La pelle ospita un vasto ecosistema composto da milioni di microrganismi, tra cui batteri, funghi e virus. La composizione del microbioma cutaneo è altamente individuale, complessa e varia significativamente a seconda della zona anatomica. I microbi commensali, noti anche come microbiota normale o indigeno, che vivono in una relazione benefica o neutra senza causare danni, adattano il loro metabolismo alle risorse disponibili nel loro microambiente, nutrendosi delle sostanze nutritive della nostra pelle e producendo diverse molecole che influenzano il loro ambiente e interagiscono con le nostre cellule cutanee.
Il ricercatore principale VijayKumar Patra, PhD, del Centre International de Recherche en Infectiologie di Lione, Francia, e della Research Unit for Photodermatology della Medical University of Graz, Austria, spiega: "Fino ad oggi, sono stati identificati molti fattori interni ed esterni che influenzano la composizione del microbioma cutaneo. Questi includono vari parametri individuali come etnia, sesso, età, livelli ormonali, dieta e igiene, ma anche fattori ambientali e gli effetti dell'occupazione, dell'inquinamento e del clima hanno un impatto significativo. Sappiamo da tempo che le radiazioni UV modulano le risposte immunitarie dirette contro gli antigeni ambientali sulla superficie della pelle e, più recentemente, che anche il microbioma cutaneo svolge un ruolo nella regolazione di queste risposte. Ciò che ci ha incuriosito è stata l'idea che alcuni microbi potessero essere attivamente coinvolti o addirittura interferire con gli effetti dei raggi UV. L'intersezione tra il metabolismo microbico e l'immunità dell'ospite è diventata il fulcro della nostra indagine."
I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di sequenziamento del microbioma, test immunologici, colture in vitro e modelli murini gnotobiotici, in cui tutti i microrganismi presenti sono definiti, per studiare come i batteri della pelle reagiscono alle radiazioni UVB, il tipo di radiazione UV che tipicamente causa scottature. Hanno scoperto che specifici batteri cutanei metabolizzano in modo particolare l'acido cis-urocanico, un fotoprodotto di un importante cromoforo assorbitore di UV dello strato corneo, l'acido trans-urocanico, utilizzando un enzima chiamato urocanasi. Rispetto all'acido trans-urocanico, l'acido cis-urocanico possiede potenti proprietà immunomodulatorie. Questo metabolismo microbico limita quindi la capacità dell'acido cis-urocanico di inibire le risposte immunitarie, il che significa che i batteri della pelle regolano con precisione la risposta della nostra pelle alle radiazioni UV.
I ricercatori sottolineano l'affascinante interazione tra filtri solari, acido cis-urocanico e il microbioma, che competono tra loro nello e sullo strato corneo, lo strato più superficiale della pelle.
Il co-investigatore Marc Vocanson, PhD, del Centre International de Recherche en Infectiologie di Lione, Francia, osserva: "Questa è la prima volta che dimostriamo un legame metabolico diretto tra le radiazioni UV, una molecola derivata dall'ospite e il comportamento batterico che influenza la funzione immunitaria. Con il crescente interesse sia per la ricerca sul microbioma che per la medicina personalizzata, comprendere queste interazioni tra microbi e ospite potrebbe ridefinire il modo in cui pensiamo alla protezione solare, alle malattie immunitarie, al cancro della pelle o persino a trattamenti come la fototerapia."
Il co-investigatore Peter Wolf, MD, della Research Unit for Photodermatology della Medical University of Graz, Austria, conclude: "Questi risultati aprono le porte a una protezione solare consapevole del microbioma, in cui non solo proteggiamo la pelle dalle radiazioni UV, ma consideriamo anche come i microbi residenti possono alterare il panorama immunitario dopo l'esposizione. 1 In futuro, trattamenti topici che modulano il metabolismo microbico potrebbero essere utilizzati per minimizzare, mantenere o migliorare l'immunosoppressione indotta dai raggi UV quando clinicamente vantaggioso, come nel caso della fototerapia."
Commentando i risultati, un'esperta di spicco nel settore, Anna Di Nardo, MD, PhD, dell'University of California San Diego e del San Gallicano Dermatological Institute IRCCS di Roma, afferma: "Questo studio fondamentale dimostra che le comunità microbiche non sono vittime passive dello stress ambientale, ma regolatori dinamici delle risposte immunitarie, capaci di metabolizzare prodotti cutanei indotti dai raggi UV come l'acido cis-urocanico. Questo ruolo appena scoperto del metabolismo microbico nella modulazione della tolleranza ai raggi UV rimodella la nostra comprensione della barriera cutanea: non solo come uno scudo strutturale, ma come un'interfaccia metabolicamente attiva e regolata microbicamente. Con la crescente preoccupazione per l'esposizione ai raggi UV, l'invecchiamento della pelle e il cancro, una comprensione più approfondita di questo asse offre promettenti vie per la terapia e la prevenzione."
