Das Immunsystem muss lernen, schon früh im Leben zu tolerieren, die Bakterien, die normalerweise bevölkern, die gesunde Haut, während immer noch die Abwehr gefährlicher „bugs“, aber wie Immunzellen machen diese Unterscheidung hat lange ein Geheimnis gewesen.
In einer Studie mit Jungen Mäusen, UC San Francisco Wissenschaftler fanden heraus, dass eine early-life-Fenster von immun-Toleranz zur Verfügung, um eine normalerweise Harmlose Bakterien-Spezies fest geschlossen ist, zum anderen, oft pathogenen Spezies—eine, die ist eine führende Ursache von Medikamenten-resistenten Infektionen der Haut und in den USA und gelegentliche Quelle von „flesh-eating“ – Nekrose.
Diese charakteristischen Immunantwort unterstützen die säugetier-die symbiotische Beziehung mit der normalen Haut Mikroben, während die Aufrechterhaltung der Verteidigung bei der ersten und der anschließenden Exposition für mögliche schlechte Schauspieler. Die weitere Erforschung der biologischen Mechanismen, die in der Einrichtung in der frühen kindheit Immunreaktionen der Haut Bakterien können führen zu neuen Strategien für die Bekämpfung von chronischen Haut-Infektion und Entzündung, sagen die Forscher.
„Es ist schon lange klar, dass in der kindheit unserer sich entwickelnden Immunsystem lernen, zu erkennen, unsere eigenen Zellen und zu unterlassen, Sie anzugreifen, aber es ist immer noch erstaunlich schlecht verstanden, wie unterscheiden wir die guten bugs aus bad bugs“, sagte Tiffany Scharschmidt, MD, ein außerordentlicher professor in der Abteilung der Dermatologie an der UCSF, Mitglied der UCSF Benioff-Mitte für Microbiome Medizin und UCSF Bakar ImmunoX-Initiative und principal investigator für die Studie, veröffentlicht online November 26, 2019 in Cell Host & Mikrobe.
Die Forschung befasst Geheimnis von Immun-Toleranz
Die Haut ist nicht nur Hülle war; es ist eine vollwertige, multi-layered Orgel Wiegen mehrere Pfund, dient als entscheidende physikalische Barriere gegen lebensbedrohliche Bakterien und anderen Krankheitserregern. Darüber hinaus werden die Zellen des Immunsystems sind reichlich in der Haut und zusammen arbeiten zu erkennen und zu attackieren Mikroben, die eine Bedrohung darstellen können.
Doch das Immunsystem hat auch Mechanismen, die eine Entwicklung zu ermöglichen, ein normales, gesundes Gemeinschaft von Haut Mikroben. Das Haut microbiome besteht aus Hunderten von verschiedenen bakteriellen Spezies und variiert in der Zusammensetzung zwischen Einzelpersonen und sogar zwischen verschiedenen teilen der jede person, die Haut. Viele dieser Bewohner bakterielle Spezies sind gedacht, um zu dienen, hilfreich Rollen in der Gesundheit der Haut. Sie erlauben zum Beispiel eine antibakterielle Moleküle, dienen als Chemische Verteidigung gegen bedrohlicher Arten, die wir stoßen könnten—sagen wir, auf eine schmutzige Türklinke.
In einer früheren Studie, Scharschmidt arbeitete mit Staphylococcus epidermidis ist einer der häufigsten Bakterien auf der gesunden menschlichen Haut. S. epidermidis ist vermutlich weitgehend von Vorteil, aber in seltenen Situationen, wie Infektionen von implantierten medizinischen Geräten, Sie handeln können als schädliche Erreger.
Diese frühere Arbeit zeigte sich, dass die Exposition gegenüber diesen gesunden Bakterien, wie ein neugeborenes led-immun-Toleranz: Begrenzung der Entzündung der Haut bei nachfolgenden Begegnungen mit dieser Spezies. Im Gegensatz dazu verzögern der anfänglichen Exposition von S. epidermidis erst später im Leben zu einer entzündlichen Immunantwort auf die Bakterien. Die Forscher fanden heraus, dass diese frühen Fenster für Toleranz wurde unterstützt durch eine Klasse von Immunzellen, sogenannte regulatorische T-Zellen (Tregs), die schon lange bekannt, eine Rolle in der Aufrechterhaltung der Toleranz gegen Proteine, die von unserem eigenen Körper und in der Verhinderung von Autoimmun-Krankheiten.
