Иммунитет кожи
Кожный иммунитет – это свойство кожи , позволяющее ей противостоять инфекциям, вызываемым болезнетворными микроорганизмами . Помимо обеспечения пассивного физического барьера против инфекций, кожа также содержит элементы врожденной и адаптивной иммунной системы , которые позволяют ей активно бороться с инфекциями. Следовательно, кожа обеспечивает глубокую защиту от инфекции.
Кожа действует как барьер, своего рода оболочка, состоящая из нескольких слоев клеток и связанных с ними желез. Кожа — это динамичный орган, который содержит различные клетки, содержащие элементы врожденной и адаптивной иммунной системы, которые активируются, когда ткань подвергается атаке вторгающихся патогенов. Вскоре после заражения иммунно-адаптивный ответ индуцируется дендритными клетками ( клетками Лангерганса ), присутствующими в эпидермисе ; они ответственны за захват, обработку и презентацию антигенов в Т-лимфоцитам местных лимфоидных органах. В результате Т-лимфоциты экспрессируют молекулу антигена кожных лимфоцитов (CLA), модифицированную форму гликопротеинового лиганда-1 P-селектина . [ 1 ] Лимфоциты перемещаются в эпидермис, где они располагаются как Т-клетки памяти . Таким образом, они активируются и вызывают воспалительную реакцию . Нарушение регуляции этих механизмов связано с воспалительными заболеваниями кожи. [ 2 ]
Афферентная и эфферентная фазы иммунной системы кожи.
[ редактировать ]Некоторые гуморальные и клеточные компоненты кожи проходят через лимфатические сосуды и попадают в кровоток. Эта сеть кровообращения имеет большое значение, это путь прямой связи между определенным участком кожи и лимфатическими клетками, находящимися внутри лимфатического узла, и системными тканями. Антигены эпидермиса связаны с некоторыми клетками кожи. Среди них АПК, антигенпредставляющие клетки ( лангергансовские , дентритные и кожные). Они захватывают антиген, обрабатывают его и представляют на своей поверхности как связанные с MHC-II . Кератиноциты продуцируют TNFα и IL-1 , которые действуют на клетки Лангерганса, вызывая увеличение экспрессии комплекса гистосовместимости и секреции цитокинов. Более того, они индуцируют их миграцию из кожи в паракортикальные области лимфатических узлов. Оказавшись там, эти клетки могут обеспечить необходимый стимул для Т-лимфоцитов, которые будут пролиферировать и экспрессировать рекрутирование кожных рецепторов, а также для различных химиоаттрактантов, которые способствуют накоплению дермальных микрососудистых эндотелиальных клеток воспаленной кожи и, наконец, проникнут в ткань кожи. Попадая в организм, активированные лимфоциты вступают в контакт с антигеном, размножаются и развивают эффекторные функции, направленные на нейтрализацию или уничтожение возбудителя. Клетки Лангерганса стимулируют и обеспечивают начало клеточного иммунного ответа лимфоцитов через кожу и рекрутируются из периферической крови. Презентация антигена может происходить в периферических лимфоидных тканях. [ 3 ]
Презентация антигенов клетками Лангерганса лимфоцитам.
