Cum microbii pielii tale modelează imunitatea, inflamația și bolile cronice ale pielii

Cum microbii pielii tale modelează imunitatea, inflamația și bolile cronice ale pielii

Din copilărie până la vârsta adultă, bacteriile și ciupercile de pe piele vă ajută sistemul imunitar - dar atunci când aceste sfaturi de echilibru pot urma inflamația cronică. Această nouă recenzie arată cum și de ce.

Publicat într-o recenzie recentă în JurnalMedicină experimentală și molecularăCercetătorii din Coreea de Sud au studiat interacțiunile dintre microbiota pielii comensale și sistemele epiteliale și imunitare de-a lungul vieții umane și au examinat influența acestora asupra sănătății și bolilor.

fundal

Te-ai întrebat vreodată de ce pielea ta se vindecă diferit la vârste diferite sau de ce unii oameni sunt mai predispuși la afecțiuni precum eczeme sau acnee? Un indiciu se află în locuitorii microscopici ai pielii tale. Pielea umană găzduiește miliarde de microorganisme, inclusiv bacterii, ciuperci și viruși, care nu sunt doar pasageri pasivi. Acești microbi comensali formează în mod activ răspunsuri imune și repară țesuturile. Din copilărie până la maturitate, ei antrenează celulele imune, protejează împotriva agenților patogeni și mențin integritatea funcției de barieră. Cu toate acestea, dezechilibrele din acest ecosistem pot genera inflamații și boli cronice ale pielii. În ciuda acestor cunoștințe, căile moleculare și consecințele pe termen lung ale acestor interacțiuni microbiene rămân distinctive, necesitând cercetări suplimentare.

Pielea: un habitat și o interfață imunitară

Nou-născuții cu niveluri mai mari de Staphylococcus hominis la vârsta de 2 luni au un risc cu 40% mai mic de dermatită atopică la 1 vârstă, indicând probleme de colonizare timpurie.

Pielea este mai mult decât un scut protector - este un ecosistem. Suprafața sa este formată din epidermă, dermă și țesut subcutanat și oferă nișe pentru o varietate de microbiote comensale. Aceste microorganisme, inclusivStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. acnee), investigat experimentalLactobacillus rhamnosusGg, șiMalasseziaCiupercile interacționează cu celulele pielii și contribuie la integritatea barierei, la hidratare și la modularea imunității.

Ca comensaliiS. epidermidisSprijină vindecarea rănilor în timp ceS. hominisinhibă creșterea agenților patogeni precum:Staphylococcus aureus(S. aureus). Alții le placeC. acneeproduc acid propionic (un acid gras cu catenă scurtă), care întărește bariera cutanată prin activarea receptorului alfa activat de proliferarea peroxizomilor (PPARα) din keratinocite. Între timp, metaboliții microbieni, cum ar fi indol-3-aldehida și acidul chinolinic, activează calea receptorului de hidrocarburi aril (AHR) în keratinocite, reducând inflamația și potențial atenuând boli precum psoriazisul. În plus,MalasseziaS-a demonstrat că inhibăS. aureusFormarea de biofilm care susține echilibrul microbian pe suprafața pielii.

