Mikrobiom skóry dziecka

Drobnoustroje są wszechobecne w życiu człowieka i pełnią ważną rolę, przyczyniając się do dostarczania składników odżywczych. Różnorodność, powszechność oraz trwałość szczególnie bakterii obecnych w organizmie człowieka jest wyjątkowa i nie do odtworzenia w żadnym laboratorium. Tworzą one złożone zbiorowiska, zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz organizmu ludzkiego. 
Sprawą sporną pozostaje znaczenie mikroorganizmów jako patogenów czy organizmów komensalnych, a ostatnie badania wykazały, że bytując wewnątrz lub na powierzchni naszego ciała, wchodzą one w bardzo złożone i kompleksowe zależności. 
Drobnoustroje pełnią zaawansowaną rolę jako aktywne i bezpośrednio oddziałujące na nasze funkcje życiowe organizmy, gdyż człowiek oraz jego mikroorganizmy pozostają nierozłączni. 
Istnieją cztery główne mikrobiomy – jelit, pochwy, jamy ustnej oraz skóry [1].

Mikrobiom skóry dziecka

Poprzez pojęcie mikrobiom należy rozumieć złożony ekosystem, w skład którego wchodzą bakterie, grzyby, wirusy oraz ich genomy. Komensalne mikroorganizmy w obrębie skóry znajdują się w naskórku, skórze właściwej oraz przydatkach skóry, tworząc dodatkową „tarczę obronną” organizmu gospodarza. Najliczniejszą grupę stanowią bakterie, reprezentacja grzybów (głównie Malessezia spp.) i wirusów (np. Cirocoviridae czy Polyomaviridae) jest marginalna. Środowisko skóry nie stwarza dogodnych warunków bytowych dla mikroorganizmów – jest chłodne, kwasowe, słone, ubogie w składniki odżywcze, obecne są w nim różne peptydy przeciwdrobnoustrojowe, a mimo to mikrobiom skóry charakteryzuje się ogromnym potencjałem witalnym. 
Mikrobiom jest podatny na czynniki środowiskowe, zmienia się w czasie, ma duży wpływ na odporność organizmu, a przede wszystkim zapobiega inwazji obcych patogenów – więc należy robić wszystko, aby utrzymać go w równowadze. 
Człowiek posiada specyficzny dla swojego gatunku mikrobiom, gdzie główną różnicą w porównaniu z pozostałymi ssakami jest obecność takich bakterii jak S. epidermidis, Corynebacterium i P. acnes – związane jest to między innymi z warunkami mieszkalnymi, myciem skóry detergentami czy noszeniem ubrań. Każdy typ skóry ma specyficzny zestaw mikroorganizmów, co bezpośrednio wiąże się z predyspozycją do występowania różnych chorób, np. atopowego zapalenia skóry [2, 3, 4].
Kolonizacja dziecięcej skóry rozpoczyna się już w macicy, a na jej proces mają wpływ różne czynniki, takie jak mikrobiota bakteryjna matki, czas pęknięcia wód płodowych i mechanizm przyjścia na świat, szeroko pojęta genetyka, środowisko otaczające po porodzie czy charakter procedur medycznych, jakim dziecko zostało poddane tuż po urodzeniu. 
Skóra noworodka doświadcza wielu zmian strukturalnych oraz funkcjonalnych (zmiany pH, przeznaskórkowa utrata wody), które wpływają na dalsze kształtowanie się mikrobiomu. W przypadku dzieci urodzonych przedwcześnie skóra jest niedojrzała i uboga w ochronną warstwę kolczystą naskórka, a dominującymi na niej patogenami są Staphylococci, Enterococci, Enterobacteriaceae, Pseudomonadales i Candida. Czynniki takie jak antybiotykoterapia, intubacja czy ograniczony kontakt skóra-skóra z rodzicami sprawiają, że mikrobiota wcześniaków różni się znacznie w stosunku do mikroorganizmów bytujących na skórze dzieci urodzonych o czasie [5, 6].
Nie bez znaczenia jest również sposób, w jaki dzieci przychodzą na świat. W pierwszych dniach po porodzie noworodki urodzone przez cięcie cesarskie częściej skolonizowane są przez Staphylococcus i Streptococcus, a dzieci urodzone siłami natury przez zasiedlające pochwę Lactobacillus i C. albicans. Uważa się, że zabieg cięcia cesarskiego zaburza naturalny proces kolonizacji nie tylko skóry, ale także jelit (zwiększając liczbę bakterii z rodzaju Staphylococcus i Clostridium – patogeny oportunistyczne) oraz podnosi ryzyko wystąpienia chorób takich jak astma, atopowe zapalenie skóry czy otyłość.
Liczne badania wykazały, iż skład mikrobiomu skóry często jest indywidualny i zależy od miejsca na ciele, wieku oraz stanu ogólnego człowieka. Cechy lokalne warunkuje mikrośrodowisko panujące w poszczególnych obszarach skóry – przykładowo, na twarzy często występuje łojotok, a w okolicy dołu łokciowego skóra najczęściej jest sucha. W przypadku osób dorosłych okolice łojotokowe zdominowane są głównie przez Cutibacteria spp. (Propionibacteria), Staphylococci spp., B-proteobacteria oraz Corynebacteria spp., a obszary suche przez Cutibacteria spp., B-proteobacteria, Corynebacteria spp. oraz Flavobacteriales. 
Skład mikrobioty dziecięcej różni się znacznie w porównaniu z mikrobiotą osób dorosłych; w miarę wzrostu i dojrzewania dziecka zmniejsza się liczba Staphylococcus i Streptococcus, a wraz z okresem dojrzewania, w wyniku funkcjonowania gruczołów łojowych i apokrynowych pojawia się Cutibactterium acnes, a następnie pozostałe bakterie [5, 7, 8].

