Kako mikrobi vaše kože oblikujejo imunost, vnetja in kronične kožne bolezni

Kako mikrobi vaše kože oblikujejo imunost, vnetja in kronične kožne bolezni

Od otroštva do odraslosti bakterije in glivice na vaši koži pomagajo vašemu imunskemu sistemu – toda če upoštevate te nasvete za ravnotežje, lahko sledi kronično vnetje. Ta novi pregled kaže, kako in zakaj.

Objavljeno v nedavni recenziji v JournaluEksperimentalna in molekularna medicinaRaziskovalci v Južni Koreji so proučevali interakcije med komenzalno kožno mikrobioto ter epitelijskim in imunskim sistemom skozi celotno življenjsko dobo človeka ter preučevali njihov vpliv na zdravje in bolezni.

ozadje

Ste se kdaj vprašali, zakaj se vaša koža v različnih starostih različno celi ali zakaj so nekateri ljudje bolj nagnjeni k boleznim, kot so ekcem ali akne? En namig je v mikroskopskih prebivalcih vaše kože. Človeška koža je dom milijardam mikroorganizmov, vključno z bakterijami, glivicami in virusi, ki niso le pasivni potniki. Ti komenzalni mikrobi aktivno tvorijo imunske odzive in popravljajo tkiva. Od otroštva do odraslosti trenirajo imunske celice, ščitijo pred patogeni in ohranjajo celovitost pregradne funkcije. Vendar pa lahko neravnovesja v tem ekosistemu povzročijo vnetja in kronične kožne bolezni. Kljub temu znanju molekularne poti in dolgoročne posledice teh mikrobnih interakcij ostajajo značilne, kar zahteva nadaljnje raziskave.

Koža: habitat in imunski vmesnik

Novorojenčki z višjo koncentracijo Staphylococcus hominis pri 2 mesecih starosti imajo 40 % manjše tveganje za atopijski dermatitis pri 1 starosti, kar kaže na težave z zgodnjo kolonizacijo.

Koža je več kot le zaščitni ščit – je ekosistem. Njegova površina je sestavljena iz povrhnjice, dermisa in podkožnega tkiva ter zagotavlja niše za različne komenzalne mikrobiote. Ti mikroorganizmi, vključno zStaphylococcus epidermidis(S. epidermidis),Cutibacterium acnes(C. akne), eksperimentalno raziskanLactobacillus rhamnosusGg inMalasseziaGlive sodelujejo s kožnimi celicami in prispevajo k celovitosti pregrade, hidraciji in imunski modulaciji.

Kot komenzaliS. epidermidisPodpira celjenje ran medS. hominiszavira rast patogenov, kot so:Staphylococcus aureus(S. aureus). Drugi všečC. akneproizvajajo propionsko kislino (maščobna kislina s kratkimi verigami), ki krepi kožno bariero z aktiviranjem peroksisomskega proliferatorja aktiviranega receptorja alfa (PPARα) v keratinocitih. Medtem mikrobni metaboliti, kot sta indol-3-aldehid in kinolinska kislina, aktivirajo pot arilnega ogljikovodikovega receptorja (AHR) v keratinocitih, zmanjšajo vnetje in potencialno ublažijo bolezni, kot je luskavica. Poleg tegaMalasseziaDokazano je, da zaviraS. aureusTvorba biofilma, ki podpira mikrobno ravnovesje na površini kože.

Kožna mikrobiota uravnava kožno homeostazo in barierno funkcijo. Izboljšajo pregradno funkcijo z aktiviranjem poti AHR v keratinocitih. Poleg tega presnovki (IALD in kinolinska kislina) iz mikrobiote kože ublažijo vnetje kože z aktiviranjem signalizacije AHR v keratinocitih. Ta pot zavira TSLP in inflammasom NLRP3 ter tako ublaži atopijski dermatitis in luskavico. COMPORSAL MICROBIOTA COMOLISION kožnih ran tvorijo komplekse bakterijske DNA Cxcl10, ki aktivirajo plazmocitoidne dendritične celice (PDC) za proizvodnjo interferonov tipa I. Ti PDC spodbujajo obnovo tkiva s procesi, ki jih posredujejo makrofagi. Kožna mikrobiota COMMENSAL stimulira keratinocite, da ustvarijo faktorje matičnih celic (SCF), ki inducirajo zorenje mastocitov. S. epidermidis krepi kožno pregrado, pospešuje obnovo tkiva, vzdržuje homeostazo in povzroča toleranco na komenzalne mikroorganizme. To se doseže s proizvodnjo ceramidov in induciranjem T-celic, specifičnih za oznako, prek interakcij z DC in Treg celicami preko peptidnih ligandov in prepoznavanja antigena. Poleg tega lahko S. epidermidis poslabša vnetje kože s širjenjem celic γδ T. C. acnes prav tako podpira funkcijo kožne pregrade s proizvodnjo trigliceridov in podobno prispeva k vnetju s širjenjem celic γδ T. Malassezia, kožna gliva, zavira tvorbo biofilma s S. aureus.

Zgodnje življenje in imunsko programiranje

Začetna srečanja s kožno mikrobioto v otroštvu pustijo trajne sledi. Na primer izpostavljenost bakterijam, ki proizvajajo riboflavin, kot so:S. epidermidisspodbuja razvoj invariantnih celic T (Mait) in regulatornih celic T (Treg), povezanih s sluznico, ki so bistvenega pomena za imunsko toleranco. Ti učinki trajajo v odrasli dobi in oblikujejo odziv imunskega sistema na mikrobe in poškodbe.

Študije na miših so pokazale, da zgodnja izpostavljenostS. aureuslahko celo zaščiti pred razvojem atopičnega dermatitisa pozneje v življenju. Nasprotno pa lahko zgodnja izpostavljenost ali motnje kožne pregrade v otroštvu povzročijo povečano vnetje in bolezni, kot je luskavica v odrasli dobi. Ta zgodnja mikrobna srečanja lahko vodijo do imunskega vtisa s preoblikovanjem kromatina in spremembami dostopnosti genov, čeprav vztrajnost teh učinkov zahteva nadaljnje preiskave.

Interakcija mikrobiote in imunske celice

Indol-3-aldehid, presnovek kožnih bakterij, kot je Lactobacillus, pomirja vnetje tako, da usmerja imunske celice k strpnosti in ne k napadu.

Mikrobi COMMENSAL vodijo stalen navzkrižni pogovor z imunskimi celicami, ki živijo v koži, kot so makrofagi, dendritične celice (DC), T-celice gama-delta (γδ) in prirojene limfoidne celice (ILC). na primerS. epidermidisPeptidi aktivirajo DC, ki nato obarvajo specifične celice T za mikrobno toleranco. Podobno kožni makrofagi uravnavajo bakterijske okužbe z nadzorom razgradnje hialuronske kisline, medtem ko DC in keratinociti prepoznajo mikrobe preko Toll-podobnih receptorjev (TLR) in sprožijo imunski odziv.

Ko se to ravnovesje poruši, pride do vnetja.S. aureusNa primer, α-toksin aktivira s proteazo aktiviran receptor 1 (PAR1) v nevronih, kar povzroči srbenje in poškodbe. V nekaterih primerih lahko isti mikrobi, ki spodbujajo celjenje, povzročijo bolezen, ko prodrejo globlje ali globlje plasti kože.

Kožne bolezni in mikrobni premiki

Butirat iz S. epidermidis poveča proizvodnjo protimikrobnih peptidov v keratinocitih in na vaši koži deluje kot naravna tovarna antibiotikov.

Stanja, kot so atopijski dermatitis, psoriaza in akne, so tesno povezana z mikrobnim neravnovesjem, imenovanim disbioza. Pri atopijskem dermatitisu zmanjšana količina filagrina (beljakovine, ki je ključnega pomena za pregradno funkcijo) povzroči prekomerno rastS. aureuski poslabšuje vnetje s stimulacijo celic T helper 2 (Th2) prek citokinov, kot sta interlevkin-33 (IL-33) in timusni stromalni limfopoetin (TSLP).

Psoriazo, ki prizadene 1–3 % svetovnega prebivalstva, poganja os interlevkin-23-INTERLEVKIN-17 (IL-23-IL-17). Miši brez mikrobiote imajo blažje simptome, kar kaže, da nekatere bakterije poslabšajo vnetje.Staphylococcus WarneriinCandida albicansposlabša lezije medStaphylococcus CohniiVideti je zaščitno, verjetno zaradi zatiranja signalizacije IL-17, ključnega gonila psoriatičnega vnetja.

Akne, pogosto krivdeC. akneje bolj niansirana. Čeprav ta bakterija ni nujno bolj pogosta pri bolnikih z aknami, je njeno ravnovesje z drugimi mikrobi, kot je nprS. epidermidisvpliva na vnetje. Resnost aken je povezana z zmanjšano mikrobno raznolikostjo in povečano številčnostjo Firmicutes in povečanoEnterokokVrsta. Pregled ne obravnava vpletenosti gliv v akne in takšne povezave ostajajo nepotrjene.

Prijatelj ali sovražnik? Komenzalna dilema

Od česa je odvisno, ali mikrob pomaga ali škodi? V zdravih pogojih so komenzale tolerirane. Vendar pa lahko pod imunsko supresijo ali okvarami kožne pregrade celo prijazni mikrobi postanejo oportunistični patogeni. na primerS. epidermidislahko preide iz simbionta v grožnjo s proizvodnjo lipaz in proteaz. podobno,MalasseziainC. albicansobičajno neškodljive glive, lahko povzročijo bolezen, če imunost oslabi.

Imunski sistem razlikuje Freunda od FOE po različnih znakih, vključno z mikrobnimi metaboliti in dejavniki virulence. na primerS. aureusα-toksin omejuje tvorbo Treg, kar vodi do imunske aktivacije namesto do tolerance. Medtem ko so receptorji za prepoznavanje vzorcev, kot so TLR, vključeni v mikrobni izum, pregled ne navaja podrobnosti posebnih mehanizmov diskriminacije v zgodnjem življenju. Razumevanje tega mikrobnega stikala bi lahko vodilo do boljšega zdravljenja vnetnih bolezni.

Zakaj je epigenetika pomembna

Kožni mikrobi kotS. epidermidislahko vpliva na razvoj imunosti s spreminjanjem strukture kromatina in povečanjem dostopnosti v ključnih imunskih genih. Nekatere bakterije proizvajajo SCFA, kot je butirat, ki blokira histonske deacetilaze in zmanjša rast patogenov. Raziskovalci še preučujejo, kako dolgotrajne so te spremembe in ali oblikujejo imunski spomin.

Te ugotovitve odpirajo nova vrata. Bi spomladanski posegi s probiotiki lahko preprečili kronične kožne bolezni? Bi lahko metaboliti, pridobljeni iz mikrobiote, postali terapije naslednje generacije? Raziskave epigenetskega vpliva mikrobioma kože lahko pomagajo odgovoriti na ta vprašanja.

Sklepi

Skratka, ta študija prikazuje, kako imunski razvoj, celovitost pregrade in dovzetnost za bolezni od zgodnjega življenja do odraslosti oblikujejo komenzalno mikrobioto kože. Ti mikrobi niso pasivni potniki; Usposabljajo imunske celice, spodbujajo obnovo tkiv in celo uravnavajo izražanje genov z epigenetskimi spremembami. Vendar pa lahko motnje zaradi genetskih mutacij, okoljskih dejavnikov ali protimikrobnih zdravljenj sprožijo vnetne bolezni, kot so atopijski dermatitis, luskavica in akne. Prepoznavanje dvosmernega preslušavanja med kožnimi mikrobi in gostiteljskimi sistemi poudarja potrebo po prilagojenih terapijah, ki izhajajo iz mikrobioma. Razjasnitev dolgoročnih učinkov mikrobnih interakcij na izražanje genov in imunski spomin bi lahko prispevala k prihodnjim pristopom k zdravljenju kroničnih kožnih bolezni. Izkoriščanje tega mikrobnega vpliva ponuja obetavne poti za boljše zdravljenje kroničnih kožnih bolezni in splošnega zdravja kože.

Viri: