Пространственное разнообразие бактериома кожи (аннотация)
Кожа - самый большой орган человеческого тела со средней площадью поверхности у взрослых 30 м2.
Она выполняет защитную функцию, выступая как в качестве физического барьера от воздействия факторов окружающей среды, так и в качестве иммунологического барьера, снижающего последствия травм и инфекций. Кожа также выполняет терморегуляторную функцию, предотвращая потерю воды, обеспечивая терморегуляцию и поддерживая синтез витамина D.
В значительной степени на физиологию и гомеостаз кожи влияет ее бактериом, под которым здесь понимается совокупность всех бактерий, обитающих на нашей коже. Бактериом защищает нас от вторжения патогенов, обучаясь и взаимодействуя с нашей иммунной системой, а также участвует в заживлении ран и расщеплении природных продуктов. В бактериоме кожи обитают миллионы бактерий, которые по своему составу и разнообразию могут сравниться с микробиомом кишечника.
Как правило, в составе бактериального сообщества кожи здоровых людей преобладают представители филы Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria и Bacteroidetes. Состав и структура микробиома здоровой кожи у разных людей различаются в зависимости от внутренних и внешних факторов. К внутренним факторам относятся, например, биогеография или физиология кожи, этническая принадлежность, пол и возраст, а к внешним - образ жизни, гигиенические процедуры, косметика, антибиотики, географическое положение, климат и сезонность.
Среди этих факторов биогеография кожи и связанная с ней физиология были предложены в качестве основной движущей силы микробной вариации кожи; микросреды с сопоставимыми физиологическими характеристиками, как правило, содержат сходные бактериальные сообщества, в то время как микросреды, отличающиеся по физиологическим характеристикам: сальные (например, в области головы), сухие (например, предплечья и ноги) и влажные (например, пупок, межпальцевое пространство), - различаются по составу и численности бактерий. В сальных участках, по-видимому, преобладают виды Cutibacterium (ранее известные как Propionibacterium), во влажных - Corynebacterium, β-Proteobacteria и Staphylococcus, в то время как в сухих участках встречается смешанная популяция этих бактерий и Flavobacteriales. Аналогичным образом в этих двух исследованиях также было показано, что сальные участки были менее равномерными и богатыми, чем влажные и сухие.
Однако в какой степени бактериальные профили кожи совпадают у разных людей, еще предстоит выяснить. Аналогичным образом, лишь немногие исследования изучали долгосрочную стабильность микробиома кожи, хотя они, по-видимому, указывают на то, что некоторые участки в значительной степени стабильны с течением времени, тогда как другие демонстрируют заметные колебания. Еще менее изучено функциональное разнообразие бактериома кожи и его вариации в разных регионах кожи. Недавние исследования показали, что большинство метаболических путей не распределено равномерно по участкам тела, как предполагалось ранее, а функциональные возможности определяются в первую очередь биогеографией кожи и индивидуумами.
Поэтому необходимы дальнейшие исследования для описания "нормального" бактериома кожи здоровых людей. Более глубокое понимание бактерий, населяющих различные физиологические участки, может дать представление о тонком балансе между здоровьем и болезнью кожи, а также о внутренних и внешних факторах, приводящих к дисбактериозу.
Для получения комплексного представления о пространственном разнообразии бактериома кожи в период с 2019 по 2023 гг. нами проведено исследование пяти участков кожи (пупок, за ушами, между пальцами ног, икры и предплечья) с различными физиологическими характеристиками (сухая, влажная и сальная) у 129 здоровых взрослых людей (579 образцов). Оценивая бактериальное разнообразие с помощью метатаксономии 16S рРНК, мы выявили значительные различия в относительной численности бактерий четырех наиболее распространенных фил и 11 родов, индексах альфа- и бета-разнообразия и прогнозируемых функциональных профилях (от 36 до 400 метаболических путей) в разных участках кожи и микросредах.
Однако существенных различий между полами, возрастами и этническими группами не наблюдалось. Как и предполагалось ранее, сухие участки кожи (предплечья и икры) были более равномерными, богатыми и функционально различными, чем сальные (за ушами) и влажные (пупок и между пальцами ног). В пределах участков кожи альфа- и бета-разнообразие бактерий также существенно различалось для некоторых сравниваемых лет, что позволяет предположить, что бактериальная стабильность кожи может зависеть от региона и субъекта.
Таким образом, полученные нами результаты подтверждают, что бактериом кожи систематически изменяется в разных регионах и микросредах, и позволяют получить новое представление о внутренних и внешних факторах, определяющих бактериальное разнообразие. Данное исследование обеспечивает эталонное понимание нормального или здорового бактериома кожи и может служить основой для других исследований, изучающих роль бактериальных сообществ при заболеваниях кожи (т.е. дисбиозе) и влияние внутренних и внешних факторов на бактериом кожи.
