El microbioma intestinal y de las heces se ha investigado y descrito durante muchos años, a diferencia de los microbiomas de la piel y el cuero cabelludo, que más recientemente se han convertido en el centro de atención. Para comprender mejor cómo la diversidad y abundancia de bacterias contribuyen a la salud de la piel y las condiciones dermatológicas, los investigadores de microbiología y dermatología están utilizando tecnología de pirosecuenciación para identificar y caracterizar microorganismos en la piel. Profundizar en la comprensión de la participación microbiana en las afecciones de la piel puede proporcionar un camino para implementar terapias seguras y naturales como los probióticos tópicos.
Descripción general de la piel humana
La piel humana es una barrera intrincada que alberga una relación simbiótica entre el tejido del huésped y las comunidades microbianas. Esta asociación se modula a través de señales de los sistemas inmunológico adaptativo e innato. Se encuentra bajo un aluvión constante de factores endógenos y exógenos, como toxinas ambientales, cosméticos, medicamentos, alérgenos, patógenos y lesiones. Cualquiera de estos puede causar una disbiosis en el microbioma de la piel, como lo demuestran las respuestas inmunitarias innatas estimuladas por el receptor tipo Toll cutáneo (TLR) que implican la liberación de productos antimicrobianos por los queratinocitos.
La piel alberga una variedad de “climas” para los ecosistemas bacterianos, lo que conduce a la diversidad de microbiomas locales. Por ejemplo, algunas zonas de la piel pueden estar más hidratadas, mientras que otras están más secas; algunas áreas tienen mucho sebo y otras nada. Las bacterias tienden a tener una propensión a ambientes específicos. El microbioma / biota de la piel se refiere a la comunidad ecológica de microorganismos simbióticos, comensales y patógenos que existen en nuestros cuerpos.
Las principales funciones de la piel son protección, regulación y sensación. La protección la proporciona la piel que actúa como barrera física, así como las acciones del microbioma. Un microbioma saludable cumple las siguientes funciones:
⏩Previene la colonización de patógenos oportunistas al ocupar espacio
⏩Mantiene un pH relativamente ácido, que inhibe el crecimiento de patógenos.
⏩Interactúa con el sistema inmunológico del huésped para estimular la producción de productos antimicrobianos (AMP) e inhibir la inflamación según sea necesario.
⏩Reduce la exposición a alérgenos ambientales y radiación ultravioleta (UV) dañina.
⏩Ayuda en la cicatrización de heridas.
⏩Mantiene la barrera cutánea intacta y bien hidratada.
⏩Disbiosis del microbioma y afecciones de la piel
Los factores subyacentes que causan la dermatitis atópica (EA) incluyen la alteración de la barrera cutánea, la disbiosis del microbioma cutáneo, la desregulación del sistema inmunológico, la disminución de la diversidad microbiana y la susceptibilidad a las infecciones cutáneas por Staphylococcus aureus . En concreto, la profundidad de penetración en la dermis de la piel de S un ureus es un importante factor causal a considerar en AD.
Recientemente, los investigadores han comenzado a examinar cómo las terapias tópicas en humanos pueden restaurar el microbioma al apoyar las bacterias beneficiosas y eliminar las bacterias patógenas. Un estudio de Nakatsuji et al demostró que los Staphylococcus coagulasa negativos (incluidos S. epidermidis y S. hominis ) mataron selectivamente a S. aureus mediante el uso de AMP cuando se aplicaron tópicamente a la piel humana. Estudios adicionales han demostrado el uso de probióticos tópicos para disminuir el eritema, la descamación, el prurito y las concentraciones de S. aureus , y para aumentar las ceramidas. Las cepas de bacterias incluidas en los estudios fueron S hominis , S epidermis, Streptococcus thermophilus , Vitreoscilla filiformis , Roseomonas mucosa , y Lactobacillus johnsoni .
Además, se están explorando los textiles funcionales como una forma de restablecer el equilibrio en el microbioma de la piel, ya que tienen el contacto más prolongado e íntimo con la piel. Se ha demostrado que los tejidos que contienen quitosano, óxido de zinc y plata reducen la carga de S. aureus . El quitosano, que es un polisacárido aislado a partir de los exoesqueletos de los crustáceos, mostró una actividad más antibacteriana contra S aureus que hizo la vancomicina y la amoxicilina / ácido clavulánico. Los datos de transcripción del ADN bacteriano demuestran que el tratamiento con quitosano altera la expresión de genes implicados en la regulación del estrés, la producción de energía y la autólisis. Los beneficios adicionales de usar quitosano son que es biodegradable, biocompatible y no tóxico. Los tejidos que contienen óxido de zinc tienen fuertes propiedades antibacterianas contra Staphylococcus aureus , Klebsiella pneumoniae y S. aureus resistente a la meticilina (MRSA). Los investigadores encontraron que las nanopartículas de óxido de zinc redujeron el crecimiento de MRSA en un 95%. Finalmente, los textiles que contienen plata mejoraron SCORAD y la pérdida de agua transdérmica, según una revisión sistémica y un metanálisis. Además, disminuyeron los síntomas, el uso de medicamentos y la colonización por S. aureus .
Las lesiones de acné se forman por la desregulación de los sistemas inmunológico innato y adaptativo. La bacteria comensal Propionibacterium acnes juega un papel en estas respuestas. La investigación ha demostrado que P acnes induce citocinas inflamatorias (TNFα, IL-1ß e IL-8) y también activa una respuesta T helper-1. Si bien muchas de las cepas se superponen entre individuos sanos y aquéllos con acné, hay 2 cepas de P acnes que se encuentran solo en pacientes con acné: ribotipo 4 y ribotipo 5. Los mecanismos aún no se han resuelto.