[ редактировать ]Клетки Лангерганса после активации быстро мигрируют в лимфатические узлы, где они накапливаются в паракортикальном слое и доставляют антиген кожи лимфатическим узлам через эфферентные лимфатические сосуды. Клетки Лангерганса вызывают обширную пролиферацию наивных Т-лимфоцитов и участвуют в фазе иммуностимуляции иммунного ответа, превращая лимфоциты в Т-хелперные клетки. Недавно было показано, что клетки Лангерганса могут экспрессировать антигенный пептид, связанный с MHC-I , способный индуцировать ответ цитотоксического LT и эффекторные функции, такие как продукция цитокинов. [ 3 ]
Микробиота и иммунитет кожи
[ редактировать ]Микробиота кожи играет важную роль в тканевом гомеостазе и местном иммунитете. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Микробные сообщества кожи очень разнообразны и могут видоизменяться с течением времени или в ответ на проблемы окружающей среды. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
Примерно с 2005 года научное сообщество тщательно разработало концепцию микробиома человека. [ 11 ] [ 12 ] и начал систематическое исследование, чтобы установить взаимосвязь между микробиомом и физиологией человека в здоровье и болезни. [ 13 ] Мы [ ВОЗ? ] начинают понимать, что микробиота кишечника помогает модулировать иммунитет хозяина на системном уровне. [ 14 ] [ 15 ] Однако микробиом кишечника не оказывает существенного влияния на иммунитет кожи, вместо этого иммунитет кожи модулируется микрофлорой кожи согласно результатам, полученным Naik et al. [ 5 ] Анализ иммунологических изменений у мышей без микробов (GF) с восстановленной микробиотой кишечника показал восстановление уровней Il-17A и IFN-γ до тех, которые наблюдаются в желудочно-кишечном тракте мышей, свободных от специфических патогенов (SPF), но восстановление микробиома кишечника не повлияло. иммунитет кожи. Сравнение мышей GF и SPF показало снижение выработки кожей IFN-γ и IL-17A. Для оценки функциональных последствий отсутствия микробиоты кожи Leishmania major вводили внутрикожно и оценивали поражения. Поражения L. major у мышей GF были значительно меньшими и менее тяжелыми, чем у мышей SPF, однако количество паразитов после заражения было значительно выше у мышей GF. Эти результаты ясно указывают на то, что мыши GF имеют сниженную способность реагировать на инфекции по сравнению с мышами SPF. Наконец, моноассоциация мышей GF с S. epidermidis явно восстанавливала функцию иммунитета, которая в случае кожи опосредована IL-1, который является ключевым для восстановления уровней IL-17A и IFN-γ. Таким образом, кожные комменсалы оказывают свое действие путем усиления передачи сигналов IL-1 и усиления ответов в соответствии с местной воспалительной средой. Поскольку IL-1 вовлечен в этиологию и патологию псориаза и других кожных заболеваний, [ 16 ] вполне вероятно, что кожные комменсалы являются важными движущими силами и усилителями кожных патологий.
Т-клетки и микробиота в иммунитете кожи
[ редактировать ]Недавние исследования показали, что определенные компоненты микробиоты, а также их метаболиты избирательно способствуют активации и расширению различных субпопуляций Т-клеток в нормальных и/или патологических условиях. [ 17 ] Например, колонизация Staphylococcus epidermidis может иметь разнообразные эффекты, поскольку способствует росту IL-17A+ CD8+ Т-клеток, находящихся в эпидермисе. Это ограничит инвазию патогенов, улучшая врожденный иммунный барьер зависимым от IL-17 образом. Согласно исследованию, проведенному американскими исследователями, резидентные в коже дендритные клетки CD11b+ будут теми, кто будет организовывать специфический ответ после взаимодействия с комменсальными бактериями, стимулирующими пролиферацию IL-17A+ CD8+ Т-клеток благодаря их способности продуцировать IL-1 . Этот механизм активации является комменсально-специфичным и явно принадлежит адаптивной иммунной системе; однако он поразительно улучшает врожденную иммунную защиту, как было показано после заражения мышей-гнобиотиков Candida albicans . Действительно, моноассоциация гнобиотических мышей с S. epidermidis значительно улучшает врожденную защиту от C. albicans. Связь между врожденной и адаптивной системой в этом случае обусловлена выработкой аларминов S100A8 и S100A9, которые, как известно, вызывают микробицидные реакции и являются мощными хемоаттрактантами нейтрофилов. [ 18 ]
Большинство протестированных бактерий увеличили количество Т-клеток кожи. Взаимодействия между Т-клетками и конкретными компонентами микробиоты могут представлять собой эволюционный результат, благодаря которому иммунная система кожи и микробиота обеспечивают гетерологичную защиту от инвазивных патогенов и калибруют барьерный иммунитет посредством использования химических сигналов. Это показывает, что иммунная система кожи представляет собой высокодинамическую среду, которая может быстро и целенаправленно реконструироваться определенными комменсалами. [ 18 ]
Наконец, изучение взаимодействия микробиоты и Т-клеток кожи может помочь обнаружить причину различных заболеваний и возможные способы их лечения. Растущее развитие инструментов персонализированной медицины, несомненно, поможет достижению этой цели, поскольку у каждого человека своя микробиота.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фульбригге, Колорадо; Киффер, доктор медицинских наук; Армердинг, Д; Куппер, Т.С. (30 октября 1997 г.). «Кожный лимфоцитарный антиген представляет собой специализированную форму PSGL-1, экспрессируемую на Т-клетках, находящихся в коже». Природа . 389 (6654): 978–81. Бибкод : 1997Natur.389..978F . дои : 10.1038/40166 . ПМИД 9353122 . S2CID 4376296 .
- ^ Куппер Т.С., Фульбригге RC (март 2004 г.). «Иммунный надзор в коже: механизмы и клинические последствия» . Обзоры природы Иммунология . 4 (3): 211–22. дои : 10.1038/nri1310 . ПМК 7097017 . ПМИД 15039758 .
- ^ Jump up to: а б Лаура Э. Кастрильон Ривера; Алехандро Пальма Рамос; Кармен Падилья Дегаренн (2008). «Иммунная функция кожи» . Преподобный Мекс Дерматология . 52 (5): 211–24.
- ^ Грайс Э.А., Сегре Дж.А. (2011). «Микробиом кожи» . Обзоры природы Микробиология . 9 (4): 244–53. дои : 10.1038/nrmicro2537 . ПМК 3535073 . ПМИД 21407241 .
- ^ Jump up to: а б Наик С., Буладу Н., Вильгельм С., Моллой М.Дж., Сальседо Р., Кастенмюллер В., Деминг С., Хинонес М., Ку Л., Конлан С., Спенсер С., Холл Дж.А., Дзуцев А., Конг Х., Кэмпбелл Дж.Д., Тринкьери Г., Сегре Дж.А. , Белкаид Ю. (2012). «Детальный контроль кожного иммунитета местными комменсалами» . Наука . 337 (6098): 1115–9. Бибкод : 2012Sci...337.1115N . дои : 10.1126/science.1225152 . ПМЦ 3513834 . ПМИД 22837383 .
- ^ Чехуд С., Рафаил С., Тилдсли А.С., Сейкора Дж.Т., Ламбрис Дж.Д., Грайс Э.А. (2013). «Комплемент модулирует кожный микробиом и воспалительную среду» . Proc Natl Acad Sci США . 110 (37): 15061–6. Бибкод : 2013PNAS..11015061C . дои : 10.1073/pnas.1307855110 . ПМЦ 3773768 . ПМИД 23980152 .
- ^ Сэнфорд Дж. А., Галло Р. Л. (2013). «Функции микробиоты кожи, здоровье и болезни» . Семин. Иммунол . 25 (5): 370–7. дои : 10.1016/j.smim.2013.09.005 . ПМК 4219649 . ПМИД 24268438 .
- ^ Грайс Э.А., Конг Х.Х., Конлан С., Деминг CB, Дэвис Дж., Янг А.С., Буффар Г.Г., Блейксли Р.В., Мюррей П.Р., Грин Э.Д., Тернер М.Л., Сегре Дж.А. (2009). «Топографическое и временное разнообразие микробиома кожи человека» . Наука . 324 (5931): 1190–2. Бибкод : 2009Sci...324.1190G . дои : 10.1126/science.1171700 . ПМК 2805064 . ПМИД 19478181 .
- ^ Костелло Э.К., Лаубер К.Л., Хамадей М., Фирер Н., Гордон Дж.И., Найт Р. (2009). «Изменение бактериального сообщества в среде обитания человеческого тела в пространстве и времени» . Наука . 326 (5960): 1694–7. Бибкод : 2009Sci...326.1694C . дои : 10.1126/science.1177486 . ПМК 3602444 . ПМИД 19892944 .
- ^ Конг Х.Х., О Дж., Деминг С., Конлан С., Грайс Э.А., Битсон М.А., Номикос Э., Полли Э.К., Комаров Х.Д., Мюррей П.Р., Тернер М.Л., Сегре Дж.А. (2012). «Временные сдвиги микробиома кожи, связанные с обострениями заболевания и лечением у детей с атопическим дерматитом» . Геном Рез . 22 (5): 850–9. дои : 10.1101/гр.131029.111 . ПМЦ 3337431 . ПМИД 22310478 .
