Международный коллектив ученых выяснил, каким образом некоторые кожные бактерии ингибируют иммуноподавляющий эффект фотопродукта ультрафиолетового излучения — цис-урокановой кислоты (цис-УКК).

Транс-урокановая кислота (транс-УКК) синтезируется клетками верхнего слоя кожи. Под воздействием средневолнового ультрафиолетового излучения (УФ-B) она превращается в цис-форму — цис-УКК. Эта форма обладает иммуномодулирующими свойствами. Чтобы изучить связь УФ и цис-УКК с кожной микробиотой, авторы провели эксперименты на мышах. Выбритый участок кожи у мыши на спине обрабатывали цис-УКК либо облучали УФ-B и затем изучали состав микробиоты, для чего секвенировали участки генов 16S рибосомной РНК бактерий.

Через 8 часов после обработки в обеих группах мышей сильно снижалось видовое разнообразие бактерий. Интересно, что эффекты обработки цис-УКК оказались временными, и показатели альфа- и бета-разнообразия вернулись к начальному уровню спустя 24 часа. Более детальный анализ выявил увеличение относительной численности 54 видов бактерий. У 9 видов изменения численности наблюдались как после обработки цис-УКК, так и после УФ-облучения.

Авторы статьи предположили, что увеличивается численность тех видов, которые способны использовать цис-УКК в качестве питательного субстрата. Некоторые бактерии имеют систему утилизации гистидина (Hut) — метаболический путь получения углерода и азота из органики, в которой фермент уроканаза превращает цис-УКК в 4-имидазол-5-пропионат. Исследователи провели поиск генов уроканазы hutU и ее ингибитора hutC в геномах идентифицированных бактерий. Действительно, они были обнаружены у большинства бактерий, показавших прирост численности после обработки цис-УКК. Чтобы выяснить, как кожный микробиом влияет на иммуномодулирующую функцию цис-УКК, ученые использовали мышиную модель контактной гиперчувствительности (реакции, схожей с аллергическим дерматитом) к химическому аллергену. Оказалось, что цис-УКК, подобно УФ-B, подавляет развитие аллергической реакции. Примечательно, что у мышей с удаленным кожным микробиомом (после обработки хлоргексидином) иммуносупрессивный эффект цис-УКК значительно усиливался, а также развивалась устойчивая толерантность к аллергену. Эти результаты подтверждают, что кожные бактерии могут ингибировать иммуноподавляющее действие цис-УКК.

Ключевую роль положительных по уроканазе бактерий в ослаблении цис-УКК-индуцированной иммуносупрессии установили с помощью мышиных моделей. Кожу мышей колонизировали Hut+ (S. epidermidis) или Hut- (C. singulare) бактериями. Оказалось, что заселение Hut+ бактериями нивелировало иммуноподавляющий эффект цис-УКК, в то время как Hut- бактерии такого эффекта не оказывали, и эти мыши даже становились толерантными к аллергену. Ингибирование уроканазы восстанавливало способность цис-УКК подавлять иммунный ответ у мышей, колонизированных Hut+ бактериями. Таким образом, иммуносупрессивное действие цис-УКК снижают бактерии кожи, имеющие фермент уроканазу и способные метаболизировать это вещество.

Полученные результаты открывают двери для разработки средств защиты от солнца, учитывающих особенности микробиома.

Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022202X25004051