Microbios de la piel
FLICKR, PETER ALFRED HESSSe sospecha que las comunidades microbianas que habitan en la piel, quizás las más diversas del cuerpo humano, son actores clave en la defensa del huésped. La nueva evidencia sugiere que las bacterias comensales de la piel protegen directamente a los humanos de los invasores patógenos y ayudan al sistema inmunológico a mantener ese delicado equilibrio entre la protección efectiva y la inflamación dañina. Si bien quedan por demostrar los vínculos causales entre los microbios comensales de la piel y la salud o la enfermedad, las pistas que se han acumulado en los últimos años pintan un cuadro sugerente.
“Ninguno de nosotros en el campo— y esto es cierto para el intestino, esto es cierto para la piel; ninguno de nosotros puede realmente decir cómo nuestras observaciones experimentales realmente se relacionan con la enfermedad humana, pero todos nos estamos acercando a los conocimientos mecanicistas». dijo la inmunóloga Yasmine Belkaid, jefa de inmunología de la mucosa en el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID).
Investigaciones recientes…
El campo está explotando en términos de los tipos de las observaciones que se han hecho, dijo Richard Gallo, jefe de dermatología de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, San Diego, y están llegando a todos los aspectos de la inmunología.
Exposición íntima
La piel se caracteriza por una multiplicidad de hábitats, que incluyen invaginaciones, apéndices y diversas glándulas y folículos. No es sorprendente que tal diversidad en el medio ambiente genere diversidad a nivel del microbioma. Además, la piel está en constante contacto con el mundo exterior. Como resultado, las comunidades bacterianas que pueblan la piel son algunos de los microbiomas humanos más variados.
Entre la humedad y los enfoques de higiene y la ropa y todo lo demás, [el entorno al que están expuestos los microbios de la piel] tiene infinitamente más variación, dijo Gallo.
Sin embargo, la piel no está simplemente plagada de un conjunto aleatorio de especies bacterianas que se encuentran en el medio ambiente. Las encuestas de las comunidades bacterianas que viven en la piel de adultos sanos han revelado tres microbiomas cutáneos distintos, cada uno con patrones bastante fuertes de composición microbiana. Los sitios aceitosos o sebáceos de la cabeza, el cuello y el tronco, donde las glándulas exocrinas secretan una mezcla de lípidos llamados sebo, están dominados por Propionibacterium, incluido P. acnes, que se asocia con manchas. Los sitios húmedos como el pliegue del codo, debajo de los senos de una mujer o entre los dedos de los pies son frecuentados por Corynebacterium. Y los sitios secos del cuerpo, las amplias superficies planas de la piel como el antebrazo o la pierna que están expuestas a diferentes ambientes, albergan especies de Staphylococcus , en particular, S. epidermis. Estas áreas también albergan las comunidades microbianas más diversas de la piel, probablemente debido a su exposición relativamente alta al medio ambiente.
Dentro de cada uno de estos grupos hay nichos específicos tanto para el sitio del cuerpo como para el individuo. El biólogo químico Pieter Dorrestein de la Universidad de California en San Diego y sus colegas examinaron recientemente cerca de 400 sitios en la piel de un hombre y una mujer. Los investigadores analizaron la composición microbiana y la química en cada sitio, luego visualizaron los datos como mapas de calor para revelar las intensidades relativas de los microbios y las moléculas, y buscar correlaciones entre los dos, explicó Dorrestein.
Ambos Los participantes siguieron las mismas tendencias identificadas en otras encuestas sobre el microbioma de la piel, con Propionibacterium dominando en la cara, el cuello y la espalda, y mucho Staphylococcus en los pies y justo debajo de las piernas de las mujeres. senos Pero también hubo algunos hallazgos más curiosos, como el collar de Staphylococcus de la mujer, donde se aplicaba loción regularmente, y el maquillaje microbiano notablemente diferente en el puente de la nariz del hombre, donde sus anteojos descansaron. Hay tantas cosas diferentes que podemos ver; esa es la parte divertida, dijo Dorrestein. Ahora, ¿cuál es el motivo?
Además de la diversidad en la composición microbiana de la piel en todo el cuerpo, las diferentes capas de la piel parecen albergar distintas comunidades. En 2012, el biólogo de la piel Patrick Zeeuwen del Centro Médico de la Universidad de Radboud en Nijmegen, Países Bajos, y sus colegas realizaron un experimento de extracción de cinta adhesiva en el que los voluntarios usaron un adhesivo para retirar capas de su estrato córneo, la capa más externa de la epidermis. Al tomar muestras del microbioma en cada nivel, los investigadores encontraron que las bacterias no están distribuidas uniformemente y que incluso las capas más profundas de tejido muerto albergan una comunidad microbiana. El año pasado, el grupo de Gallos demostró que el microbioma se extiende aún más profundamente hasta el tejido vivo debajo de la epidermis.
La piel humana también alberga un puñado de especies de hongos, sobre todo del género Malassezia. En un estudio de Nature de 2013, la dermatóloga del Instituto Nacional del Cáncer Heidi Kong y sus colegas secuenciaron los microbiomas fúngicos de 14 sitios diferentes en la piel de 10 adultos sanos y descubrieron que todas las áreas excepto el pie estaban dominadas por el Malassezia. Por razones que aún no están claras, la red del talón, la uña del pie y el dedo del pie albergaba mucha más diversidad de hongos. Vemos hongos en todas partes, pero vemos más tipos diferentes de especies en los pies en comparación con los otros sitios, dijo Kong.