- ^ Лей Р.Э., Найт Р., Гордон Дж.И. (2007). «Микробиом человека: устранение биомедицинской и экологической дихотомии в микробной экологии». Экологическая микробиология . 9 (1): 3–4. дои : 10.1111/j.1462-2920.2006.01222_3.x . ПМИД 17227400 .
- ^ Мартин Ф.П., Дюма М.Э., Ван И., Легидо-Кигли С., Яп И.К., Тан Х., Зира С., Мерфи Г.М., Клоарек О., Линдон Дж.К., Шпренгер Н., Фэй Л.Б., Кочхар С., ван Бладерен П., Холмс Э., Николсон Дж.К. (2007). «Взгляд системной биологии сверху вниз на метаболические взаимодействия микробиома и млекопитающих в модели мыши» . Мол сист биол . 3 (112): 112. дои : 10.1038/msb4100153 . ПМЦ 2673711 . ПМИД 17515922 .
- ^ Тернбо П.Дж., Лей Р.Э., Маховальд М.А., Магрини В., Мардис Э.Р., Гордон Дж.И. (2006). «Микробиом кишечника, связанный с ожирением, с повышенной способностью собирать энергию». Природа . 444 (7122): 1027–31. Бибкод : 2006Natur.444.1027T . дои : 10.1038/nature05414 . ПМИД 17183312 . S2CID 4400297 .
- ^ Хосрави А, Мазманян С.К. (2013). «Нарушение микробиома кишечника как фактор риска микробных инфекций» . Современное мнение в микробиологии . 16 (2): 221–7. дои : 10.1016/j.mib.2013.03.009 . ПМЦ 5695238 . ПМИД 23597788 .
- ^ Келли Д., Малдер И.Э. (2012). «Микробиом и иммунологические взаимодействия» . Нутр. Преподобный . 70 (1:С): 18–30. дои : 10.1111/j.1753-4887.2012.00498.x . ПМИД 22861803 .
- ^ Джонстон А., Син Х, Гусман А.М., Риблетт М., Лойд С.М., Уорд Н.Л., Вон С., Пренс Э.П., Ван Ф., Майер Л.Е., Канг С., Вурхис Дж.Дж., Элдер Дж.Т., Гуджонссон Дж.Э. (2011). «IL-1F5, -F6, -F8 и -F9: новая сигнальная система семейства IL-1, которая активна при псориазе и способствует экспрессии антимикробных пептидов кератиноцитов» . Дж. Иммунол . 186 (4): 2613–22. doi : 10.4049/jimmunol.1003162 . ПМК 3074475 . ПМИД 21242515 .
- ^ Дуан Дж., Каспер Д.Л. (2011). «Регуляция Т-клеток комменсальной микробиотой кишечника». Курр Опин Ревматол . 23 (4): 372–6. дои : 10.1097/BOR.0b013e3283476d3e . ПМИД 21577116 . S2CID 35536202 .
- ^ Jump up to: а б Наик С., Буладу Н., Линхин Дж.Л., Хан С.Дж., Харрисон О.Дж., Вильгельм С., Конлан С., Химмельфарб С., Берд А.Л., Деминг С., Хинонес М., Бренчли Дж.М., Конг Х.Х., Туссиванд Р., Мерфи К.М., Мерад М., Сегре Дж.А. , Белкаид Ю. (2015). «Взаимодействие комменсально-дендритных клеток определяет уникальную защитную иммунную сигнатуру кожи» . Природа . 520 (7545): 104–8. Бибкод : 2015Natur.520..104N . дои : 10.1038/nature14052 . ПМЦ 4667810 . ПМИД 25539086 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Салмон Дж. К., Армстронг, Калифорния, Ансель Дж. К. (февраль 1994 г.). «Кожа как иммунный орган» . Запад. Дж. Мед . 160 (2): 146–52. ПМЦ 1022320 . ПМИД 8160465 .