Мікробіомна терапія для відновлення екосистеми шкіри

Сьогодні значний інтерес у науці викликає дослідження людського мікробіома – складної екосистеми мікроорганізмів, що населяють наше тіло. Мікробіомні спільноти від кишечника до шкіри відіграють величезну роль, визначаючи стан здоров'я й розвиток захворювань.  Певний інтерес представляє шкірний мікробіом, оскільки шкірні покриви є важливим прикордонним бар'єром тіла, і від його стану багато в чому залежать перспективи розвитку тих чи інших захворювань не тільки шкіри, а й організму загалом. Хоча наше розуміння впливу мікробіома на здоров'я шкіри перебуває на ранніх стадіях, останні дослідження розширили можливості для використання мікробіомних популяцій у лікуванні таких шкірних захворювань, як акне, псоріаз та й інші. У цій статті ми розглянемо поточний стан досліджень шкірного мікробіома та його терапевтичний потенціал. 

Наука про мікробіоми

Людське тіло є домівкою для трильйонів мікроорганізмів, відомих як мікробіом. Ці мікроби, бактерії, гриби, віруси тощо, співіснують з людськими клітинами в симбіотичному взаємозв'язку, який є життєво важливим для підтримання здоров'я. Хоча більша частина ранніх досліджень була зосереджена на кишковому мікробіомі, учені все частіше звертають увагу на шкіру як найбільший орган тіла та його основну захисну функцію від зовнішнього середовища.   

Склад шкірного мікробіома значно варіює залежно від ділянки тіла. Так, наприклад, вологі ділянки, як-от пахви, містять відмінні мікробні популяції порівняно з сухими ділянками, такими як передпліччя. Ця варіабельність зумовлена наступними факторами:

•  потовиділення;
•  вироблення шкірного сала;
•  вплив зовнішніх елементів;

Збалансований мікробіом підтримує здоров'я шкіри, а його дисбаланс, відомий як дисбіоз, може призвести до різних шкірних розладів, включно з атопічним дерматитом, акне, розацеа і псоріазом.

Мікробіом шкіри та здоров'я

Значення шкірного мікробіома виходить за межі його ролі як пасивного бар'єра: він активно взаємодіє з імунною системою, допомагаючи регулювати запалення й захищає від патогенів. Дослідження показали, що порушення цього делікатного балансу може сприяти розвиткові різних шкірних захворювань. Наприклад, атопічний дерматит пов'язаний із надмірною кількістю Staphylococcus aureus, тоді як акне пов'язане з певними штамами Cutibacterium acnes.

Вивчення цих дисбалансів може запропонувати нові способи лікування шкірних захворювань. Останніми роками зростаючий обсяг досліджень вивчає такі стратегії модуляції мікробіома, як мікробіомні трансплантації й використання пробіотиків для відновлення здорового мікробного балансу на шкірі. Одним із перспективних підходів є пересадка збалансованих мікробних популяцій від здорових людей тим пацієнтам, які страждають на шкірні захворювання. Загалом ця ідея відображає концепцію пересаджування мікробіома кишківника для здоров'я травної системи.

Терапевтичні іннвації в дослідженнях мікробіома шкіри

• Трансплантація мікробіома

Трансплантація мікробіомів шкіри від здорових людей пацієнтам зі шкірними захворюваннями продемонструвала значний потенціал. На відміну від трансплантацій кишкового мікробіома, де використовується фекалії для отримання здорових бактерій, трансплантації мікробіома шкіри передбачають збирання мікробних спільнот зі шкіри здорових людей і нанесення їх на уражені ділянки шкіри пацієнта. Цей метод перебуває ще на ранній стадії, але вже показав обнадійливі результати за таких станів, як атопічний дерматит і акне.

Становить інтерес клінічне дослідження, проведене Callewaert C et al: пересадка мікробіома пахв пацієнтам із неприємним запахом від їхніх братів і сестер без неприємного запаху. Ця трансплантація мікробів значно знизила неприємний запах завдяки збагаченню мікробіома реципієнта корисними штамами Staphylococcus, зменшуючи водночас кількість Corynebacterium, що пахнуть.

• Пробіотики й постбіотики

Інший підхід, що набирає популярності в дерматології, – це використання пробіотиків (живих корисних бактерій) і постбіотиків – таких продуктів бактерій, як ферменти або фрагменти клітинної стінки. Ці методи лікування спрямовані на модуляцію шкірного мікробіома шляхом введення корисних мікробів або їхніх похідних.

В якості прикладу розглянемо звичайну шкірну бактерію Staphylococcus epidermidis. У подвійному сліпому клінічному випробуванні S. epidermidis було акумульовано від людей, вирощено й повторно нанесено на їхню шкіру. Результати показали поліпшення зволоження шкіри та зниження випаровування води, а також зниження pH середовища шкіри, що дало змогу використовувати цей терапевтичний ефект для лікування таких станів, як сухість шкіри й екзема.

Крім того, недавні досягнення в галузі генетично модифікованих пробіотиків відкривають перспективи для лікування більш серйозних захворювань шкіри. Так, наприклад, вивчається використання модифікованих штамів Lactococcus lactis і Escherichia coli для доставки терапевтичних молекул безпосередньо на шкіру. Ці модифіковані пробіотики можуть бути розроблені для транспортування протизапальних агентів або інших терапевтичних сполук. Такий метод забезпечить цілеспрямований і персоналізований підхід до лікування шкіри.

• Стимуляція пребіотиками

Пребіотики, які слугують їжею для корисних мікробів, – це ще один напрямок, що досліджується з метою поліпшення здоров'я шкіри. Селективне живлення корисних бактерій на шкірі може сприяти більш здоровому мікробному балансу без необхідності введення живих бактерій. Цей підхід пропонує безпечнішу альтернативу для людей, які чутливі до живих мікробних методів лікування, і може стати важливим інструментом для підтримки довгострокового здоров'я шкіри.

Наприклад, пребіотики можуть підтримувати ріст видів Lactobacillus, які сприяють здоровому бар'єру шкіри. Тож, додавання пребіотиків у продукти з догляду за шкірою може допомогти зміцнити природний захист шкіри від чинників довкілля й патогенів. 

Перспективи розвитку

Хоча потенціал терапії шкірного мікробіома величезний, існують деякі обмеження в застосуванні, які належить вирішити, перш ніж ці методи лікування стануть мейнстрімом. Однією з таких проблем є складність забезпечення успішного приживлення пересаджених або нанесених мікробів на шкірі. Існуючий мікробіом шкіри, який знаходиться в глибоких шарах шкіри, часто конкурує зі знову введеними бактеріями, що ускладнює довгострокове приживлення.

Іншою проблемою є варіативність індивідуальних мікробіомів. Мікробіом шкіри кожної людини унікальний.  На нього впливають такі чинники, як генетика, навколишнє середовище і спосіб життя. У результаті лікування, яке працює для однієї людини, може бути неефективним для іншої. Належить зрозуміти, як різні мікробні штами взаємодіють один з одним і з імунною системою господаря.

Слід зазначити, що не тільки бактерії мають бути у фокусі дослідження шкірного мікробіома. Такі мікроорганізми, як гриби, віруси та навіть фаги, також відіграють роль у здоров'ї шкіри. Наприклад, види Malassezia призводять до появи лупи й себорейного дерматиту, а кліщі Demodex пов'язані з розацеа. Розуміння складних взаємодій між цими різними мікроорганізмами буде ключем до розробки комплексної мікробіомної терапії. 

Незважаючи на ці проблеми, майбутнє досліджень шкірного мікробіома виглядає багатообіцяючим. У міру поглиблення нашого розуміння мікробіома з'являтимуться нові терапевтичні можливості. Розробка мікробіомних методів лікування зможе перетворити дерматологію, пропонуючи більш персоналізовані й ефективні варіанти для пацієнтів із хронічними шкірними захворюваннями.

References:

1. Boyajian JL, Ghebretatios M, Schaly S, Islam P, Prakash S. Microbiome and Human Aging: Probiotic and Prebiotic Potentials in Longevity, Skin Health and Cellular Senescence. Nutrients. 2021;13(12):4550. Published 2021 Dec 18. doi:10.3390/nu13124550
2. Yang Y, Qu L, Mijakovic I, Wei Y. Advances in the human skin microbiota and its roles in cutaneous diseases. Microb Cell Fact. 2022;21(1):176. Published 2022 Aug 29. doi:10.1186/s12934-022-01901-6
3. Callewaert C, Knödlseder N, Karoglan A, Güell M, Paetzold B. Skin microbiome transplantation and manipulation: Current state of the art. Comput Struct Biotechnol J. 2021;19:624-631. Published 2021 Jan 4. doi:10.1016/j.csbj.2021.01.001
4. Mahmud MR, Akter S, Tamanna SK, et al. Impact of gut microbiome on skin health: gut-skin axis observed through the lenses of therapeutics and skin diseases. Gut Microbes. 2022;14(1):2096995. doi:10.1080/19490976.2022.2096995