asociācijas joprojām nav apstiprinātas.

Draugs vai ienaidnieks? Komenzālā dilemma

Kas nosaka, vai mikrobs palīdz vai kaitē? Veselos apstākļos komensāļi ir pieļaujami. Tomēr imūnsistēmas nomākšanas vai ādas barjeras defektu gadījumā pat draudzīgi mikrobi var kļūt par oportūnistiskiem patogēniem. Piemēram,S. epidermidisvar pāriet no simbionta uz draudiem, ražojot lipāzes un proteāzes. līdzīgi,MalasseziaUnC. albicansparasti nekaitīgas sēnītes, var izraisīt slimības, ja imunitāte svārstās.

Imūnsistēma atšķir Freundu no FOE, izmantojot dažādas pazīmes, tostarp mikrobu metabolītus un virulences faktorus. Piemēram,S. aureusα-toksīns ierobežo Treg veidošanos, izraisot imūnsistēmas aktivāciju, nevis toleranci. Lai gan modeļu atpazīšanas receptori, piemēram, TLR, ir iesaistīti mikrobu izgudrošanā, pārskatā nav detalizēti aprakstīti īpaši agrīnās dzīves diskriminācijas mehānismi. Izpratne par šo mikrobu slēdzi var novest pie labākas iekaisuma slimību ārstēšanas.

Kāpēc epiģenētika ir svarīga

Ādas mikrobiem patīkS. epidermidisvar ietekmēt imūnsistēmas attīstību, mainot hromatīna struktūru un palielinot galveno imūngēnu pieejamību. Dažas baktērijas ražo SCFA, piemēram, butirātu, kas bloķē histona dezacetilāzes un samazina patogēnu augšanu. Pētnieki joprojām pēta, cik ilgstošas ​​ir šīs izmaiņas un vai tās veido imūno atmiņu.

Šie atklājumi paver jaunas durvis. Vai pavasara iejaukšanās ar probiotikām varētu novērst hroniskas ādas slimības? Vai no mikrobiotas iegūtie metabolīti varētu kļūt par nākamās paaudzes terapiju? Pētījumi par ādas mikrobioma epiģenētisko ietekmi var palīdzēt atbildēt uz šiem jautājumiem.

Secinājumi

Noslēgumā jāsaka, ka šis pētījums parāda, kā imūnsistēmas attīstība, barjeru integritāte un jutība pret slimībām no agras dzīves līdz pieauguša cilvēka vecumam veido komensālo ādas mikrobiotu. Šie mikrobi nav pasīvi pasažieri; Viņi apmāca imūnās šūnas, veicina audu atjaunošanos un pat regulē gēnu ekspresiju, izmantojot epiģenētiskas modifikācijas. Tomēr traucējumi, ko izraisa ģenētiskas mutācijas, vides faktori vai pretmikrobu terapija, var izraisīt tādas iekaisuma slimības kā atopiskais dermatīts, psoriāze un pinnes. Atzīstot divvirzienu šķērsrunu starp ādas mikrobiem un saimnieksistēmām, tiek uzsvērta nepieciešamība pēc personalizētām mikrobiomām atvasinātām terapijām. Mikrobu mijiedarbības ilgtermiņa ietekmes uz gēnu ekspresiju un imūno atmiņu noskaidrošana varētu sniegt informāciju par turpmākajām pieejām hronisku ādas slimību ārstēšanai. Šīs mikrobu ietekmes izmantošana piedāvā daudzsološus veidus, kā labāk ārstēt hroniskas ādas slimības un vispārējo ādas veselību.

Avoti: