El microbioma de la piel desempeña un papel importante en la salud y la enfermedad. Los investigadores han demostrado ahora que ciertas bacterias de la piel pueden protegernos específicamente de la radiación ultravioleta (UV) del sol metabolizando el ácido cis-urocánico con la ayuda de una enzima llamada urocanasa. Esto permite a la piel afinar su respuesta a la radiación UV. Los resultados del estudio, publicado en la revista Journal of Investigative Dermatology de Elsevier, constituyen un impresionante caso de estudio que demuestra la capacidad del microbioma cutáneo para remodelar las funciones inmunitarias del organismo huésped.
Fascinante interacción entre los protectores solares, el ácido cis-urocánico y el microbioma cutáneo
La piel alberga un enorme ecosistema de millones de microorganismos, entre ellos bacterias, hongos y virus. La composición del microbioma cutáneo es única, compleja y varía mucho en función de la localización anatómica. Los microbios comensales, también conocidos como microbiota normal o microbiota autóctona, viven en una relación beneficiosa o neutra sin causar daño. Adaptan su metabolismo a los recursos disponibles en su microentorno, se alimentan de los nutrientes de nuestra piel y producen distintas moléculas que influyen en su entorno e interactúan con las células de nuestra piel.
El investigador principal, VijayKumar Patra, doctor del Centre International de Recherche en Infectiologie de Lyon (Francia) y del Departamento de Investigación de Fotodermatología de la Universidad Médica de Graz (Austria), explica: “Hasta la fecha, se han identificado muchos factores internos y externos que influyen en la composición del microbioma cutáneo. Entre ellos figuran diversos parámetros individuales como la raza, el sexo, la edad, los niveles hormonales, la dieta y la higiene, pero también desempeñan un papel importante los factores ambientales y los efectos de la ocupación, la contaminación y el clima. Sabemos desde hace tiempo que la radiación UV modula las respuestas inmunitarias contra los antígenos ambientales en la superficie de la piel y, más recientemente, que el microbioma cutáneo desempeña un papel en la regulación de estas respuestas. Lo que nos intrigaba era la idea de que ciertos microbios pudieran participar activamente en los efectos de los rayos UV o incluso influir en ellos. El solapamiento entre el metabolismo microbiano y la inmunidad del huésped se convirtió en el centro de nuestra investigación”.
Los investigadores utilizaron una combinación de secuenciación del microbioma, ensayos inmunológicos, cultivos in vitro y modelos de ratones gnotobióticos, en los que se definen todos los microorganismos presentes, para investigar cómo responden las bacterias de la piel a la radiación UVB, que suele causar quemaduras solares. Descubrieron que ciertas bacterias de la piel metabolizan específicamente el ácido cis-urocánico, un fotoproducto de un importante cromóforo del estrato córneo que absorbe la radiación UV, el ácido trans-urocánico, mediante una enzima llamada urocanasa. En comparación con el ácido trans-urocánico, el ácido cis-urocánico tiene fuertes propiedades inmunomoduladoras. Este metabolismo microbiano limita la capacidad del ácido cis-urocánico para inhibir la respuesta inmunitaria, lo que significa que las bacterias cutáneas ajustan la respuesta de nuestra piel a la radiación UV. Los investigadores señalan la fascinante interacción entre los protectores solares, el ácido cis-urocánico y el microbioma, que compiten entre sí en y sobre el estrato córneo, la capa más superficial de la piel.
Enfoques prometedores para la terapia y la prevención
El coinvestigador Marc Vocanson, doctor del Centre International de Recherche en Infectiologie de Lyon (Francia), señala que es la primera vez que los científicos demuestran un vínculo metabólico directo entre la radiación UV, una molécula derivada del huésped y el comportamiento bacteriano que influye en la función inmunitaria. Dado el creciente interés por la investigación del microbioma y la medicina personalizada, la comprensión de estas interacciones entre microbios y huéspedes podría cambiar radicalmente nuestra forma de ver la protección solar, las enfermedades inmunitarias, el cáncer de piel o incluso tratamientos como la fototerapia.
Según el coautor, el Dr. Peter Wolf, del Departamento de Investigación de Fotodermatología de la Universidad Médica de Graz, estos hallazgos abren nuevas posibilidades para una protección solar orientada al microbioma que no sólo proteja la piel de la radiación UV, sino que también tenga en cuenta cómo los microbios residentes pueden alterar el panorama inmunitario tras la exposición. En el futuro, los tratamientos tópicos que modulen el metabolismo microbiano podrían utilizarse para minimizar, mantener o mejorar la inmunosupresión inducida por la radiación UV cuando sea clínicamente beneficioso, por ejemplo en fototerapia. Según la prestigiosa doctora Anna Di Nardo, de la Universidad de California en San Diego y del Instituto Dermatológico San Gallicano IRCCS de Roma, el papel recién descubierto del metabolismo microbiano en la modulación de la tolerancia a los rayos UV está cambiando nuestra comprensión de la barrera cutánea, no sólo como un escudo protector estructural, sino como una interfaz metabólicamente activa y regulada microbiológicamente. Dada la creciente preocupación por la exposición a los rayos UV, el envejecimiento de la piel y el cáncer, un conocimiento más profundo de este eje ofrece enfoques prometedores para la terapia y la prevención.