Sie fanden heraus, dass Tregs angereichert wurden bei Neugeborenen Haut im Vergleich zur Haut von Erwachsenen, was darauf hindeutet, dass das Immunsystem lernen konnte, die bakteriellen Spezies sind „normal“ und damit wahrscheinlich gesunde basierend auf die Arten Tregs Begegnung unmittelbar nach der Geburt.
Aber diese Hypothese stellte ein Rätsel: Wenn ein neugeborenes ausgesetzt ist, pathogene Bakterien, würde Ihr Immunsystem ausgetrickst werden, begrüßen diese gefährlichen Eindringlinge mit offenen Armen? „Wir fragten uns, ob dieser Mechanismus war eine Achilles-Ferse des Systems, würde auch erlauben, die Toleranz gegenüber pathogenen Bakterien als Folge der Exposition während der frühen Leben,“ Scharschmidt sagte—eine Frage, die led die neue Studie.
Erkenntnisse Informieren Konnten Behandlungen für Chronische Hauterkrankung, die
Scharschmidt und Ihrem Labor-team haben nun festgestellt, dass in der frühen kindheit Exposition gegenüber einer multi-drug-resistenter Stamm von Staphylococcus aureus die häufigste Ursache von Haut-Infektionen in den USA eine häufige aggravator von Ekzemen, und eine seltene Quelle von „flesh-eating“ nekrotisierende fasciitis—nicht in der immun-Toleranz gegenüber dem Erreger. Das Immunsystem ist noch in der Lage, zu reagieren energisch auf später Exposition, um die gleiche Belastung, die Sie entdeckt.
„Eher, als dass Sie bloß unreif, das Immunsystem im frühen Leben hat Besondere Merkmale und Fähigkeiten, einschließlich der Fähigkeit zu akzeptieren Kommensale Bakterien als Teil einer breiteren self,“ Scharschmidt sagte. „In dieser Studie haben wir gezeigt, dass diese Toleranz ist nicht wahllos erweitert, um alle Bakterien aufgetreten, während diese frühe, sondern eher, dass das Immunsystem schon sehr früh unterscheiden können Kommensale Bakterien, Krankheitserreger und machen grundlegend divergierende Antworten mit wichtigen, langfristigen Konsequenzen.“
So was machten den Unterschied in der frühen kindheit Antworten auf die Kommensale gegenüber dem pathogenen Bakterium? Die Forscher entdeckten, dass ein bestimmtes toxin hergestellt durch S. aureus spielt eine Rolle bei der Verhinderung von Toleranz und Aufrechterhaltung des Immunsystems und seiner Wachsamkeit.
Postdoc-Forscher John Leech, Ph. D., der durchgeführt die meisten Experimente und ersten Autor von der „Cell Host & Mikroben – Studie, stellt fest, dass S. aureus lässt eine ganze Reihe von Giftstoffen, die zerstören können host-Gewebe oder zu unterbrechen normalen Immunreaktionen. Aber er entdeckt, dass ein bestimmtes Molekül, das sogenannte alpha-toxin, erlaubt das Immunsystem zu erkennen S. aureus als eine Bedrohung, die während der frühen Leben Exposition.
„Alpha-toxin ist der Auslöser, dass ermöglicht es dem Immunsystem, um zu sagen, ‚Du bist nicht einer von uns'“ Leech gesagt. „Das Immunsystem erkennt pathogene Belastung, wie einer, der gefährlich ist, und später im Leben kann es immer noch mount eine robuste Immunantwort gegen Sie.“
Die Forscher fanden heraus, dass alpha-toxin verhindert Toleranz durch auslösen der Immunzellen in der Haut zu nehmen, die biochemischen Schritte, durch eine „alarmin Weg“ führt zur Sekretion des Moleküls IL-1-beta. Dies wiederum führte zu einer Spezies-spezifischen memory-Antwort mit weniger Tregs und stattdessen mehr Immunzellen bereit, zu verteidigen gegen S. aureus im späteren Leben.
„Ich bin zuversichtlich, dass das lernen, wie das Immunsystem entsprechend erkennt und reagiert auf gute bugs versus „bad bugs“) helfen uns, besser zu verstehen, warum bestimmte Personen besonders anfällig für die Infektion, oder, wie chronisch-entzündlichen Erkrankungen der Haut sind offenbar noch verschärft durch die Anwesenheit von in der Regel gut verträglich Bakterien,“ Scharschmidt sagte.