Staphylococcus epidermidis: Потенційний новий гравець у фізіопатології вугрів?

UF dermato-cancérologie, CHU Nantes-Hôtel-Dieu

потенційний

Inserm U1232, CIC Biothérapie Inserm 05031

Місце Alexis Ricordeau, FR – 44093 Nantes Cedex 01 (Франція)

Статті, пов’язані з "

  • Facebook
  • Staphylococcus epidermidis: Потенційний новий гравець у фізіопатології вугрів? - https://www.karger.com/Article/FullText/499858 @KargerPublisher "target =" _ blank "onclick =" javascript: window.open (this.href, '', 'menubar = no, toolbar = no, resizable = так, смуги прокрутки = так, висота = 400, ширина = 600 '); повернути false; "title =" Розмістити цю сторінку "onclick =" ga (' send ',' event ',' FullText ',' Social Media ', 'Виправити Twitter'); "> Twitter
  • LinkedIn
  • Staphylococcus epidermidis: Потенційний новий гравець у фізіопатології вугрів?% 0A% 0A https://www.karger.com/Article/FullText/499858 "onclick =" ga ('send', 'event', 'FullText', 'Social Media ',' Fix Email '); "> Електронна пошта

Анотація

Передумови: Cutibacterium acnes було визначено одним з основних факторів, що викликають появу прищів. Однак збільшення знань про мікробіом шкіри людини викликає питання про роль інших коменсалів шкіри, таких як Staphylococcus epidermidis, у фізіопатології цього шкірного захворювання. Короткий зміст: Цей огляд забезпечує огляд сучасних знань про потенційну роль S. epidermidis у фізіопатології вугрів. Недавні дослідження показують, що прищі можуть бути результатом незбалансованої рівноваги між ними C. вугрі і S. epidermidis,відповідно до спеціальних взаємодій. Поточні методи лікування діють на C. вугрітільки. Можуть бути розглянуті інші варіанти лікування, такі як пробіотики, отримані з S. epidermidis для відновлення природно збалансованої мікробіоти або шляхом націлювання на регуляцію медіаторів AMP господаря. Ключові повідомлення: Здається, дослідження підтверджують корисну роль Росії S. epidermidis при вуграх шляхом обмеження C. вугрі надмірна колонізація та запалення.

Вступ

На шкірі та придатках присутні два різні типи мікроорганізмів. Один з них складається з мікроорганізмів або коменсалів, які постійно перебувають, які, в більшості випадків, є нешкідливими та непатогенними, а іноді можуть навіть мати сприятливий вплив на господаря. Другу групу складають транзиторні мікроорганізми, які можуть бути шкідливими та патогенними та колонізувати шкіру після травм або травм, а також призводити до інфекцій та запалення [1-3].

Мета цієї статті - переглянути опубліковані дані щодо ролі S. epidermidis у фізіопатології вугрів та представити перспективи майбутнього лікування на основі наявних даних та доказів.

Методологія

Огляд літератури, опублікованої з початку 2000 по 2018 рік та доступної від PubMed, був проведений із використанням таких ключових слів: вугрі, вугрі вульгарні + мікробіота, шкіра + мікробіота, вугрі + мікробіота + Propionibacterium acnes + Staphylococcus epidermidis, стійкість до бактерій, коменсал шкіри + Propionibacterium acnes + Staphylococcus epidermidis.

Результати

Взаємодія шкіри господаря та шкірної мікробіоти

Взаємодія шкіри господаря та шкірної мікробіоти в імунній системі шкіри здатне диференціювати нешкідливі коменсальні мікроорганізми, включаючи Коринебактерії sp., Стафілокок sp. виключаючи S. aureus, Cutibacterium sp., Malassezia furfur, і тимчасові, шкідливі патогенні мікроорганізми, такі як S. aureus, Streptococcus pyogenes, і Enterobacteriaceae. Хоча здається, ніби це розпізнавання включає імунну відповідь господаря, цей механізм до кінця не вивчений. Повідомляється, що дезінсибілізація платоподібних рецепторів (TLR) відбувається через тривалий вплив коменсальних мікроорганізмів або через зменшення експресії TLR на клітинній поверхні, або шляхом активації інгібіторів шляху TLR інтерлейкіну-1, асоційованого з рецептором кінази 3 (IRAK3) і супресор сигналізації цитокінів 1 (SOCS1) [14, 15]. Більше того, специфічності можна досягти шляхом комбінованого розпізнавання патогенно-асоційованих молекулярних структур за допомогою рецепторів розпізнавання образів [6].

Таким чином, обидва такі визнані комменсали C. вугрі і S. epidermidis здається, взаємодіє з господарем, допомагаючи захистити здорову шкіру від колонізації патогенами [9, 16]. Малюнок 1 забезпечує візуальну підтримку.

Рис. 1.

Здорова шкіра та шкіра з ушкодженнями вугрів. a Здорова шкіра. У здоровій шкірі S. epidermidis контролює розповсюдження C. вугрі. b Утворення мікрокомедону після надмірної колонізації шкіри C. вугрі призводить до дисбіозу. надмірна колонізація C. вугрі в період статевого дозрівання призводить до дисбіозу та вугрів. AMP, антимікробні пептиди; TLR, Toll-подібні рецептори; PAR, активатори протеази.

Однак склад шкірної мікробіоти постійно еволюціонує і з часом змінюється. Наприклад, порушений баланс або дисбіоз здорової шкіри раніше, спричинений екзогенними факторами, такими як травми, стрес або забруднення, або ендогенними факторами (гормональні зміни, зміна рН) можуть спричинити запальні шкірні розлади, такі як вугрі, атопічний дерматит, розацеа та псоріаз [13, 17-21]. Зокрема, під час статевого дозрівання збільшення та якісна модифікація шкірного сала внаслідок гормональних модифікацій може призвести до незбалансованої мікробіоти шкіри через посилену колонізацію піловидної одиниці та поверхні шкіри шляхом C. вугрі[6]. Це надмірне представлення може бути зумовлене селективною перевагою, пов’язаною з наявністю поживних речовин [22].

Роль C. acnes

У здоровій шкірі, C. вугрі відіграє корисну роль у шкірній мікробіоті пілоїстої одиниці. Це обмежує зростання S. aureus, такі як стійкі до метициліну лікарські засоби S. aureus, а також що S. pyogenes у підтримці кислого рН пілоїсто-фолікула шляхом гідролізу тригліцеридів шкірного сала та секреції пропіонової кислоти [6, 23, 24].

Однак у період статевого дозрівання надмірна колонізація опушеної одиниці C. вугрі може призвести до втрати диверсифікації та дисбіозу, потенційно спричиняючи появу вугрів [6, 25-27]. Досліджено недавнє клінічне дослідження з використанням методу типізації послідовності з одним локусом C. вугрі підгрупи на обличчі та спині у пацієнтів з важкими прищами та у здорових суб’єктів [28]. Майже у 75% пацієнтів з прищами, C. вугрі Філотипи були однакові на обличчі та на спині, тоді як це було лише у приблизно 45% здорових суб'єктів. У здоровій групі філотипи IA1 (39%) та II (43%) були основними філотипами, тоді як у групі прищів IA1 (84%), особливо на спині (96%), був основним філотипом. Це може підтвердити гіпотезу про те, що тяжкість вугрів може бути пов'язана зі втратою різноманітності C. вугрі філотипи після відбору філотипу IA1/клональний комплекс (КК) 18, що присутній у всіх пацієнтів з вуграми [28-30].

