Hoe de microben in uw huid de immuniteit, ontstekingen en chronische huidziekten beïnvloeden

Hoe de microben in uw huid de immuniteit, ontstekingen en chronische huidziekten beïnvloeden

Van kindertijd tot volwassenheid helpen bacteriën en schimmels op uw huid uw immuunsysteem, maar als deze evenwichtstips volgen, kan chronische ontsteking volgen. Deze nieuwe review laat zien hoe en waarom.

Gepubliceerd in een recente recensie in het JournalExperimentele en moleculaire geneeskundeDe onderzoekers in Zuid-Korea bestudeerden de interacties tussen de commensale huidmicrobiota en het epitheel- en immuunsysteem gedurende de hele menselijke levensduur en onderzochten hun invloed op gezondheid en ziekte.

achtergrond

Heeft u zich ooit afgevraagd waarom uw huid op verschillende leeftijden anders geneest of waarom sommige mensen vatbaarder zijn voor aandoeningen zoals eczeem of acne? Eén aanwijzing schuilt in de microscopisch kleine bewoners van je huid. De menselijke huid herbergt miljarden micro-organismen, waaronder bacteriën, schimmels en virussen, die niet alleen maar passieve passagiers zijn. Deze commensale microben vormen actief immuunreacties en herstellen weefsels. Van kindertijd tot volwassenheid trainen ze immuuncellen, beschermen ze tegen ziekteverwekkers en behouden ze de integriteit van de barrièrefunctie. Onevenwichtigheden in dit ecosysteem kunnen echter ontstekingen en chronische huidziekten veroorzaken. Ondanks deze kennis blijven de moleculaire routes en de langetermijngevolgen van deze microbiële interacties onderscheidend, wat verder onderzoek vereist.

Huid: een habitat en een immuuninterface

Pasgeborenen met hogere niveaus van Staphylococcus hominis op de leeftijd van 2 maanden hebben een 40% lager risico op atopische dermatitis op de leeftijd van 1 jaar, wat wijst op problemen met vroege kolonisatie.

De huid is meer dan een beschermend schild – het is een ecosysteem. Het oppervlak bestaat uit epidermis, dermis en onderhuids weefsel en biedt niches voor een verscheidenheid aan commensale microbiota. Deze micro-organismen, inclusiefStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. acnes), experimenteel onderzochtLactobacillus rhamnosusGg, enMalasseziaSchimmels werken samen met huidcellen en dragen bij aan de integriteit van de barrière, hydratatie en immuunmodulatie.

Zoals commensalenS. epidermidisOndersteun wondgenezing terwijlS. hominisremt de groei van ziekteverwekkers zoals:Staphylococcus aureus(S. aureus). Anderen vinden het leukC. acnesproduceren propionzuur (een vetzuur met een korte keten), dat de huidbarrière versterkt door peroxisoomproliferator-geactiveerde receptor-alfa (PPARα) in keratinocyten te activeren. Ondertussen activeren microbiële metabolieten zoals indool-3-aldehyde en chinolinezuur de arylkoolwaterstofreceptor (AHR) route in keratinocyten, waardoor ontstekingen worden verminderd en mogelijk ziekten zoals psoriasis worden verlicht. Aanvullend,MalasseziaEr is aangetoond dat het remtS. aureusVorming van biofilm die het microbiële evenwicht op het huidoppervlak ondersteunt.

De huidmicrobiota reguleert zowel de homeostase van de huid als de barrièrefunctie. Ze verbeteren de barrièrefunctie door de AHR-route in keratinocyten te activeren. Bovendien verlichten metabolieten (IALD en chinolinezuur) uit de huidmicrobiota de huidontsteking door AHR-signalering in keratinocyten te activeren. Deze route remt TSLP en het NLRP3-inflammasoom, waardoor atopische dermatitis en psoriasis worden verzacht. COMPORSALE MICROBIOTA COMOLISIE van huidwonden vormt Cxcl10 bacteriële DNA-complexen die plasmacytoïde dendritische cellen (PDC's) activeren om type I interferonen te produceren. Deze PDC's bevorderen weefselherstel via macrofaag-gemedieerde processen. COMMENSAL-huidmicrobiota stimuleert keratinocyten om stamcelfactoren (SCF's) te genereren die de rijping van mestcellen induceren. S. epidermidis versterkt de huidbarrière, bevordert weefselherstel, handhaaft de homeostase en induceert tolerantie voor commensale micro-organismen. Dit wordt bereikt door het produceren van ceramiden en het induceren van labelspecifieke T-cellen door interacties met DC's en Treg-cellen via peptideliganden en antigeenherkenning. Bovendien kan S. epidermidis huidontsteking verergeren door de expansie van γδ T-cellen. C. acnes ondersteunt ook de huidbarrièrefunctie door triglyceriden te produceren en draagt ​​op vergelijkbare wijze bij aan ontstekingen door de expansie van γδ T-cellen. Malassezia, een huidschimmel, remt de vorming van biofilm door S. aureus.

Vroege leven en immuunprogrammering

De eerste ontmoetingen met de microbiota van de huid tijdens de kindertijd laten blijvende sporen achter. Bijvoorbeeld blootstelling aan riboflavine-producerende bacteriën zoals:S. epidermidisbevordert de ontwikkeling van mucosaal geassocieerde invariante T (Mait)-cellen en regulerende T (Treg)-cellen, die essentieel zijn voor immuuntolerantie. Deze effecten blijven bestaan ​​tot in de volwassenheid en bepalen de reactie van het immuunsysteem op microben en verwondingen.

Studies bij muizen hebben aangetoond dat vroege blootstelling aanS. aureuskan zelfs bescherming bieden tegen de ontwikkeling van atopische dermatitis op latere leeftijd. Omgekeerd kan vroege blootstelling of verstoring van de huidbarrière tijdens de kindertijd leiden tot verhoogde ontstekingen en ziekten zoals psoriasis op volwassen leeftijd. Deze vroege microbiële ontmoetingen kunnen leiden tot immuno-imprinting door hermodellering van chromatine en veranderingen in de toegankelijkheid van genen, hoewel de persistentie van deze effecten verder onderzoek vereist.

Interactie tussen microbiota en immuuncellen

Indool-3-aldehyde, een metaboliet van huidbacteriën zoals Lactobacillus, kalmeert ontstekingen door immuuncellen in de richting van tolerantie te sturen in plaats van aan te vallen.

COMMENSAL-microben voeren voortdurend overleg met in de huid levende immuuncellen zoals macrofagen, dendritische cellen (DC's), gamma-delta (γδ) T-cellen en aangeboren lymfoïde cellen (ILC's). Bijvoorbeeld,S. epidermidisPeptiden activeren DC's, die vervolgens specifieke T-cellen kleuren voor microbiële tolerantie. Op dezelfde manier reguleren huidmacrofagen bacteriële infecties door de afbraak van hyaluronzuur te beheersen, terwijl DC's en keratinocyten microben herkennen via Toll-like receptoren (TLR's) en immuunreacties veroorzaken.

Wanneer dit evenwicht verstoord wordt, ontstaat er een ontsteking.S. aureusAlfa-toxine activeert bijvoorbeeld protease-geactiveerde receptor 1 (PAR1) in neuronen, waardoor jeuk en schade ontstaat. In sommige gevallen kunnen dezelfde microben die genezing bevorderen ziekten veroorzaken wanneer ze diepere huidlagen binnendringen.

Huidaandoeningen en microbiële verschuivingen

Butyraat uit S. epidermidis verhoogt de productie van antimicrobiële peptiden in keratinocyten en werkt als een natuurlijke antibioticafabriek op uw huid.

Aandoeningen zoals atopische dermatitis, psoriasis en acne zijn nauw verbonden met een microbiële onbalans, dysbiose genoemd. Bij atopische dermatitis leidt een verminderde hoeveelheid filaggrine (een eiwit dat cruciaal is voor de barrièrefunctie) tot overgroei van de huidS. aureusdat de ontsteking verergert door T-helper 2 (Th2)-cellen te stimuleren via cytokines zoals interleukine-33 (IL-33) en thymus stromale lymfopoëtine (TSLP).

Psoriasis, waar 1 tot 3% van de wereldbevolking last van heeft, wordt veroorzaakt door de interleukine-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17) as. Muizen zonder microbiota hebben mildere symptomen, wat erop wijst dat bepaalde bacteriën de ontsteking verergeren.Staphylococcus WarneriEnCandida albicansverergert laesies tijdensStaphylococcus CohniiLijkt beschermend, waarschijnlijk door onderdrukking van IL-17-signalering, een belangrijke oorzaak van psoriatische ontstekingen.

Acne, vaak de schuldC. acnesligt genuanceerder. Hoewel deze bacterie niet noodzakelijkerwijs vaker voorkomt bij mensen met acne, is het evenwicht ervan met andere microben, zoalsS. epidermidisbeïnvloedt ontstekingen. De ernst van acne correleert met verminderde microbiële diversiteit en verhoogde overvloed aan Firmicutes en neemt toeEnterokokkenSoort. De review gaat niet in op de betrokkenheid van schimmels bij acne, en dergelijke associaties blijven onbevestigd.

Vriend of vijand? Het commensale dilemma

Wat bepaalt of een microbe helpt of schaadt? Onder gezonde omstandigheden worden commensalen getolereerd. Onder immuunsuppressie of defecten aan de huidbarrière kunnen zelfs vriendelijke microben echter opportunistische ziekteverwekkers worden. Bijvoorbeeld,S. epidermidiskan van symbiont naar bedreiging overgaan door lipasen en proteasen te produceren. Vergelijkbaar,MalasseziaEnC. albicansdoorgaans onschadelijke schimmels, die ziekten kunnen veroorzaken als de immuniteit hapert.

Het immuunsysteem onderscheidt Freund van FOE door middel van verschillende signalen, waaronder microbiële metabolieten en virulentiefactoren. Bijvoorbeeld,S. aureusα-toxine beperkt de vorming van Treg, wat leidt tot immuunactivatie in plaats van tolerantie. Hoewel patroonherkenningsreceptoren zoals TLR's betrokken zijn bij microbiële uitvindingen, gaat de review niet in op specifieke mechanismen voor discriminatie in het vroege leven. Het begrijpen van deze microbiële schakelaar zou kunnen leiden tot betere behandelingen voor ontstekingsziekten.

Waarom epigenetica belangrijk is

Huidmicroben houden vanS. epidermidiskan de immuunontwikkeling beïnvloeden door de chromatinestructuur te veranderen en de toegankelijkheid van belangrijke immuungenen te vergroten. Sommige bacteriën produceren SCFA's zoals butyraat, die histondeacetylasen blokkeren en de groei van pathogenen verminderen. Onderzoekers bestuderen nog steeds hoe langdurig deze veranderingen zijn en of ze het immuungeheugen beïnvloeden.

Deze bevindingen openen nieuwe deuren. Kunnen voorjaarsinterventies met probiotica chronische huidziekten voorkomen? Kunnen uit microbiota afkomstige metabolieten therapieën van de volgende generatie worden? Onderzoek naar de epigenetische invloed van het huidmicrobioom kan deze vragen helpen beantwoorden.

Conclusies

Concluderend laat deze studie zien hoe de ontwikkeling van het immuunsysteem, de integriteit van de barrière en de vatbaarheid voor ziekten vanaf het vroege leven tot aan de volwassenheid de commensale huidmicrobiota bepalen. Deze microben zijn geen passieve passagiers; Ze trainen immuuncellen, bevorderen weefselherstel en reguleren zelfs genexpressie door middel van epigenetische modificaties. Aandoeningen als gevolg van genetische mutaties, omgevingsfactoren of antimicrobiële behandelingen kunnen echter ontstekingsziekten veroorzaken, zoals atopische dermatitis, psoriasis en acne. Het herkennen van de bidirectionele overspraak tussen huidmicroben en gastheersystemen benadrukt de behoefte aan gepersonaliseerde, op het microbioom gebaseerde therapieën. Het verduidelijken van de langetermijneffecten van microbiële interacties op genexpressie en immuungeheugen zou toekomstige benaderingen van de behandeling van chronische huidziekten kunnen informeren. Het benutten van deze microbiële invloed biedt veelbelovende mogelijkheden om chronische huidaandoeningen en de algehele gezondheid van de huid beter te behandelen.

Bronnen: