Мікробіом шкіри відіграє активну роль у захисті від сонця та імунному балансі

Мікробіом шкіри відіграє важливу роль у здоров'ї та хворобах. Тепер дослідники довели, що певні шкірні бактерії можуть захищати нас від ультрафіолетового (УФ) випромінювання сонця, зокрема, шляхом метаболізму цис-уроканової кислоти за допомогою ферменту під назвою уроканаза. Це дозволяє шкірі точно налаштувати свою реакцію на ультрафіолетове випромінювання. Результати дослідження, опублікованого в Journal of Investigative Dermatology, опублікованому Elsevier, є яскравим прикладом, що демонструє здатність мікробіому шкіри ремоделювати імунні функції господаря.

Шкіра містить величезну екосистему, що складається з мільйонів мікроорганізмів, включаючи бактерії, грибки та віруси. Склад мікробіому шкіри досить унікальний, складний і сильно варіює в залежності від анатомічного розташування. Коменсальні мікроби, також відомі як нормальна мікробіота або місцева мікробіота, які живуть у корисних або нейтральних відносинах, не завдаючи шкоди, адаптують свій метаболізм до ресурсів, доступних у їхньому мікросередовищі, живлячись поживними речовинами нашої шкіри та виробляючи різні молекули, які впливають на навколишнє середовище та взаємодіють з клітинами нашої шкіри.

Провідний науковий співробітник Віджай Кумар Патра, доктор філософії, Міжнародний центр дослідження інфекційних захворювань; Ліон (Франція) та науковий відділ фотодерматології Медичного університету Граца (Австрія) пояснюють: «На сьогоднішній день виявлено багато внутрішніх і зовнішніх факторів, які впливають на склад мікробіому шкіри. До них відносяться різні індивідуальні параметри, такі як раса, стать, вік, рівень гормонів, дієта та гігієна, але також великий вплив мають фактори навколишнього середовища та наслідки професії, забруднення та клімату. Ми давно знаємо, що ультрафіолетове випромінювання модулює імунні реакції, спрямовані проти антигенів навколишнього середовища на поверхні шкіри, а останнім часом мікробіом шкіри також відіграє роль у регулюванні цих реакцій. Нас заінтригувала ідея про те, що певні мікроби можуть активно брати участь або навіть перешкоджати ультрафіолетовому опроміненню. Збіг між метаболізмом мікроорганізмів та імунітетом хазяїна став предметом нашого дослідження».

Дослідники використовували комбінацію секвенування мікробіома, імунологічних аналізів, культур in vitro та гнотобіотичних моделей мишей, які ідентифікують усі присутні мікроорганізми, щоб вивчити, як шкірні бактерії реагують на UVB-випромінювання, тип ультрафіолетового випромінювання, який зазвичай викликає сонячні опіки. Вони виявили, що деякі шкірні бактерії специфічно метаболізують цис-уроканову кислоту, фотопродукт основного хромофора рогового шару, що поглинає ультрафіолетове випромінювання, трансуроканової кислоти, за допомогою ферменту під назвою уроканаза. У порівнянні з трансурокановой кислотою, цис-уроканова кислота наділена потужними імуномодулюючими властивостями. Цей мікробний метаболізм обмежує здатність цис-урокановой кислоти пригнічувати імунні реакції, що означає, що шкірні бактерії точно налаштовують реакцію нашої шкіри на ультрафіолетове випромінювання.

Дослідники відзначають інтригуючу взаємодію між сонцезахисними кремами, цис-урокановой кислотою та мікробіомом, що конкурує в роговому шарі та на ньому як найбільш поверхневому шарі шкіри.

Співдослідник Марк Вокансон, доктор філософії з Міжнародного центру дослідження інфекційних захворювань у Ліоні, Франція, зазначає: «Це перший раз, коли ми продемонстрували прямий метаболічний зв'язок між ультрафіолетовим випромінюванням, молекулою, отриманою від господаря, та поведінкою бактерій, яка впливає на імунну функцію. У міру того, як зростає інтерес як до досліджень мікробіому, так і до персоналізованої медицини, розуміння цих взаємодій мікроба та господаря може змінити наше уявлення про захист від сонця, імунні захворювання, рак шкіри або навіть про такі методи лікування, як фототерапія».

Співдослідник Петер Вольф, доктор медичних наук, дослідницький відділ фотодерматології в Медичному університеті Граца, Австрія, підсумовує: «Ці результати відкривають двері для захисту від сонця з урахуванням мікробіома, де ми не тільки захищаємо шкіру від ультрафіолетового випромінювання, але й дивимося, як мікроби-резиденти можуть змінити імунний ландшафт після опромінення. У майбутньому місцева терапія, яка модулює мікробний метаболізм, може бути використана для мінімізації, підтримки або посилення імуносупресії, спричиненої ультрафіолетом, коли це клінічно корисно, наприклад, у фототерапії».

Коментуючи результати, відомий експерт у цій галузі Анна Ді Нардо, доктор медичних наук, доктор філософії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та дерматологічного інституту Сан-Галлікано IRCCS, Рим, каже: «Це фундаментальне дослідження показує, що мікробні спільноти не є пасивними жертвами стресу навколишнього середовища, а є динамічними регуляторами імунних реакцій, здатними метаболізувати продукти шкіри, спричинені ультрафіолетовим випромінюванням, такі як цис-уроканова кислота. Ця нещодавно виявлена роль мікробного метаболізму в модулюванні резистентності до ультрафіолету змінює наше розуміння шкірного бар'єру – не тільки як структурного щита, але й як метаболічно активного, регульованого мікробами інтерфейсу. Зі зростаючим занепокоєнням щодо ультрафіолетового опромінення, старіння шкіри та раку, краще розуміння цієї осі відкриває перспективні шляхи для терапії та профілактики».

Джерело: Elsevier