Тому різні запальні профілі, залежно від філотипу (тобто філотипу IA1, який спостерігався переважно на обличчі та спині хворих на вугрі та кластери C. вугрі спостерігається активація вродженого імунітету за допомогою експресії протеазно-активованих рецепторів (PAR), фактора некрозу пухлини-α та продукування інтерферону-γ та інтерлейкінів [IL-8] [28, 31-37]. Більше того, C. вугрі активує вивільнення ліпаз, матриксних металопротеїназ та гіалуронідаз, що призводить до гіперкератизації пілоїнозної одиниці і, нарешті, до комедонів, папул та гнійників [31-34, 38]. На малюнку 1 показано різницю між здоровим мікробіомом та мікробіомом, що страждають на дисбіоз.

Роль S. epidermidis

S. epidermidis є найчастіше виділеним коменсальним видом з епітелію людини [25, 39]. Він колонізує переважно пахвові западини, голову та нороди, і, як правило, має непатогенні стосунки зі своїм господарем [11, 39].

S. epidermidis належить до групи коагулазонегативних стафілококів, яка відрізняється від коагулазопозитивних стафілококів, таких як S. aureus через відсутність ферменту коагулази. За даними мультилокусного набору послідовностей, вид продемонстрував високий ступінь різноманітності з більш ніж 400 ідентифікованими типами послідовностей (ST) порівняно зі 155 C. вугрі[40, 41]. Більшість клінічних ізолятів належать до СС2, який містить найбільш часто виділений СТ2. Можливо, успішне поширення ST2 може бути пов'язано з тим, що всі ізоляти ST2 містять послідовності вставки IS256 і ica гени, два фактори, з якими виявлено кореляцію S. epidermidis інвазивність [42, 43]. Тим не менше, суперечки все ще існують щодо того, що icaA є корисним маркером для S. epidermidis біоплівка [44].

В минулому, S. epidermidis вважається нешкідливим коменсальним мікроорганізмом на шкірі людини. У наш час він розглядається як важливий умовно-патогенний збудник. Це найчастіша причина внутрішньолікарняних інфекцій, приблизно настільки ж висока, що і через більш вірулентного двоюрідного брата S. aureus. Зокрема, S. epidermidis являє собою найбільш поширене джерело зараження на постійних медичних виробах [45].

Лікування ускладнюється специфічними стійкими до антибіотиків генами та утворенням біоплівки, багатоклітинних агломерацій, які мають внутрішню стійкість та толерантність до антибіотиків та механізмів захисту господаря [46]. Крім того, в ході досліджень були виявлені конкретні молекулярні детермінанти, що дозволяють S. epidermidis імунна інвазія та її здатність викликати хронічні захворювання [47]. Вважається, що ці причини мають оригінальні функції в неінфекційному способі життя цього мікроорганізму, підкреслюючи випадковість природи S. epidermidis інфекції, що дозволяють розрізняти перевезення, зараження та зараження. Краще розуміння фізіології S. epidermidis важливо оцінити терапевтичні стратегії проти S. epidermidis інфекції [39].

Певні штами S. epidermidis може модулювати вроджену імунну відповідь хазяїна, особливо TLR 2, і таким чином дозволяти господареві боротися з патогенами [6, 28]. Фенолорозчинні модуліни, вироблені S. epidermidis було показано, що вибірково пригнічує шкірні патогени, такі як S. aureus та Група А Стрептокок, і разом з антимікробними пептидами-хазяїнами (AMP) посилювали їх елімінацію [48-50]. Більше того, S. epidermidis активує експресію AMP кератиноцитів за допомогою TLR2-залежного механізму [51]. Це підтверджує, що цей коменсал шкіри тісно взаємодіє з вродженим імунним механізмом господаря [48, 49]. Це також було продемонстровано за допомогою мікродісекції епідермальних відділів дерми та жирової тканини з подальшим послідовністю 16S рибосомної РНК, що демонструє, що колонізація з S. epidermidis налаштовує самонаведення та функціонування Т-клітин залежно від IL-1 [52, 53].

Інші зовсім недавні дослідницькі роботи повідомляють про це S. epidermidis може також захищати від новоутворень шкіри шляхом продукування 6-N-гідроксиамінопурину, молекули, яка інгібує активність ДНК-полімерази [54]. Більш того, масляна кислота, що виділяється S. epidermidis,дозволяє жировим похідним стовбуровим клітинам диференціюватися в адипоцити та накопичувати ліпіди в цитоплазмі, що призводить до збільшення шкірного шару [55].

Взаємодія між S. epidermidis та C. acnes у вуграх

S. epidermidis і C. вугрі використовувати гліцерин як спільне джерело вуглецю для одержання різних коротколанцюгових жирних кислот (SCFA), що використовуються як протимікробні засоби для конкуренції між собою. Вони обидва є при ураженні вугрів. Ця супутня присутність підняла питання про їх відповідну роль у патогенезі вугрів [56, 57]. Хоча доказів цього немає S. epidermidis відіграє активну роль у появі вугрів, C. вугрі в даний час асоціюється з прищами [9].

Різні розслідування антагонізму продемонстрували це in vivo, S. epidermidis контролює розповсюдження C. вугрі через виділення бурштинової кислоти, продукту бродіння жирної кислоти, який інгібує поверхневі TLR кератиноцитів та фактор некрозу пухлини та пригнічує C. вугрі-індукований ІЛ-6 [27, 56, 58].

З обома C. вугрі і S. epidermidis присутність на шкірі, пригнічення C. вугрі-індуковані запаленням S. epidermidis може потенційно залежати від індукованого стафілококом LTA miR-143 на кератиноцитах, відомих обмеженням запалення. Дослідження показали, що механізм опосередкованого LTA-miR-143 придушення сигналізації TLR2 здійснюється за допомогою miR-143, націленого на 3′UTR TLR2. Тим самим він зменшує вироблення білка TLR2, який відіграє важливу роль у пригніченні C. вугрі-індуковане шкірне запалення [58-60]. Таким чином, це допомагає регулювати гомеостаз шкіри та пригнічувати патогенні запалення, що викликаються C. вугрі[58, 61].

Відповідно, незбалансована рівновага між C. вугрі і S. epidermidis у пілоїстих одиницях хворих на вугрі на користь філотипу IA1 CC18 C. вугрі штами (75–80 випадків) можуть не дозволити S. epidermidis повною мірою відігравати свою роль регулятора природного шкірного гомеостазу в обмеженні росту C. вугрі.На малюнку 2 показано візуально взаємодію між C. вугрі і S. epidermidis.

Рис.2.

Бактеріальні взаємодії на шкірі. AMP, антимікробні пептиди.

S. epidermidis та його наслідки у виборі поточного та майбутнього лікування вугрів

Сучасні актуальні методи лікування вугрів в основному включають різні ретиноїди, такі як адапален та третиноїн, які зменшують запалення, модулюючи вроджений імунітет, що активується C. вугрі[62-65]. Окрім пероксиду бензоїлу, використання місцевих антибактеріальних препаратів, таких як еритроміцин та кліндаміцин у монотерапії, призвело до розробки стійких до антибіотиків штамів не тільки C. вугрі але також і S. epidermidis через 4–6 тижнів [30, 57, 66]. Повідомляється, що системні антибіотики викликають лише незначну стійкість, але можуть призвести до побічного ураження мікробіоти кишечника [30, 33, 67]. Пероральний ізотретиноїн нормалізує реакцію вродженої імунної системи на C. вугрі шляхом інгібування його розповсюдження [68].

Таким чином, виключення лише C. вугрі може сприяти розповсюдженню S. aureus, провокуючи спалахування вугрів та їх розростання S. epidermidis, що призводить до чергового незбалансованого гомеостазу шкіри та ризику внутрішньолікарняних інфекцій.

Іншим підходом до лікування може бути регулярне пероральне або місцеве доповнення мікробіоти шкіри корисним мікроорганізмом (пробіотиками) для пацієнтів з вуграми шляхом повторного збалансування шкірної мікробіоти [73, 74]. У 2010 р. Арк та співавт. [75] припустив, що існує не тільки вісь мозок-кишка або мозок-шкіра, але й вісь кишки-шкіра. Автори показали, що пероральні добавки a Лактобактерії штам у мишей зменшує спричинене стресом нейрогенне запалення шкіри та гальмування росту волосся. Їхня концепція припускала, що модуляція мікробіоти шляхом використання пробіотиків зменшує викликане стресом нейрогенне запалення шкіри. Ці спостереження викликають надію на те, що правильний вид бактерій може мати сприятливий вплив на гомеостаз шкіри, запалення шкіри та реакцію периферичних тканин на сприйнятий стрес. Інші дослідження, проведені на людях, підтвердили цю гіпотезу [76-78]. Таким чином, пробіотики можуть бути ефективними при вуграх та інших запальних захворюваннях шкіри, таких як атопічний дерматит та потенційно псоріаз [79-83].

З цієї точки зору дослідження показують, що S. epidermidis може контролювати дисбіоз, спричинений C. вугрі, таким чином зменшуючи ступінь вираженості вугрів [27, 56]. Однак, досі залишається незрозумілим, який SCFA в продуктах S. epidermidis бродіння гліцерину в першу чергу сприяє анти-C. вугрі ефект. Також не визначено, чи діють SCFA разом з іншими антимікробними молекулами у продуктах бродіння, щоб виявити їх анти--C. вугрі діяльність. Анти-C. вугрі активність ферментованого середовища зберігалася і після кипіння зазначеного середовища, тим самим припускаючи, що антимікробні білки/пептиди не можуть бути основним фактором, що сприяє-C. вугрі активність ферментованих середовищ [56].

Проліки, такі як SCFAs півалоїлометилбутират (AN-9), були розроблені для досягнення фармакологічних концентрацій таких SCFA in vivo [84]. Більше того, жити S. epidermidis потенційно може використовуватися як активний компонент у пробіотиках від вугрів [27, 56].

Обговорення та висновки

Прищі - це хронічне та багатофакторне запальне захворювання шкіри та пілоїдної одиниці. Дисбіоз у пацієнтів з вуграми пов'язаний зі зменшенням кількості S. epidermidis і надмірна колонізація відібраних C. вугрі філотипи в сальній одиниці, що призводить до різного рівня активації вродженого імунітету, що призводить до різного рівня тяжкості запальних вугрів. Недавні дослідження, схоже, підтверджують корисну роль Росії S. epidermidis у фізіопатології вугрів через обмеження C. вугрі-індукована колонізація шкіри та запалення [9, 33]. Однак нерівновага на користь S. epidermidis також може призвести до інших наслідків для здоров'я, таких як внутрішньолікарняні інфекції. Тому збалансований гомеостаз шкіри повинен бути кінцевою метою будь-якого лікування вугрів.

З цієї точки зору можна розглянути інші варіанти лікування, такі як пробіотики, отримані з S. epidermidis, дозволяючи відновити природно збалансовану мікробіоту, а також шляхом націлювання регуляції медіаторів AMP господаря, не збільшуючи місцевих S. epidermidis населення.

Ключове повідомлення

S. epidermidis межі C. вугрі-індукована колонізація шкіри, таким чином, потенційно відіграючи певну роль у фізіопатології вугрів.

Подяки

Автори визнають письмову підтримку Патріка öоріца, SMWS-Scientific та Medical Writing Services.

Заява з етики

Автори не мають розкривати етичних конфліктів

Заява про розкриття інформації

Автори не мають фінансового інтересу розкривати інформацію.

Джерела фінансування

Ця експертна група була організована Гальдерма Інтернешнл, Франція.

Внески автора

Усі цитовані автори внесли однаковий внесок у цю роботу.