Il microbioma cutaneo svolge un ruolo importante nella salute e nelle malattie. I ricercatori hanno ora dimostrato che alcuni batteri della pelle possono proteggerci in modo specifico dalle radiazioni ultraviolette (UV) del sole metabolizzando l’acido cis-urocanico con l’aiuto di un enzima chiamato urocanasi. Ciò consente alla pelle di regolare con precisione la propria risposta alle radiazioni UV. I risultati dello studio, pubblicati sul Journal of Investigative Dermatology di Elsevier, rappresentano un caso di studio impressionante che dimostra la capacità del microbioma cutaneo di rimodellare le funzioni immunitarie dell’organismo ospite.
Affascinante interazione tra filtri solari, acido cis-urocanico e microbioma cutaneo
La pelle ospita un enorme ecosistema di milioni di microrganismi, tra cui batteri, funghi e virus. La composizione del microbioma cutaneo è unica e complessa e varia notevolmente a seconda della posizione anatomica. I microbi commensali, noti anche come microbiota normale o indigeno, vivono in un rapporto benefico o neutrale senza causare danni. Adattano il loro metabolismo alle risorse disponibili nel loro microambiente, si nutrono dei nutrienti della nostra pelle e producono diverse molecole che influenzano il loro ambiente e interagiscono con le nostre cellule cutanee.
Il ricercatore principale VijayKumar Patra, PhD, Centre International de Recherche en Infectiologie, Lione, Francia, e Dipartimento di Ricerca di Fotodermatologia, Università Medica di Graz, Austria, spiega: “Ad oggi, sono stati identificati molti fattori interni ed esterni che influenzano la composizione del microbioma cutaneo. Questi includono vari parametri individuali come la razza, il sesso, l’età, i livelli ormonali, la dieta e l’igiene, ma anche i fattori ambientali e gli effetti dell’occupazione, dell’inquinamento e del clima giocano un ruolo importante. Sappiamo da tempo che i raggi UV modulano le risposte immunitarie contro gli antigeni ambientali sulla superficie della pelle e, più recentemente, che il microbioma cutaneo svolge un ruolo nella regolazione di queste risposte. Ciò che ci ha incuriosito è l’idea che alcuni microbi possano essere attivamente coinvolti negli effetti dei raggi UV o addirittura influenzarli. La sovrapposizione tra metabolismo microbico e immunità dell’ospite è diventata il fulcro della nostra indagine”.
I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di sequenziamento del microbioma, saggi immunologici, colture in vitro e modelli murini gnotobiotici, in cui tutti i microrganismi presenti sono definiti, per studiare come i batteri della pelle rispondono alle radiazioni UVB, che tipicamente causano le scottature solari. Hanno scoperto che alcuni batteri della pelle metabolizzano in modo specifico l’acido cis-urocanico, un fotoprodotto di un importante cromoforo dello strato corneo che assorbe i raggi UV, l’acido trans-urocanico, utilizzando un enzima chiamato urocanasi. Rispetto all’acido trans-urocanico, l’acido cis-urocanico ha forti proprietà immunomodulanti. Questo metabolismo microbico limita la capacità dell’acido cis-urocanico di inibire le risposte immunitarie, il che significa che i batteri della pelle mettono a punto la risposta della nostra pelle ai raggi UV. I ricercatori sottolineano l’affascinante interazione tra filtri solari, acido cis-urocanico e microbioma, che competono tra loro nello e sullo strato corneo, lo strato più superficiale della pelle.
Approcci promettenti per la terapia e la prevenzione
Il co-ricercatore Marc Vocanson, PhD, Centre International de Recherche en Infectiologie, Lione, Francia, osserva che è la prima volta che gli scienziati dimostrano un legame metabolico diretto tra i raggi UV, una molecola derivata dall’ospite e il comportamento dei batteri che influenza la funzione immunitaria. Dato il crescente interesse per la ricerca sul microbioma e la medicina personalizzata, la comprensione di queste interazioni tra microbi e ospiti potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui guardiamo alla protezione solare, alle malattie immunitarie, al cancro della pelle o anche a trattamenti come la fototerapia.
Secondo il coautore Peter Wolf, MD, Dipartimento di Ricerca di Fotodermatologia, Università di Medicina di Graz, questi risultati aprono nuove possibilità per una protezione solare orientata al microbioma che non solo protegga la pelle dalle radiazioni UV, ma tenga anche conto di come i microbi residenti possano alterare il paesaggio immunitario dopo l’esposizione. In futuro, i trattamenti topici che modulano il metabolismo microbico potrebbero essere utilizzati per ridurre, mantenere o potenziare l’immunosoppressione indotta dai raggi UV, se clinicamente vantaggiosi, ad esempio nella fototerapia. Secondo la famosa esperta Anna Di Nardo, MD, PhD, dell’Università della California, San Diego, e dell’Istituto Dermatologico San Gallicano IRCCS, Roma, il ruolo recentemente scoperto del metabolismo microbico nella modulazione della tolleranza ai raggi UV sta cambiando la nostra comprensione della barriera cutanea – non solo come uno scudo protettivo strutturale, ma come un’interfaccia metabolicamente attiva e regolata da microbi. Data la crescente preoccupazione per l’esposizione ai raggi UV, l’invecchiamento cutaneo e il cancro, una comprensione più approfondita di questo asse offre approcci promettenti per la terapia e la prevenzione.