Czy nasz mikrobiom skóry stoi w obliczu nowoczesnego kryzysu masowego wymierania?

Czym jest mikrobiom skóry i dlaczego jest ważny

Mikrobiom skóry to bogata społeczność mikroorganizmów — w tym bakterii, drożdży, grzybów i wirusów — które żyją na każdej powierzchni naszej skóry i pomagają jej prawidłowo funkcjonować.

Te maleńkie społeczności nie żyją tylko na skórze; pokrewne mikroekosystemy znajdują się w przewodach nosowych, gardle, płucach i waginie, podczas gdy największe liczby mikroorganizmów koncentrują się w przewodzie pokarmowym (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Chociaż jelita mają największą populację mikrobiologiczną, skóra jest drugim pod względem liczby mikroorganizmów miejscem na ciele i odgrywa unikalną rolę jako bariera i interfejs immunologiczny (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Ile mikroorganizmów nosimy?

Na naszym ciele żyją naprawdę tryliony mikroorganizmów, a szacunki dotyczące ich liczby w porównaniu do komórek ludzkich zostały w ostatnich latach zrewidowane; mikroby i komórki ludzkie istnieją w mniej więcej tej samej skali, co oznacza, że mikrobiom stanowi znaczną część naszej biologicznej struktury (Źródło: Sender et al., PLOS Biology 2016).

Ze względu na to, że społeczności mikrobiologiczne są tak liczne i ściśle powiązane z naszą fizjologią, zmiany w mikrobiomie mogą mieć ogromny wpływ na zdrowie — szczególnie na skórę, która jest naszą pierwszą linią obrony przed światem zewnętrznym.

Tracimy różnorodność mikrobiologiczną skóry — co to oznacza

Badacze biją na alarm, że mikrobiom skóry człowieka doświadcza wyraźnego spadku różnorodności — zjawisko to opisuje się jako katastrofalny spadek różnorodności biologicznej na skórze. Uważa się, że ten trend jest napędzany przez połączenie nowoczesnych czynników stylu życia, w tym powszechnej ekspozycji na antybiotyki z żywności, zachodniej diety oraz zmniejszonego kontaktu z naturalnymi środowiskami (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Utrata różnorodności mikrobiologicznej ma znaczenie, ponieważ zdrowa skóra zazwyczaj gości szeroką gamę organizmów, podczas gdy skóra chora często jest zdominowana przez mniejszą liczbę gatunków. Niższa różnorodność jest związana z mniejszą odpornością na patogeny i zmienionym sygnalizowaniem immunologicznym (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Jak naukowcy badają mikrobiom skóry

Postępy w metodach opartych na DNA zmieniły nasze zrozumienie mikroorganizmów skóry. W szczególności sekwencjonowanie metagenomiczne typu shotgun — które odczytuje cały materiał genetyczny w próbce, a nie tylko jeden gen — pozwoliło badaczom wykrywać drobne zmiany w tym, kto jest obecny na skórze i co są w stanie robić (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012; Quince et al., Nature Reviews Microbiology 2017).

Ta praca sekwencyjna wykazała, że czynniki takie jak olej skórny (sebum) i pot kształtują, które mikroby rozwijają się na różnych częściach ciała, i ujawniła wcześniej nieuznawane organizmy oraz funkcje, które standardowe metody hodowlane przeoczyły (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Kiedy równowaga mikrobiologiczna zostaje zaburzona — wyjaśnienie dysbiozy

Termin dysbioza opisuje niezdrową zmianę w społeczności mikrobiologicznej. Na skórze może to wyglądać jak utrata ogólnej różnorodności, wzrost liczby organizmów wywołujących choroby lub zniknięcie korzystnych mikroorganizmów, które normalnie kontrolują oportunistów.

Jednym z praktycznych wyzwań jest to, że nie ma jednej, powszechnie uznawanej definicji „normalnego” mikrobiomu skóry wśród różnych ludzi, w różnych wieku i środowiskach — co sprawia, że diagnozowanie i leczenie dysbiozy jest bardziej skomplikowane niż, na przykład, leczenie jednego organizmu zakaźnego (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Dowody na utratę różnorodności w rozwiniętych społeczeństwach

Badania porównawcze sugerują, że osoby w zindustrializowanych, miejskich środowiskach mają znacznie zmniejszoną różnorodność mikrobiologiczną skóry w porównaniu z osobami żyjącymi w wiejskich lub rdzenno-ludowych środowiskach — z raportowanymi redukcjami różnorodności w niektórych przeglądach wynoszącymi od około 30% do 84% (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Badacze wskazują na mieszankę czynników: powszechne stosowanie mydeł, detergentów, produktów do czyszczenia domu, zanieczyszczenia, rosnącą ekspozycję na antybiotyki oraz niektóre wybory stylu życia, które ograniczają kontakt z różnorodnymi mikroorganizmami środowiskowymi (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Codzienne produkty, zmiany pH i mikrobiom

Wiele komercyjnych formulacji do pielęgnacji skóry jest kwaśnych (około pH 5), podczas gdy tradycyjne mydła i wiele detergentów są bardziej alkaliczne. Te różnice w pH zmieniają środowisko powierzchni skóry i mogą wpłynąć na to, które mikroby mogą się rozwijać (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Niektórzy badacze sugerują, że eksplozja produktów do czyszczenia i pielęgnacji skóry w ostatnich dziesięcioleciach może być związana ze wzrostem częstości występowania zapalnych chorób skóry. Na przykład dane historyczne z Wielkiej Brytanii wskazują na wyraźny wzrost częstości występowania egzemy między połową XX wieku a ostatnimi dziesięcioleciami — trend, który niektórzy analitycy powiązali ze zmianami w higienie i stosowaniu produktów (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Dysbioza w powszechnych chorobach skóry

Zaburzony mikrobiom skóry jest stałą cechą wielu zaburzeń dermatologicznych, w tym trądziku, wyprysku atopowego (często nazywanego egzemą), łojotokowego zapalenia skóry, grzybicy stóp, różowatego trądziku, łuszczycy i hidradenitis suppurativa (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784; Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018).

W niektórych przypadkach wczesna ekspozycja na antybiotyki została powiązana z późniejszym rozwojem takich schorzeń jak wyprysk atopowy, prawdopodobnie poprzez długoterminowe zmiany w społecznościach mikrobiologicznych (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Dysbioza skóry a choroby ogólnoustrojowe: połączenia jelitowo-skórne i mózgowe

Wzrasta liczba dowodów na to, że zaburzenie mikrobiologiczne skóry często występuje równocześnie ze zmianami w mikrobiomie jelitowym, a oba systemy mogą wpływać na siebie nawzajem poprzez szlaki immunologiczne i metaboliczne (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Poza objawami skórnymi, dysbioza została wstępnie powiązana z szerszymi problemami zdrowotnymi, w tym z chorobami sercowo-naczyniowymi, cukrzycą, a nawet z zaburzeniami neuropsychiatrycznymi i neurodegeneracyjnymi, takimi jak schizofrenia, choroba Parkinsona i choroba Alzheimera w nowej literaturze — obszar, który pozostaje przedmiotem aktywnych badań i debat (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Różnorodność mikrobiologiczna może być ważniejsza niż pojedyncze patogeny

W niektórych schorzeniach skórnych poprawa wydaje się wynikać nie tylko z eliminacji jednego mikroba, ale z przywrócenia bardziej zrównoważonej, różnorodnej społeczności. Na przykład niektórzy badacze podejrzewają, że poprawa objawów wyprysku atopowego koreluje ze zwiększoną różnorodnością mikrobiomu skóry, a nie tylko ze zmniejszeniem liczby Staphylococcus aureus (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

To przesuwa uwagę na leczenie z czysto antybakteryjnych podejść na strategie, które wspierają odporny ekosystem mikrobiologiczny na skórze.

Grzyby, zapalenie i możliwe powiązania z neurodegeneracją

Drożdże Malassezia są normalnymi mieszkańcami tłustych obszarów skóry, ale gdy nadmiernie się rozwijają, mogą powodować przewlekłe, niskogradalne zapalenie, takie jak łojotokowe zapalenie skóry.

Niektórzy badacze podnieśli możliwość, że przewlekłe zapalenie skórne wywołane przez organizmy takie jak Malassezia może odgrywać rolę, bezpośrednio lub pośrednio, w procesach neurodegeneracyjnych — prowokacyjna hipoteza, biorąc pod uwagę dobrze udokumentowaną wysoką częstość występowania łojotokowego zapalenia skóry u osób z chorobą Parkinsona (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Mikrobiom jako pierwsza linia obrony skóry

Różnorodność mikrobiologiczna działa jak żywy tarcza: bogata społeczność mikroorganizmów może pomóc zapobiegać kolonizacji przez szkodliwe organizmy i modulować lokalne odpowiedzi immunologiczne, które utrzymują zapalenie pod kontrolą.

Z tego powodu wielu klinicystów obecnie postrzega mikrobiom jako pierwszą linię obrony skóry i bada sposoby wspierania i przywracania zdrowych społeczności mikrobiologicznych, a nie tylko eliminowania mikroorganizmów bez różnicy (Źródło: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018; Human Microbiome Project, Nature 2012).

Terapeutyki na horyzoncie: probiotyki, prebiotyki i pielęgnacja z uwzględnieniem mikrobiomu

Probiotyki stosowane miejscowo i inne podejścia ukierunkowane na mikrobiom wzbudziły zarówno ekscytację, jak i kontrowersje w dermatologii. Wczesne badania i doniesienia anegdotyczne pokazują obiecujące wyniki w leczeniu przewlekłych, opornych na leczenie chorób skóry, ale dziedzina ta wciąż jest młoda, a rygorystyczne dowody kliniczne są ograniczone (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Dermatolodzy coraz częściej włączają naukę o mikrobiomie do praktyki, wybierając terapie, które minimalizują niepotrzebne zakłócenia w różnorodności mikrobiologicznej i rozważając strategie, które przywracają pomocne organizmy, gdy to możliwe (Źródło: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018).

Rola klinicystów

Jako specjaliści zajmujący się złożonymi schorzeniami skóry, dermatolodzy często są na czołowej pozycji w interpretacji badań nad mikrobiomem i stosowaniu ich w opiece nad pacjentem.

Korekta dysbiozy — czy to poprzez modyfikację produktów miejscowych, ograniczenie niepotrzebnych antybiotyków, czy badanie ukierunkowanych terapii mikrobiomowych — stała się częścią rozmowy terapeutycznej w nowoczesnej dermatologii (Źródło: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018; Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Autor

Zoe Diana Draelos, MD, członek zespołu klinicznego w Katedrze Dermatologii na Duke University School of Medicine oraz prezydent Dermatology Consulting Services, wnosi kliniczną perspektywę do tych tematów.

Źródła

1. Wallen-Russell C, Pearlman N, Wallen-Russell S, Cretoiu D, Thompson DC, Voinea SC. „Katastrofalny spadek różnorodności biologicznej w środowisku jest powielany w mikrobiomie skóry: czy jest to główny czynnik epidemii chorób przewlekłych?” Microorganisms. doi:10.3390/microorganisms11112784 (Źródło: Wallen-Russell et al., Microorganisms)
2. Human Microbiome Project Consortium. „Struktura, funkcja i różnorodność zdrowego mikrobiomu ludzkiego.” Nature. 2012. (Źródło: Human Microbiome Project, Nature 2012)
3. Sender R, Fuchs S, Milo R. „Zrewidowane szacunki liczby komórek ludzkich i bakteryjnych w ciele.” PLOS Biology. 2016. (Źródło: Sender et al., PLOS Biology 2016)
4. Byrd AL, Belkaid Y, Segre JA. „Mikrobiom skóry człowieka.” Nature Reviews Microbiology. 2018. (Źródło: Byrd et al., Nat Rev Microbiol 2018)
5. Quince C, Walker AW, Simpson JT, Loman NJ, Segata N. „Metagenomika typu shotgun, od próbkowania do analizy.” Nature Reviews Microbiology. 2017. (Źródło: Quince et al., Nat Rev Microbiol 2017)