Кожные бактерии могут помочь нам защититься от вредного воздействия солнечного света

Микробиом кожи играет важную роль в здоровье и заболеваниях.

Исследователи доказали, что некоторые кожные бактерии могут защищать нас от солнечного ультрафиолетового излучения (УФ), метаболизируя цис-урокановую кислоту с помощью фермента под названием уроканаза. Это позволяет коже тонко настраивать свою реакцию на ультрафиолетовое излучение. Результаты исследования, опубликованные в Journal of Investigative Dermatology, представляют собой яркий пример, демонстрирующий способность микробиома кожи перестраивать иммунные функции хозяина.

Кожа - это огромная экосистема, состоящая из миллионов микроорганизмов, включая бактерии, грибки и вирусы. Состав кожного микробиома уникален, сложен и сильно варьирует в зависимости от анатомического расположения. Комменсальные микроорганизмы, также называемые нормальной или местной микробиотой, которые живут в благоприятных или нейтральных отношениях, не причиняя вреда, адаптируют свой метаболизм к ресурсам, доступным в их микросреде, потребляя питательные вещества нашей кожи и производя различные молекулы, которые влияют на окружающую среду и взаимодействуют с клетками нашей кожи.

Ведущий автор исследования Виджай-Кумар Патра из Международного центра исследований в области инфектологии (Франция) объясняет: «На сегодняшний день выявлено множество внутренних и внешних факторов, влияющих на состав микробиома кожи. К ним относятся различные индивидуальные параметры, такие как раса, пол, возраст, уровень гормонов, диета и гигиена, но большое влияние оказывают также факторы окружающей среды, влияние профессии, загрязнения и климата. Мы давно знаем, что ультрафиолетовое излучение модулирует иммунные реакции, направленные против антигенов окружающей среды на поверхности кожи, а недавно выяснилось, что микробиом кожи также играет определенную роль в регулировании этих реакций. Нас заинтриговала идея о том, что некоторые микробы могут активно участвовать или даже препятствовать воздействию ультрафиолета. Предметом нашего исследования стало взаимодействие между микробным метаболизмом и иммунитетом хозяина».

Исследователи использовали сочетание секвенирования микробиома, иммунологических анализов, культур in vitro и гнотобиотических моделей мышей, чтобы изучить реакцию бактерий кожи на УФ-излучение. Они обнаружили, что некоторые кожные бактерии специфически метаболизируют цис-урокановую кислоту, фотопродукт основного поглощающего ультрафиолет хромофора рогового слоя - транс-урокановой кислоты, с помощью фермента уроканазы. По сравнению с трансурокановой кислотой цис-урокановая кислота обладает мощными иммуномодулирующими свойствами. Этот микробный метаболизм ограничивает способность цис-урокановой кислоты подавлять иммунные реакции, что означает, что кожные бактерии точно регулируют реакцию нашей кожи на ультрафиолетовое излучение.

Исследователи отмечают интригующее взаимодействие солнцезащитных средств, цис-урокановой кислоты и микробиома друг с другом, конкурирующих в роговом слое и на самом поверхностном слое кожи. Патра рассказывает: «Мы впервые продемонстрировали прямую метаболическую связь между УФ-излучением, молекулами, производимыми хозяином, и поведением бактерий, которое влияет на иммунную функцию. По мере роста интереса к исследованиям микробиома и персонализированной медицине понимание этих взаимодействий между микроорганизмами и хозяином может изменить наше представление о защите от солнца, иммунных заболеваниях, раке кожи и даже о таких методах лечения, как фототерапия.

Эти результаты открывают дверь к микробиомной защите от солнца, когда мы не только защищаем кожу от УФ-излучения, но и учитываем, как микробы, живущие на коже, могут изменять иммунный ландшафт после воздействия солнца. В будущем топические средства, модулирующие микробный метаболизм, можно будет использовать для минимизации, поддержания или усиления иммуносупрессии, вызванной УФ-излучением, когда это будет полезно с клинической точки зрения, например, при фототерапии.

Комментируя результаты исследования, известный эксперт в этой области Анна Ди Нардо из Дерматологического института Сан-Галликано (Италия), говорит: «Это важнейшее исследование показывает, что микробные сообщества - не пассивные жертвы экологического стресса, а динамичные регуляторы иммунных реакций, способные метаболизировать УФ-индуцированные продукты кожи, такие как цис-урокановая кислота. Эта недавно обнаруженная роль микробного метаболизма в модуляции толерантности к УФ-излучению меняет наше понимание кожного барьера - не только как структурного щита, но и как метаболически активного, регулируемого микроорганизмами интерфейса. В условиях растущей озабоченности по поводу воздействия ультрафиолета, старения кожи и рака более глубокое понимание этих особенностей открывает перспективные пути для терапии и профилактики».