Mikrobiom a choroby zapalne skóry 

Skład mikrobioty skóry wpływa na różne szlaki prozapalne, przez co przyczynia się do powstawania procesów chorobowych. Zwraca się uwagę na to, że manipulacja w obrębie mikrobioty mogłaby posłużyć do stworzenia nowych linii leczenia, lecz dotychczas stosowane próby izolacji większości mikroorganizmów nie powiodły się – najprawdopodobniej z uwagi na swoiste cechy mikrośrodowiska, w którym bytują drobnoustroje.
Ludzki mikrobiom znajduje się w interakcji ze swoim gospodarzem poprzez wydzielanie metabolitów, informując w ten sposób układ odpornościowy o stanie kolonizacji. Wszelkie zmiany w składzie mikrobioty mogą zaburzać funkcję układu odpornościowego, prowadząc do wystąpienia chorób zapalnych. Zmiany te mogą pojawić się w przebiegu predyspozycji genetycznej, infekcji, zmian w sposobie odżywiania czy antybiotykoterapii, skutkując anormalnym pobudzeniem komórek odpornościowych. Pobudzone komórki zaburzają funkcjonowanie bariery skórno-naskórkowej, przez co następuje rozregulowanie odpowiedzi odpornościowej w stosunku do organizmów komensalnych, zmiana składu mikrobioty na prozapalną, a ostatecznie – zapalenie i zachorowanie. Warto wspomnieć, iż relatywnie niedawno odkryto synergistyczne działanie mikrobiomu skóry oraz jelit, co może mieć duże znaczenie zarówno w występowaniu chorób zapalnych, jak i ochronie przed nimi, lecz ten obszar poszukiwań wymaga dalszych badań [8, 9].
Atopowe zapalenie skóry jest przykładem alergicznej choroby zapalnej, która dotyka około 20% populacji dziecięcej. Charakteryzuje się przewlekłym i nawrotowym przebiegiem. W obrazie klinicznym dominuje świąd, obecność zmian rumieniowo-złuszczających oraz uogólniona suchość skóry. Obecnie jako trzy główne czynniki biorące udział w patofizjologii atopowego zapalenia skóry (AZS) wymienia się uszkodzenie funkcji bariery skórno-naskórkowej, nieprawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego skóry oraz zaburzenia w składzie mikrobioty bakteryjnej (o większym znaczeniu, niż dotychczas myślano). 
Na szczególną uwagę zasługuje Staphylococcus aureus, który jest ściśle powiązany z zachwianiem równowagi mikrobiomu skóry oraz stopniem nasilenia zmian skórnych u pacjentów z wypryskiem atopowym – aż w 90% zmiany zapalne skolonizowane są przez ten patogen. 
S. aureus jest dobrze znaną, gram dodatnią bakterią, której biofilm odpowiada za zaostrzenie przebiegu atopowego zapalenia skóry poprzez indukcję czynników prozapalnych. Dodatkowo produkuje on wiele czynników zjadliwych, takich jak toksyny czy enzymy, przyczyniające się do dysfunkcji bariery skórno-naskórkowej. Ostatecznie, poprzez inwazję przezskórną może spowodować bakteriemię, a nawet sepsę. Obfitość kolonii Staphylococcus, a także Corybebacterium spp. znacznie rośnie u pacjentów nieleczonych w trakcie zaostrzenia objawów chorobowych, a jednocześnie obserwuje się spadek liczby Propionibacterium czy Acinetobacter. 
Kolejną bakterią o szczególnym znaczeniu w chorobach skóry jest S. epidermidis, który kolonizując skórę, powoduje ekspresję IL-1α oraz jednoczasowo hamuje ekspresję antagonisty dla receptora IL-1, a tym samym wyzwala produkcję IL-17 A oraz INN-γ przez rezydujące w skórze limfocyty Tγδ. Produkcja tych czynników uruchamia zwrotnie ochronę odpornościową przeciwko inwazyjnym patogenom, takim jak np. Leishmania major. IL-17 także reguluje ochronę immunologiczną przeciwko S. aureus i grzybiczym infekcjom skóry. 
Komesalna forma S. epidermidis wydziela endopeptydową glutamyloproteazę serynową, która hamuje białka S. aureus wykorzystywane do produkcji jego biofilmu. Staphylococcus epidermidis poprzez wytwarzanie bakteriocyn hamuje dodatkowo komunikację międzykomórkową innych bakterii oraz aktywuje wrodzoną odpowiedź odpornościową keratynocytów.
Potencjalne korzyści terapeutyczne wynikające z ewentualnej modulacji w obrębie mikrobiomu skóry w kontekście AZS nie zostały jeszcze szczegółowo zbadane. Ostatnio pojawiło się doniesienie (testy przeprowadzone na myszach), że leczenie kultywowanymi bakteriami gram-ujemnymi pobranymi od grupy zdrowych osobników, skutkowało wzmocnieniem bariery skórno-naskórkowej, aktywacją wrodzonego układu odpornościowego oraz zapanowaniem nad populacją S. aureus. Niesie to nadzieje na stworzenie w przyszłości skutecznej terapii dla pacjentów z AZS [9, 10, 11, 12, 13].

Podsumowanie

Ludzki mikrobiom jest ogromnym ekosystemem, o którym wiedza jest stale pogłębiana zarówno o dotychczas poznane, jak i nowe gatunki mikroorganizmów. Każdy z czterech głównych mikrobiomów człowieka posiada specyficzny dla siebie zestaw mikroorganizmów, które same lub wraz z zachodzącymi między nimi interakcjami zostają poddane działaniom różnych czynników zewnętrznych oraz wewnętrznych. Ich zestaw jest kwestią osobniczą. Kompleksowość oraz różnorodność mikrobiomu inspiruje naukowców do prowadzenia badań, które pozwolą wyjaśnić znacznie jego prozdrowotnego wpływu na człowieka.
Istnieją znaczne różnice pomiędzy mikrobiomem dzieci i osób dorosłych, co daje możliwości modyfikacji leczenia nie tylko chorób skóry, ale też wpływu mikrobiomu na pozostałe układy i narządy. Proces „dojrzewania” składu mikrobioty dziecięcej jest istotny w kontekście przyszłego leczenia chorób skóry u dzieci. Mikrobiom dzieci zarówno tych urodzonych przedwcześnie, jaki i o czasie, wykazuje różnorodność w stosunku do poszczególnych przypadków, lokalizacji oraz etapów rozwoju. Dogłębne poznanie mikrobiomu skóry zmodyfikuje istniejące metody terapeutyczne chorób zapalnych skóry dzieci i dorosłych.

PIŚMIENNICTWO:

1. Wong T.Y. Smog induces oxidative stress and microbiota disruption. Journal of food and drug analysis 2017; 25:235–244.
2. Stefanovic N., Flohr C., Irvine AD. The exposome in atopic dermatitis.. Allergy. 2020;75:63–7. 
3. Chowdhury S., Fong S.S. Computational Modeling of the Human Microbiome. Microorganisms 2020; 8:197.
4. Nguyen A.V., Soulika A.M. The Dynamics of the Skin’s Immune System. J. Mol. Sci. 2019; 20:1811.
5. Underwood M.A., Sohn K. The Microbiota of the Extremely Preterm Infant. Clin Perinatol. 2017; 44(2): 407–427.
6. Younge N.E., Araújo-Pérez F., Brandon D. et al. Early-life skin microbiota in hospitalized preterm and full-term infants. Microbiome 2018; 6:98.
7. Schneider A.M., Nelson A.M. Skin microbiota: Friend or foe in pediatric skin health and skin disease. Pediatric Dermatology. 2019; 36:815–822.
8. Balato A., Cacciapuoti S., Di Caprio R. et al. Human Microbiome: Composition and Role in In ammatory Skin Diseases. Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis 2019; 67:1–18. 
9. Musso P., Chiappini E., Bernardini R. Human Microbiome and Allergic Diseases in Children: Pathogenetic Role and Therapeutic Options. Current Pediatric Reviews, 2019, Vol. 15, No.0.
10. Powers C.E., Mcshane D.B., Gilligan P.H. et al. Microbiome and pediatric atopic dermatitis. Journal of Dermatology 2015; 42:1137–1142 .
11. Yamazaki Y., Nakamura Y., Núnez G. Role of the microbiota in skin immunity and atopic dermatitis. Allergology International 2017; 66: 539–544.
12. Yu Y., Dunaway S., Champer J. et al. Changing our microbiome: probiotics in dermatology. British Journal of Dermatology 2020; 182: 39–46. 
13. Prescott S.L., Larcombe D.-L., Logan A.C. et al. The skin microbiome: impact of modern environments on skin ecology, barrier integrity, and systemic immune programming. World Allergy Organization Journal 2017; 10:29.