Microbiota pielii reglează atât homeostazia pielii, cât și funcția de barieră. Ele îmbunătățesc funcția de barieră prin activarea căii AHR în keratinocite. În plus, metaboliții (IALD și acidul chinolinic) din microbiota pielii ameliorează inflamația pielii prin activarea semnalizării AHR în keratinocite. Această cale inhibă TSLP și inflamazomul NLRP3, atenuând astfel dermatita atopică și psoriazisul. COMOLIZIA MICROBIOTA COMPORSALA a rănilor cutanate formează complexe de ADN bacterian Cxcl10 care activează celulele dendritice plasmacitoide (PDC) pentru a produce interferoni de tip I. Aceste PDC promovează repararea țesuturilor prin procese mediate de macrofage. Microbiota pielii COMMENSAL stimulează keratinocitele să genereze factori de celule stem (SCF) care induc maturarea mastocitelor. S. epidermidis întărește bariera cutanată, promovează repararea țesuturilor, menține homeostazia și induce toleranța la microorganismele comensale. Acest lucru se realizează prin producerea de ceramide și inducerea celulelor T specifice etichetei prin interacțiuni cu DC și celule Treg prin liganzi peptidici și recunoașterea antigenului. În plus, S. epidermidis poate exacerba inflamația pielii prin expansiunea celulelor T γδ. C. acnes susține, de asemenea, funcția de barieră a pielii prin producerea de trigliceride și contribuie în mod similar la inflamație prin expansiunea celulelor T γδ. Malassezia, o ciupercă a pielii, inhibă formarea biofilmului de către S. aureus.

Viața timpurie și programarea imunitară

Primele întâlniri cu microbiota pielii în timpul copilăriei lasă urme permanente. De exemplu, expunerea la bacterii producătoare de riboflavină, cum ar fi:S. epidermidispromovează dezvoltarea celulelor T invariante (Mait) asociate mucoasei și a celulelor T reglatoare (Treg), care sunt esențiale pentru toleranța imună. Aceste efecte persistă până la vârsta adultă și modelează răspunsul sistemului imunitar la microbi și răni.

Studiile la șoareci au arătat că expunerea timpurie laS. aureuspoate chiar proteja împotriva dezvoltării dermatitei atopice mai târziu în viață. În schimb, expunerea timpurie sau întreruperea barierei cutanate în timpul copilăriei poate duce la creșterea inflamației și a bolilor precum psoriazisul la vârsta adultă. Aceste întâlniri microbiene timpurii pot duce la imunoimprinting prin remodelarea cromatinei și modificări ale accesibilității genelor, deși persistența acestor efecte necesită studii suplimentare.

Interacțiunea microbiotă-celulă imună

Indol-3-aldehida, un metabolit din bacteriile pielii, cum ar fi Lactobacillus, calmează inflamația prin direcționarea celulelor imune către toleranță, mai degrabă decât spre atac.

Microbii COMMENSAL conduc constant dialog încrucișat cu celulele imune care locuiesc pe piele, cum ar fi macrofagele, celulele dendritice (DC), celulele T gamma-delta (γδ) și celulele limfoide înnăscute (ILC). De exemplu,S. epidermidisPeptidele activează DC, care apoi colorează celulele T specifice pentru toleranță microbiană. În mod similar, macrofagele pielii reglează infecțiile bacteriene prin controlul degradării acidului hialuronic, în timp ce DC și keratinocitele recunosc microbii prin receptorii Toll-like (TLR) și declanșează răspunsuri imune.

Când acest echilibru este perturbat, apare inflamația.S. aureusDe exemplu, α-toxina activează receptorul 1 activat de protează (PAR1) în neuroni, provocând mâncărime și leziuni. În unele cazuri, aceiași microbi care promovează vindecarea pot provoca boli atunci când pătrund în straturile mai profunde sau mai profunde ale pielii.

Tulburări ale pielii și schimbări microbiene

Butiratul din S. epidermidis crește producția de peptide antimicrobiene în keratinocite și acționează ca o fabrică naturală de antibiotice pe piele.

Afecțiuni precum dermatita atopică, psoriazisul și acneea sunt strâns legate de dezechilibrul microbian, numit disbioză. În dermatita atopică, filagrina redusă (o proteină esențială pentru funcția de barieră) duce la creșterea excesivă aS. aureuscare agravează inflamația prin stimularea celulelor T helper 2 (Th2) prin citokine precum interleukina-33 (IL-33) și limfopoietina stromală timică (TSLP).

