Микробиом кожи играет активную роль в защите от солнца и иммунном балансе

Фото из открытых источников

Микробиом кожи играет важную роль в здоровье и болезнях. Исследователи теперь доказали, что определенные бактерии кожи могут защищать нас от ультрафиолетового (УФ) излучения солнца, в частности, метаболизируя цис -уроканиновую кислоту с помощью фермента, называемого уроканазой. Это позволяет коже тонко настраивать реакцию на УФ-излучение. Результаты исследования в журнале Journal of Investigative Dermatology, опубликованном Elsevier, представляют собой поразительное исследование случая, демонстрирующее способность микробиома кожи ремоделировать иммунные функции хозяина.

Кожа содержит обширную экосистему, состоящую из миллионов микроорганизмов, включая бактерии, грибки и вирусы. Состав микробиома кожи весьма уникален, сложен и сильно варьируется в зависимости от анатомического расположения. Комменсальные микробы, также известные как нормальная микробиота или местная микробиота, которые живут в полезных или нейтральных отношениях, не причиняя вреда, адаптируют свой метаболизм к ресурсам, доступным в их микросреде, питаясь питательными веществами нашей кожи и производя различные молекулы, которые влияют на их среду и взаимодействуют с клетками нашей кожи.

«На сегодняшний день выявлено множество внутренних и внешних факторов, которые влияют на состав микробиома кожи. К ним относятся различные индивидуальные параметры, такие как раса, пол, возраст, уровень гормонов, диета и гигиена, но факторы окружающей среды и последствия занятий, загрязнения и климата также оказывают большое влияние. Мы давно знаем, что УФ-излучение модулирует иммунные реакции, направленные против антигенов окружающей среды на поверхности кожи, и, совсем недавно, что микробиом кожи также играет роль в регуляции этих реакций. Нас заинтриговала идея о том, что определенные микробы могут активно участвовать или даже мешать воздействию УФ-излучения. Совпадение между микробным метаболизмом и иммунитетом хозяина стало предметом нашего исследования», - поясняет ведущий автор исследования Виджай Кумар Патра.

Исследователи использовали комбинацию секвенирования микробиома, иммунологических анализов, культур in vitro и гнотобиотических моделей мышей, в которых определяются все присутствующие микроорганизмы, чтобы изучить, как бактерии кожи реагируют на УФ-излучение В, тип УФ-излучения, который обычно вызывает солнечные ожоги. Они обнаружили, что некоторые бактерии кожи специфически метаболизируют цис -уроканиновую кислоту, фотопродукт основного поглощающего УФ-излучение хромофора рогового слоя, транс-уроканиновой кислоты, используя фермент, называемый уроканазой. По сравнению с транс-уроканиновой кислотой, цис- уроканиновая кислота наделена мощными иммуномодулирующими свойствами. Этот микробный метаболизм затем ограничивает способностьцис -уроканиновая кислота подавляет иммунные реакции, что означает, что бактерии кожи тонко настраивают реакцию нашей кожи на УФ-излучение.

Исследователи отмечают интригующее взаимодействие между солнцезащитными кремами, цис - уроканиновой кислотой и микробиомом, конкурирующими в роговом слое и на нем, как самом поверхностном слое кожи.

«Это первый раз, когда мы продемонстрировали прямую метаболическую связь между УФ-излучением, молекулой, полученной от хозяина, и поведением бактерий, которое влияет на иммунную функцию. По мере роста интереса как к исследованию микробиома, так и к персонализированной медицине, понимание этих взаимодействий микроба и хозяина может изменить то, как мы думаем о защите от солнца, иммунных заболеваниях, раке кожи или даже о таких методах лечения, как фототерапия», - отмечает соавтор исследования Марк Вокансон. 

«Эти результаты открывают дверь к защите от солнца с учетом микробиома, где мы не только защищаем кожу от УФ-излучения, но и рассматриваем, как резидентные микробы могут изменять иммунный ландшафт после воздействия. В будущем местные методы лечения, модулирующие микробный метаболизм, могут использоваться для минимизации, поддержания или усиления иммуносупрессии, вызванной УФ-излучением, когда это клинически полезно, например, при фототерапии», - поясняет соавтор исследования Питер Вольф.

«Это основополагающее исследование показывает, что микробные сообщества не являются пассивными жертвами экологического стресса, а являются динамическими регуляторами иммунных реакций, способными метаболизировать продукты кожи, вызванные УФ-излучением, такие как цис -уроканиновая кислота. Эта недавно открытая роль микробного метаболизма в модулировании устойчивости к УФ-излучению меняет наше понимание кожного барьера — не только как структурного щита, но и как метаболически активного, регулируемого микробами интерфейса. С ростом обеспокоенности по поводу воздействия УФ-излучения, старения кожи и рака более глубокое понимание этой оси открывает многообещающие пути для терапии и профилактики», - резюмирует соавтор исследования Анна Ди Нардо.