La pregunta que los investigadores del microbioma de la piel ahora están tratando de abordar es la función de estos polizones microscópicos. . Particularmente para la piel, recién ahora estamos entendiendo quién está allí, dijo Kong. La siguiente parte, mucho más compleja, es qué están haciendo allí y cómo les estamos respondiendo.
Enlaces inmunológicos
La influencia de los El microbioma humano sobre la inmunidad ha sido reconocido durante mucho tiempo. Pero apenas se está revelando cómo interactúan exactamente los comensales de la piel con los patógenos invasores y con nuestro sistema inmunológico.
Recientemente, la microbióloga molecular Gitte Julie Christensen de la Aarhus Universitet en Dinamarca y sus colegas descubrieron que el P. acnes asociadas con una piel sana portan genes para tiopéptidos, compuestos antimicrobianos que inhiben el crecimiento de especies grampositivas. P. acnes asociado con el acné, por otro lado, no parece producir tales compuestos. En la cultura, dijo Christensen, podemos ver que estas cepas asociadas con la salud son mucho mejores para matar otras bacterias que las otras cepas. Pueden acabar con Staphylococcus epidermidis, el principal competidor de la piel.
S. epidermidis juega un papel notable en la inmunidad del huésped. En 2009, Gallo y sus colegas demostraron que la especie secretaba ácido lipoteicoico (LTA), que previene la liberación de citocinas inflamatorias de los queratinocitos de la piel humana. Otras bacterias pueden ayudar a educar al sistema inmunitario adaptativo, dijo Galloin de formas que no se comprenden completamente, influyen en el desarrollo de células T y células presentadoras de antígenos.
Para comprender más completamente cómo los residentes microbianos de la piel influyen en la inmunidad del huésped , NIAID Belkaid recurrió a ratones libres de gérmenes. En el verano de 2012, ella y sus colegas publicaron un estudio de Science que demostró la adición de S. epidermidis a la piel de los ratones estériles alteró la función de las células T para aumentar la inmunidad del huésped. Pudimos demostrar que estos microbios eran suficientes para hacer que el sistema inmunitario de la piel fuera capaz de controlar la infección, dijo Belkaid.
Desde entonces, los investigadores han descubierto que diferentes microbios afectan distintas partes del sistema inmunitario. La forma en que los microbios se comunican con el sistema inmunitario es muy específica de cada microbio, dijo Belkaid. Hay algunos microbios capaces de controlar algunos aspectos de la inmunidad y, el lado oscuro de eso, [hay] microbios que pueden promover la inflamación y contribuir a la patogénesis. De hecho, mientras que algunos microbios secretan antimicrobianos protectores, otros inducen la liberación de citoquinas que se han asociado con enfermedades.
Otro indicio de la participación de los microbiomas de la piel en la inmunidad se produjo en octubre pasado, cuando Kong y sus colegas descubrieron que los pacientes inmunodeficientes tendían a tener una piel más permisiva. Es decir, las personas con inmunodeficiencias primarias albergaban comunidades bacterianas y fúngicas más diversas, incluidas especies que normalmente no se encuentran en adultos sanos. Es posible que los defectos focales en el sistema inmunitario permitan que estas bacterias y hongos poco comunes estén presentes en estos pacientes, dijo Kong.
A medida que se investiga más a fondo la importancia del microbioma de la piel en la salud y la enfermedad , los investigadores también están estudiando la posibilidad de manipularlo. Christensen, por ejemplo, está colaborando con una empresa danesa local para desarrollar un ungüento para proporcionar bacterias buenas a la piel. La idea es poner estas bacterias en una crema o en un suero y luego aplicarlo en la cara para restablecer una comunidad natural de la piel, dijo.
Si bien ahora hay un puñado de probióticos para la piel en el mercado, mercado, ninguno está regulado por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. como terapéutico y, por lo tanto, no puede hacer afirmaciones sobre el tratamiento o la prevención de enfermedades. Y la mayoría de los científicos le dirán que aún no hay suficiente evidencia para saber de una forma u otra si estos cosméticos probióticos funcionan. Pero Belkaid y otros sí ven las manipulaciones del microbioma como una forma de futuro. Entre los cambios en el estilo de vida, la dieta, las prácticas de higiene y más, hemos alterado drásticamente la microbiota de nuestra piel, dijo. Creo que cualquier cosa que podamos hacer para restaurar un mayor equilibrio o una composición microbiana más adecuada en la piel, como en todos los diferentes tejidos, es extremadamente importante.
Gallo estuvo de acuerdo. Creo que [la idea de los probióticos para la piel] tiene mucha validez. La mayor parte del trabajo allí solo necesita pruebas un poco más rigurosas. Agregó que, dada la diversidad de las comunidades bacterianas de la piel, es importante que estos enfoques probióticos deban personalizarse. Dado que sabemos con certeza que hay una gran diferencia entre el microbioma en la piel individual, puede que no sea tan simple como embotellar un tipo de microbio en un aerosol que ayudará a todos.
Más allá de la Gut
¿Interesado en leer más?
The Scientist ARCHIVES
Conviértete en miembro de
Recibe acceso completo a más de 35 años de archivos, así como TS Digest, ediciones digitales de The Scientist, artículos destacados, ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí