Bakterie gronkowca manipulują naturalnymi mechanizmami zabezpieczającymi skórę, by zapewniać sobie optymalne warunki do rozwoju. Zespół badaczy z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego opublikował badanie dotyczące mechanizmów kluczowych dla prawidłowego funkcjonowania barier ochronnych ludzkiego naskórka. Przeprowadzono je we współpracy z Uniwersytetem Oksfordzkim, Instytutem Karolinska i Imperial College London.

Skóra to największy organ ludzkiego ciała ? dorosły człowiek ma jej około dwóch metrów kwadratowych. Pokrywający ją naskórek, zbudowany z wyspecjalizowanych komórek (keratynocytów) może liczyć nawet kilkanaście warstw, z których najwięcej funkcji pełnią górne warstwy żywych komórek oraz wierzchnia warstwa rogowa, składająca się ze stale złuszczających, martwych keratynocytów. To właśnie ta warstwa naskórka zapobiega nadmiernemu parowaniu wody oraz odpowiada za zachowanie właściwej kwasowości i ogranicza namnażanie bakterii. ? By 10 do 15 warstw naskórka mogło się utworzyć, znajdujące się poniżej nich komórki muszą się najpierw dzielić, a później przemieszczając na powierzchnię nabierać nowych, wyspecjalizowanych funkcji ? mówi dr hab. Danuta Gutowska-Owsiak, profesor Uniwersytetu Gdańskiego i główna autorka badania.

Kluczową rolę w procesie budowania się warstwy rogowej odgrywa filagryna. To białko pełniące w skórze szereg funkcji, m.in. odpowiadające za wzmocnienie mechaniczne naskórka. W sposób programowany zabija ono wierzchnie komórki, tworząc z nich warstwę rogową. ? To dla keratynocytów swoisty ?przełącznik życia i śmierci? ? stwierdza dr hab. Gutowska-Owsiak. Ten proces nie może jednak zachodzić za szybko. ? Jeśli zostanie aktywowany zbyt wcześnie, warstwa barierowa pełniąca tak potrzebne funkcje nie powstanie. Organizm musi więc kontrolować poziomy filagryny, gdy jest ona wytwarzana w komórkach ? wyjaśnia badaczka.

W górnych warstwach naskórka filagryny jest tak dużo, że tworzy ona ziarnistości, które zapobiegają wewnątrzkomórkowemu uwalnianiu się białka. Filagryna jest z nich uwalniana do cytoplazmy dopiero, gdy organizm przygotowuje się do utworzenia warstwy rogowej. Dotąd nie było jednak jasne, w jaki sposób komórki z głębszych warstw naskórka chronią się przed przedwczesną śmiercią wywołaną zbyt wysokim stężeniem białka i dopiero najnowsza praca gdańskiego zespołu wykazała, że głębsze warstwy skóry usuwają nadmiar filagryny, wykorzystując tzw. małe sekrecyjne pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (sEVs). ? Są one jak bańki mydlane wysyłane przez komórki. Kiedyś sądzono, że służą po prostu do usuwania toksycznych produktów ubocznych metabolizmu komórki. Dzisiaj wiemy jednak, że mają także inną funkcję, mogą przekazywać sygnały między komórkami i tkankami ciała. Trafiając do układu krążenia, mogą nawet trafiać ze skóry do mózgu ? wyjaśnia dr hab. Gutowska-Owsiak.

Naukowcy wykazali, że gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus), pospolita bakteria nasilająca stany zapalne skóry, jest w stanie manipulować tym procesem. Filagryna odgrywa istotną rolę w zapobieganiu atopowemu zapaleniu skóry (AZS). Im mniej jej w skórze, tym wyższe ryzyko, że pojawi się to schorzenie. Białko kontroluje namnażanie gronkowca, bo produkty jej rozpadu obniżają pH skóry, tworząc niekorzystne dla niego warunki. W przypadku kompletnego braku filagryny w naskórku, ryzyko wystąpienia AZS jest 150 razy wyższe niż przy normalnym stężeniu tego białka. Aby doszło do takiej sytuacji obie kopie genu (?przekazane? przez obojga rodziców) muszą być zmutowane – to rzadka sytuacja. U około 10 proc. populacji występuje natomiast mutacja jednej kopii, która podnosi ryzyko pojawienia się AZS aż ośmiokrotnie.

W najnowszym badaniu zespół dr hab. Gutowskiej-Owsiak wykazał, że obecność bakterii sprawia, że komórki skóry szybciej przekazują filagrynę do sEVs. To sprawia, że białko jest intensywniej usuwane, skutkiem czego jego stężenie w naskórku spada. ? Sądzimy, że w ten sposób bakteria może eliminować to białko z naskórka, co pogarsza funkcjonowanie bariery skóry ? tłumaczy dr hab. Gutowska-Owsiak. ? W ten sposób gronkowiec manipuluje naturalnym procesem, by stworzyć sobie warunki do życia.

Ustalenia międzynarodowego zespołu mogą w przyszłości doprowadzić do nowych sposobów leczenia AZS poprzez manipulację mechanizmem regulujących poziom filagryny. Mogą także pomóc opracować nowe sposoby zapobiegania rozwojowi alergii, które także powiązane są z patologicznymi stanami naskórka. Zespół pracuje nad dalszym poznaniem sposobów, w jakie skóra i układ immunologiczny człowieka komunikują się ze sobą i tym, jak ta komunikacja wpływa na nasze zdrowie.

Dr hab. Danuta Gutowska-Owsiak z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego jest jedną z laureatek programu First Team Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Najnowsze badanie jej zespołu było finansowane przede wszystkim w ramach programu First TEAM, a także dzięki grantom British Skin Foundation, Medical Research Council UK oraz Narodowego Centrum Nauki.

Praca została opublikowana w prestiżowym Journal of Extracellular Vesicles. Link do artykułupt. ?Excess filaggrin in keratinocytes is removed by extracellular vesicles to prevent premature death and this mechanism can be hijacked by Staphylococcus aureus in a TLR2-dependent fashion?  TUTAJ

Źródło: Informacja własna