Как бактерии могут колонизировать кожу и ускорять развитие экземы

В новом исследовании ученые изучили, как бактерии могут влиять на патологию экземы.

Они обнаружили, что бактерии S. aureus мутируют в экзематозных пятнах, что позволяет им быстрее распространяться.

По мнению экспертов, полученные результаты могут иметь значение для лечения экземы.

Экзема, наиболее распространенная форма атопического дерматита, это неинфекционное заболевание кожи, характеризующееся появлением участков сухой, зудящей кожи.

Этим заболеванием страдает около 30% населения США.

Хотя лекарств от экземы не существует, существуют препараты для лечения ее симптомов. К ним относятся кортикостероиды и эмоленты местного действия, а иногда и иммунодепрессанты местного действия.

Считается, что экзема возникает в результате сочетания экологических и генетических факторов. Раздражающие вещества, содержащиеся, например, в мыле и чистящих средствах для поверхностей, могут провоцировать иммунную систему, что приводит к воспалению, которое может проявиться в виде вспышки экземы.

У людей, страдающих экземой, может быть снижена выработка филаггрина из-за вариантов гена, кодирующего этот белок. Филаггрин играет важную роль в укреплении кожи.

Бактерии могут проникать в трещины на коже людей с экземой, где они могут расти и размножаться. Иммунная система может пытаться контролировать эту колонизацию, усиливая воспаление, что приводит к еще большему повреждению кожи и зуду.

Понимание того, как бактерии проникают в кожу людей с экземой и как они усиливают воспаление, может помочь в разработке новых препаратов для лечения этого заболевания.

Недавно ученые исследовали, как бактерия Staphylococcus aureus адаптируется к коже людей, страдающих экземой. По их данным, у бактерий развиваются мутации, в результате которых они перестают иметь клеточную капсулу и, таким образом, могут быстрее расти на коже.

Medical News Today обсудил полученные результаты с доктором Аленом Мишоном, медицинским директором Project Skin MD Ottawa (Канада), который не принимал участия в исследовании.

«Целенаправленное лечение штаммов бактерий S.Aureus с мутациями capD может оказаться ценным не только для лечения острых эпизодов экземы, но и для профилактики обострений и поддержания экземы под контролем», — сказал Мишон.

Что представляет собой бактерия S. aureus?

Предыдущие исследования показывают, что S. aureus часто присутствует на коже людей, страдающих экземой.

Чем больше у них этой бактерии, тем тяжелее протекает экзема.

Считается, что S. aureus способствует развитию экземы, выделяя токсины и привлекая иммунные клетки, что приводит к дальнейшему повреждению кожного барьера.

До 30% людей имеют S. Aureus в ноздрях.

Хотя большинство инфекций не являются серьезными, они могут вызывать серьезные инфекции кровотока, пневмонию, а также инфекции костей и суставов.

Подробности исследования экземы и бактерий

Исследователи провели исследование на 23 детях в Мексике в возрасте от 5 до 15 лет с умеренной и тяжелой формой экземы.

Все участники получали стандартное лечение, включающее топические стероиды, смягчающие увлажняющие средства и отбеливающие ванны.

Исследователи брали образцы кожных микробов у детей раз в месяц в течение трех месяцев, а затем повторно через девять месяцев. Образцы брались с таких часто поражаемых экземой участков, как тыльная сторона коленей и внутренняя сторона локтей. Также были взяты образцы с предплечий, которые обычно не поражаются бактериями, и ноздрей.

Затем исследователи культивировали клетки S. aureus с каждого участка, получив почти 1 500 уникальных колоний. Это позволило им более детально проследить за эволюцией бактериофагов.

В итоге было установлено, что в течение всего периода исследования у большинства участников наблюдалась одна линия S. aureus, т.е. новые штаммы не попадали в организм с течением времени из окружающей среды или от других людей. Однако в ходе исследования было отмечено, что каждая линия сильно мутировала.

В частности, исследователи отметили, что многие мутации привели к снижению или полному исчезновению функции гена capD, который кодирует фермент, необходимый для синтеза полисахарида — капсулоподобной оболочки, защищающей S. aureus от иммунных клеток.

В ходе исследования ученые обнаружили, что у трети участников мутации capD привели к изменению всей популяции микробиома S. aureus.

У одного ребенка исследователи первоначально обнаружили четыре различные мутации capD. Однако к концу исследования один из вариантов стал доминантным и распространился на весь микробиом.

В ходе дальнейших экспериментов исследователи обнаружили, что мутации в capD позволяют бактериям расти быстрее, чем бактерии с обычным геном capD.

Наконец, исследователи проанализировали почти 300 находящихся в открытом доступе геномов бактерий, выделенных от людей с экземой и без неё.

Было обнаружено, что у больных экземой чаще встречаются варианты S. aureus, не способные продуцировать капсульные полисахариды, чем у тех, кто не страдает экземой.

Повышение иммунодетективности экземы

Medical News Today поговорил с доктором Дж. Уэсом Ульмом, аналитиком биоинформационных научных ресурсов и специалистом по биомедицинским данным из Национального института здоровья, который не принимал участия в исследовании, о том, как мутации, делающие S. aureus более обнаруживаемым иммунной системой, увеличивают распространение бактерии (и экземы) на коже.

Ульм отметил, что с определенной точки зрения может показаться, что S. aureus становится более легко обнаруживаемым иммунной системой. Однако он пояснил, что потеря или снижение экспрессии capD может повысить способность бактерий к росту и распространению, поскольку энергия, которая в противном случае была бы потрачена на создание продуктивной капсулы, может быть направлена непосредственно на рост.

Кроме того, отсутствие капсулы позволит бактерии легче закрепиться на поверхности кожи, что повысит эффективность ее распространения по коже.

«Когда штамм с дефицитом capD становится преобладающим в микробиоме кожи, отсутствие capD делает его более легко обнаруживаемым и доступным для иммунной системы», — говорит Ульм. «А это, в свою очередь, может усилить иммунный ответ и усилить воспалительную реакцию, приводящую к появлению характерной сыпи и симптомов экземы».

Ограничения исследования экземы

Мишон отметил, что небольшой размер выборки в исследовании ограничивает возможность применения полученных результатов к другим популяциям.

Он добавил, что микробиом некоторых участников мог быть изменен у тех, кто принимал антибиотики до и во время исследования, что могло повлиять на результаты.

Камерон К. Рохсар, FAAD FAACS, дерматолог и стипендиат косметической и лазерной хирургии на Манхэттене и Лонг-Айленде в Нью-Йорке, который не принимал участия в исследовании, также отметил другие ограничения.

«Ограничение этих результатов заключается в том, что избыточный рост бактерий — это только часть загадки», — сказал Рохсар в интервью Medical News Today. Настоящей проблемой атопического дерматита является дисфункциональный барьер, характерный для этих пациентов. Назначение антибиотиков помогает при вспышках атопического дерматита, но не излечивает экзему».