Hay investigaciones prometedoras que indican que los probióticos tópicos pueden ser terapéuticos en el acné. En un estudio clínico, la aplicación tópica de una crema que contiene Lactobacillus plantarum al 5% tuvo efectos antiinflamatorios y antimicrobianos en la piel. Sintomáticamente, hubo una reducción en el tamaño de la lesión de eritema y acné y una mejora en la función de la barrera cutánea.
En otro estudio, Enterococcus faecalis , una cepa bacteriana del ácido láctico aislada de muestras fecales humanas, demostró actividad antimicrobiana contra P. acnes . Posteriormente, la sustancia antimicrobiana se aisló y se denominó ESL5. En un estudio que comparó una loción que contiene ESL5 con un placebo en pacientes con acné, se demostró una reducción de las pústulas inflamatorias en los que recibieron tratamiento.
La psoriasis es una afección cutánea inflamatoria crónica caracterizada por lesiones eritematosas, escamosas, elevadas y bien delimitadas en las superficies extensoras. Se cree que es causado por la sobreactivación del sistema inmunológico cutáneo en respuesta a un patógeno percibido. Hasta la fecha, no se han publicado estudios que utilicen probióticos tópicos en humanos para tratar la psoriasis; sin embargo, se ha demostrado la disbiosis cutánea en la psoriasis. El microbioma cutáneo de pacientes con psoriasis frente a individuos sin psoriasis mostró los mismos tipos de especies, pero con alteraciones en el número relativo y diversidad de bacterias. Una revisión sistemática y un metanálisis que analiza la psoriasis y la colonización por S. aureus encontró que “los pacientes con psoriasis tenían un mayor riesgo de Colonización por S. taphylococcus en comparación con individuos sanos “. En un modelo de ratón de psoriasis, los investigadores demostraron que un extracto de Lactobacillus sakei redujo los marcadores inflamatorios que eran comparables a los resultados del tratamiento con clobetasol, el estándar actual de tratamiento tópico de alta potencia para la psoriasis.
La rosácea puede causar telangiectasia, eritema, pápulas y pústulas en la frente, nariz y mejillas. Uno de los factores que contribuyen a una respuesta inflamatoria mejorada es la sobreexpresión de TLR2 en los queratinocitos. Demodex folliculorum , un ácaro que vive en las glándulas sebáceas, es otro posible factor contribuyente. Un ensayo clínico realizado por Casas et al encontró una densidad 5,7 veces mayor de D folliculorum en pacientes con rosácea en comparación con pacientes sanos. El estudio también “mostró una mayor expresión de genes que codifican citocinas proinflamatorias (Il-8, Il-1b, TNF-a) y genes relacionados con el inflamasoma (NALP-3 y CASP-1) en la rosácea”. Un estudio separado demostró que S taphylococcus e pidermis aislado de pacientes con rosácea fue siempre una variante beta-hemolítica (asociada con una virulencia potencialmente aumentada), en comparación con una variante no hemolítica encontrada en controles sanos.
Múltiples estudios han demostrado que las ceramidas juegan un papel importante en mantener la piel hidratada e intacta en un estrato córneo saludable. Se ha propuesto que el daño al estrato córneo relacionado con el envejecimiento podría ser el resultado de una deficiencia de ceramida. Streptococcus thermophilus se ha demostrado para mejorar los niveles de ceramidas en queratinocitos. Un estudio que investiga el tratamiento tópico de una crema que contiene S thermophilus en mujeres mayores demostró una barrera lipídica mejorada y una mayor resistencia a la piel seca relacionada con el envejecimiento.
En un estudio de investigación de Guéniche et al, una aplicación tópica de lisado de Bifidobacterium longum mejoró los síntomas reactivos de la piel en las células cutáneas ex vivo, posiblemente mediante la reducción del edema, la granulación de los mastocitos, la liberación de TNFα y la vasodilatación. Los estudios in vitro de los mismos investigadores sugirieron que el mecanismo involucrado en la disminución de la sensibilidad de la piel estaba reduciendo la reactividad neuronal y la accesibilidad neuronal.
En un esfuerzo por comprender mejor los productos microbianos producidos por bacterias comensales, un equipo de investigación descubrió inesperadamente que cepas específicas de epidermis S coagulasa negativa producen un análogo de nucleobase que inhibe la actividad de síntesis de ADN y suprime el crecimiento tumoral in vivo. En los ensayos de cultivo celular, la molécula específica, 6-N-hidroxiaminopirina (6-HAP), inhibió selectivamente la proliferación de líneas tumorales pero no de queratinocitos. Los ratones que fueron colonizados con la epidermis S que produce 6-HAP tuvieron una incidencia reducida de tumores inducidos por luz ultravioleta en comparación con los ratones colonizados con una cepa de control. Además, la inyección intravenosa de 6-HAP suprimió el crecimiento del melanoma B16F10. Aunque estos hallazgos preliminares aún no se han estudiado en humanos, son prometedores para la prevención y el tratamiento del cáncer de piel en el futuro.
Existe un amplio conocimiento del microbioma intestinal y de las heces, y aunque podría parecer que se puede establecer un paralelismo entre los microbiomas intestinal y cutáneo, aún queda mucho por explorar en este último. El aumento de la información disponible sobre el microbioma cutáneo sienta las bases para nuevos enfoques para el manejo de la piel sana y enferma. En los últimos años, ha habido una aparición de productos prebióticos y probióticos tópicos disponibles en el mercado. Muchos de estos productos son vagos en sus listas de cepas utilizadas, son patentados y / o no incluyen cepas beneficiosas comprobadas por investigación en productos para afecciones específicas. Además de incluir cepas beneficiosas, los productos tópicos actuales y futuros también deben considerar la adhesión bacteriana, la detección de quórum y la actividad anti-biofilm.
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