| Die Haut des Menschen fungiert nicht nur als physikalische Barriere gegen das Eintreten von pathogenen Keimen, sondern beherbergt auch unzählige kommensale Organismen, das Hautmikrobiom. Das Immunsystem und die Zellen der Haut interagieren ständig mit Mikroben, um trotz verschiedener Umwelteinflüsse einen Gleichgewichtszustand aufrecht zu erhalten. Ein wichtiger Umweltfaktor mit großem Einfluss auf die Haut ist die Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) der Sonne. UV-Strahlung hat einen direkten Effekt auf Zellen und Moleküle in der Haut und kann so die Produktion und Freisetzung antimikrobieller Peptide (AMP) auslösen, das angeborene Immunsystem beeinflussen und schließlich die adaptive zelluläre Immunantwort unterdrücken. Die Rolle des Hautmikrobioms wurde jedoch bisher bei der UV-induzierten Immunsuppression außer Acht gelassen.
Diese Arbeit befasste sich mit der Frage der mikrobiellen Beteiligung bei UV-induzierter Immunsuppression unter Verwendung des Standardmodells der Kontakthypersensibilität in Gegenwart oder Abwesenheit des Mikrobioms (in keimfreien bzw. desinfizierten Mäusen) und zeigte, dass das Mikrobiom die UV-induzierte Immunsuppression inhibiert. Darüber hinaus zeigte eine Analyse des Transkriptoms (an 24 Stunden nach Bestrahlung gewonnenen Proben) eine differentielle Regulation vieler Gene in Gegenwart oder Abwesenheit des Mikrobioms, einschließlich einer vorherrschenden Expression an entzündungsfördernden Zytokinen gegenüber immunsuppressiven Zytokinen. Bei der 16s rRNA-Sequenzierung stellte sich heraus, dass UV-Exposition tatsächlich Auswirkungen auf Mikroorganismen der Haut hat. Darüber hinaus war die durch UV-Einwirkung auf die Haut hervorgerufene Isomerisierung von Urocainsäure von der trans- zur cis-Form (die letztere als starker Immunsuppressor bekannt) mit Änderungen an der mikrobiellen Besiedelung verbunden. Die Arbeit bestätigte auch, dass die Einwirkung von UV-Strahlung eine Dysfunktion der epidermalen Barriere verursachte (gemessen mittels transepidermalen Wasserverlustes), was möglicherweise Mikroben oder mikrobiellen Antigenen das Durchdringen der Haut ermöglichen könnte.
Diese Ergebnisse sind auch für ein besseres Verständnis der Pathophysiologie der polymorphen Lichtdermatose (PLD) bedeutsam, deren primärer Auslöser bisher noch nicht bekannt ist. Laut unserer Hypothese könnte PLD durch Faktoren getriggert werden, die aus UV-induzierten Schädigungen der mirkobiellen Kolonien entstehen. Solche Signale könnten erzeugt werden, da UV-Strahlung Stress auf mikrobielle Kolonien der Haut ausübt. Dies könnte in weiterer Folge zur Verschlimmerung von Entzündungsreaktionen durch Induktion des angeborenen Immunsystems durch antimikrobielle Peptide (AMPs) wie Psoriasin, RNase7, HBD-2 und LL-37 führen. Diese AMPs können sich aktiv an der Initiierung einer adaptiven Immunantwort beteiligen. Eine abnormale Expression von AMPs wurde bereits mit Hauterkrankungen wie atopischer Dermatitis (AD) und Psoriasis in Verbindung gebracht. Das AMP-Profil von PLD-Hautproben wurde untersucht und mit jenem von gesunder Haut, AD und Psoriasis verglichen. Im Vergleich zu gesunder Haut wiesen PLD-Läsionen eine erhöhte Expression an Psoriasin und RNase7 (beide hauptsächlich in Stratum granulosum der Epidermis), HBD-2 (im zellulären Infiltrat in der Dermis) und LL-37 (hauptsächlich in und um Blutgefäße und Drüsen) auf. Ein ähnliches Expressionsprofil findet man in psoriatischer Haut; jenes von AD ist jedoch anders (wenig bis fehlende Expression von Psoriasin, RNase7, HBD-2 und LL-37). Des Weiteren fanden wir eine verminderte Expression von HBD-3 in PLD, verglichen mit einer sehr hohen Expression in Epidermis und Dermis von AD und Psoriasis.
Die Rolle des Hautmikrobioms bei UV-induzierter Immunmodulation und das einzigartige Profil differentiell exprimierter AMPs bei PLD könnte in der Pathophysiologie der Erkrankung entscheidend sein.
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