Как бактерии на коже помогают бороться с болезнями

Как известно, кожа поддерживает разнообразное сообщество микроорганизмов, живущих на ней, которые тренируют иммунную систему, а также отражают патогенные угрозы. В отличие от кишечника, который предлагает почти идеальную среду обитания для роста ферментативных бактерий, кожа представляет собой негостеприимное пространство. Публикуем перевод статьи в журнале Nature, посвященной экосистемам организмов, живущих на коже взрослого человека, и их роли в нашем здоровье.

.marker { background: #FFE3E0; background: linear-gradient(180deg,rgba(255,255,255,0) 45%, #FFE3E0 55%); }

Эпидермальный слой, защищающий человека, по большей части сухой, соленый, кислый и беден на питательные вещества. Исключение составляют небольшие оазисы вокруг волосяных фолликулов, богатых липидами. Но, несмотря на такую недружелюбность, на коже обитает множество разнообразных и физиологически важных бактерий, вирусов, грибов и архей. Как правило, на коже человека в среднем обитает около 1000 видов бактерий. И, как можно было ожидать от такой большой площади (кожа среднего взрослого занимает примерно два квадратных метра), кожа предлагает множество различных экосистем, которые создают условия, благоприятствующие различным подмножествам организмов.

Микробиом кожи засевается еще при рождении. Первые микробные колонисты помогают обучать иммунную систему переносить комменсальные бактерии (которые оказывают нейтральное или благоприятное влияние на своего хозяина), сохраняя при этом бдительность по отношению к патогенам. Микробные сообщества продолжают расти и диверсифицироваться вплоть до полового созревания, когда гормональные изменения и изменения в развитии помогают сформировать окончательный состав, который сохраняется на протяжении всей взрослой жизни.

За последнее десятилетие исследователи обнаружили доказательства обширной связи между бактериями, клетками кожи и иммунными клетками. Их взаимодействия помогают укрепить и восстановить барьер, образованный кожей, укрепить защиту организма от инфекций и уменьшить избыточное воспаление. Нарушения в эпидермальной экосистеме могут сделать кожу восприимчивой к нарушениям иммунной гиперчувствительности, таким как экзема и кожная аллергия, или помешать заживлению у людей с хроническими ранами, например диабетическими язвами. Однако определение конкретных бактерий, участвующих в этих процессах, задача сложная. Ранние исследования назвали такие виды, как Staphylococcus epidermidis и Staphylococcus aureus, соответственно героями и злодеями дерматологического здоровья. Но уже сейчас становится ясно, что у каждого вида может быть несколько штаммов с разными физиологическими воздействиями. Например, Cutibacterium acnes может продуцировать метаболиты, которые сдерживают заражение патогенами, но некоторые штаммы C. acnes, по-видимому, играют причинную роль в возникновении угрей.

Чтобы лучше понять факторы, которые делают данную бактерию другом или врагом, необходимо более глубокое генетическое и функциональное профилирование. Такие исследования обещают стать золотой жилой для терапевтических инструментов. Например, некоторые виды, включая S. epidermidis, производят противомикробные соединения, которые могут использоваться для лечения инфекции.

Сами микробы также могут иметь терапевтическое значение. Клинические испытания показали, что трансплантация здорового кишечного микробиома может помочь в лечении желудочно-кишечных болезней, например воспалительных заболеваний кишечника. Подобный подход может оказаться эффективным и при дерматологических заболеваниях: введение комменсальных кожных бактерий может помочь избавиться от патогенных видов, таких как S. aureus, которые вызывают воспалительные состояния, включая атопический дерматит.

На данный момент все эти разнообразные микробные сообщества остаются плохо изученными. Но, в отличие от кишечника, кожа легко доступна и предоставляет ученым более простой способ проанализировать биологию взаимодействий хозяина и микробиома.