Кожа человека является домом для более, чем тысячи видов бактерий и других микробов, которые в совокупности называются микробиомом кожи. Многие из них важны для здоровья.
Полезные кожные бактерии могут предотвратить рост других, потенциально вредных микробов. Исследования также показали, что некоторые кожные бактерии взаимодействуют с иммунной системой, помогая бороться с инфекцией. Но роль, которую бактерии могут играть в нормальном поддержании здоровой кожи, до конца не изучена.
Рост и защита за счет поддержания внешнего слоя кожи — сложный процесс. Он включает в себя взаимодействие клеток и жировой "изоляции" кожи, которую они производят. Вместе они предотвращают утрату воды через кожу и проникновение болезнетворных микроорганизмов.
Церамиды — это один из типов защитных жировых молекул, обнаруженных во внешней коже. Низкий уровень церамидов приводит к сухости кожи и связан со старением и некоторыми кожными заболеваниями.
В новом исследовании ученые из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) изучили вклад распространенной кожной бактерии под названием Staphylococcus epidermidis в защитную функцию кожи. Результаты были опубликованы в Cell Host & Microbe.
Когда исследователи нанесли S. epidermidis на кожу мышей, подвергшихся воздействию обычных раздражителей, потеря воды через кожу животных уменьшилась. Это показало, что бактерии каким-то образом помогают поддерживать здоровье внешнего слоя кожи.
Команда подозревала, что причиной может быть тип фермента, называемого сфингомиелиназой (Sph). Sph производится некоторыми бактериями. Он расщепляет сфингомиелин, жир, находящийся на поверхности клеток, на керамиды и фосфохолин (ФХ), источник питательных веществ для бактерий.
Исследователи обнаружили ген, кодирующий Sph, в 98% коллекции S. epidermidis, выделенной из образцов кожи человека. Лабораторные эксперименты не показали, что производство Sph способствует какому-либо потенциально опасному поведению бактерий, которое может нанести вред хозяину.
Дополнительные эксперименты на культивируемых клетках подтвердили, что S. epidermidis использует Sph для приобретения из сфингомиелина, обнаруженного в клетках кожи. Производство ФХ помогло бактериям выжить в условиях с высоким содержанием солей, например, во внешнем слое кожи.
У мышей, находящихся в нормальных условиях сушки, а также у мышей с кожным зудом, связанным с истощением церамида, применение S. epidermidis уменьшало потерю воды через кожу. Этот защитный эффект зависел от способности бактерий продуцировать Sph. Процесс оказался симбиотическим, то есть он принес пользу как микробу, так и хозяину. Расщепление сфингомиелина помогло микробам выжить, создав при этом керамиды для защиты кожи хозяев.
Исследование подчеркивает возможность использования S. epidermidis в качестве пробиотического средства для улучшения здоровья кожи в процессе старения или у людей, страдающих кожными заболеваниями.
Исследовательская группа теперь надеется проверить подход в клинических испытаниях на людях, главное, чтобы ни у кого из испытуемых не было иммунодефицита, иначе сепсис неизбежен.