Psoriazisul, care afectează 1-3% din populația lumii, este condus de axa interleukin-23-INTERLEUKIN-17 (IL-23-IL-17). Șoarecii fără microbiotă au simptome mai ușoare, ceea ce indică faptul că anumite bacterii agravează inflamația.Staphylococcus WarneriŞiCandida albicansagravează leziunile în timpulStaphylococcus CohniiPare protector, probabil prin suprimarea semnalizării IL-17, un factor cheie al inflamației psoriazice.

Acneea, adesea blamatăC. acneeeste mai nuanțată. Deși această bacterie nu este neapărat mai frecventă la persoanele care suferă de acnee, echilibrul ei cu alți microbi, cum ar fiS. epidermidisafectează inflamația. Severitatea acneei se corelează cu diversitatea microbiană redusă și abundența crescută de Firmicutes și a crescutEnterococSpecie. Revizuirea nu abordează implicarea fungică în acnee, iar astfel de asociații rămân neconfirmate.

Prieten sau dușman? Dilema comensală

Ce determină dacă un microbi ajută sau dăunează? În condiții sănătoase, comensalii sunt tolerați. Cu toate acestea, în condiții de suprimare imunitară sau de defecte ale barierei cutanate, chiar și microbii prietenoși pot deveni agenți patogeni oportuniști. De exemplu,S. epidermidispoate trece de la simbiont la amenințare prin producerea de lipaze și proteaze. Similar,MalasseziaŞiC. albicansciuperci de obicei inofensive, pot provoca boli dacă imunitatea slăbește.

Sistemul imunitar îl distinge pe Freund de FOE prin diverse indicii, inclusiv metaboliți microbieni și factori de virulență. De exemplu,S. aureusα-toxina limitează formarea Treg, ducând la activarea imună în loc de toleranță. În timp ce receptorii de recunoaștere a modelelor, cum ar fi TLR-urile, sunt implicați în invenția microbiană, revizuirea nu detaliază mecanismele specifice de discriminare a vieții timpurii. Înțelegerea acestui comutator microbian ar putea duce la tratamente mai bune pentru bolile inflamatorii.

De ce este importantă epigenetica

Microbii de piele caS. epidermidispoate influența dezvoltarea imună prin modificarea structurii cromatinei și creșterea accesibilității în genele imune cheie. Unele bacterii produc SCFA, cum ar fi butirat, care blochează histon deacetilazele și reduc creșterea agenților patogeni. Cercetătorii studiază încă cât de lungă sunt aceste schimbări și dacă modelează memoria imunitară.

Aceste constatări deschid noi uși. Intervențiile de primăvară cu probiotice ar putea preveni bolile cronice de piele? Ar putea metaboliții derivați din microbiotă să devină terapii de ultimă generație? Cercetările asupra influenței epigenetice a microbiomului pielii pot ajuta la răspunsul la aceste întrebări.

Concluzii

În concluzie, acest studiu demonstrează modul în care dezvoltarea imunitară, integritatea barierei și susceptibilitatea bolii de la începutul vieții până la vârsta adultă modelează microbiota comensală a pielii. Acești microbi nu sunt pasageri pasivi; Ele antrenează celulele imune, promovează repararea țesuturilor și chiar reglează expresia genelor prin modificări epigenetice. Cu toate acestea, tulburările datorate mutațiilor genetice, factorilor de mediu sau tratamentelor antimicrobiene pot declanșa boli inflamatorii precum dermatita atopică, psoriazisul și acneea. Recunoașterea interacțiunii bidirecționale dintre microbii pielii și sistemele gazdă evidențiază nevoia de terapii personalizate derivate din microbiom. Clarificarea efectelor pe termen lung ale interacțiunilor microbiene asupra expresiei genelor și memoriei imune ar putea informa abordările viitoare pentru tratarea bolilor cronice de piele. Valorificarea acestei influențe microbiene oferă căi promițătoare pentru a trata mai bine afecțiunile cronice ale pielii și sănătatea generală a pielii.

Surse: