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Dec 04, 2023

Disbiosi cutanea e biofilm di Cutibacterium acnes nelle lesioni infiammatorie dell'acne degli adolescenti

Scientific Reports volume 12,

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 21104 (2022) Citare questo articolo

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L’acne vulgaris è una malattia infiammatoria comune che colpisce oltre l’80% dei giovani adolescenti. Il Cutibacterium acnes svolge un ruolo nella patogenesi delle lesioni acneiche, sebbene i meccanismi siano poco conosciuti. Lo studio mirava a esplorare il microbioma in diversi siti cutanei nell’acne adolescenziale e il ruolo della produzione di biofilm nel promuovere la crescita e la persistenza degli isolati di C. acnes. L’analisi del microbiota ha mostrato una diversità alfa significativamente inferiore nelle lesioni infiammatorie (LA) rispetto alle lesioni non infiammatorie (NI) di pazienti affetti da acne e soggetti sani (HS). Le differenze a livello di specie erano determinate dalla sovrabbondanza di C. acnes su LA rispetto a NI e HS. Il filotipo IA1 era più rappresentato nella pelle dei pazienti affetti da acne che nell'HS. I geni coinvolti nel trasporto e nel metabolismo dei lipidi, nonché potenziali fattori di virulenza associati alla colonizzazione del tessuto ospite, sono stati rilevati in tutti i ceppi IA1 indipendentemente dal sito di isolamento. Inoltre, gli isolati IA1 erano più efficienti nell’adesione precoce e nella produzione di biomassa rispetto ad altri filotipi, mostrando un aumento significativo della tolleranza agli antibiotici. Nel complesso, i nostri dati indicano che la disbiosi sito-specifica in LA e la colonizzazione da parte di filotipi virulenti e altamente tolleranti di C. acnes possono contribuire allo sviluppo dell’acne in una parte della popolazione, nonostante la diffusione universale del microrganismo. Inoltre, nuovi agenti antimicrobici, mirati specificamente al C. acnes che forma biofilm, possono rappresentare potenziali trattamenti per modulare il microbiota cutaneo nell’acne.

L'acne vulgaris è una malattia infiammatoria cronica della pelle dell'unità pilosebacea, che colpisce il 67-95% degli adolescenti in tutto il mondo1,2,3. Negli adulti, la sua prevalenza e incidenza sono aumentate, soprattutto tra le donne4,5,6. L'impatto psicologico dell'acne è sostanziale e ha un impatto negativo sulla qualità della vita7,8. L'acne è caratterizzata da un aumento della produzione di sebo, che porta alla formazione di comedoni non infiammatori (NI) e lesioni infiammatorie (LA) come papule, pustole o noduli, principalmente sul viso, sulla schiena e sul torace9. L'eziologia è associata a cambiamenti nella produzione di sebo sotto controllo androgenico, a un processo di cheratinizzazione alterato e a un aumento del rilascio di mediatori dell'infiammazione10,11,12,13. La disbiosi e la colonizzazione follicolare da parte del Cutibacterium acnes sono state collegate alla fisiopatologia dell'acne infiammatoria14,15. Tuttavia, il ruolo di C. acne rimane poco chiaro a causa della sua distribuzione ubiquitaria sia nelle aree sebacee della pelle sana che nelle lesioni infiammatorie dell'acne e della sua densità altamente variabile nella pelle di diversi individui15. Sebbene generalmente considerato un batterio a bassa virulenza e un commensale della pelle umana, C. acnes può essere considerato un patogeno opportunistico associato a infezioni invasive della pelle e dei tessuti molli e infezioni associate all'impianto16,17,18. Infatti, C. acnes, producendo molteplici fattori di virulenza come lipasi, proteasi e i fattori Christine Atkins Munch-Petersen (CAMP), può innescare infiammazioni e danni ai tessuti ospiti19,20,21,22,23,24. Inoltre, la proliferazione di C. acnes nell'unità pilosebacea può indurre la sovraregolazione di diverse citochine proinfiammatorie da parte di cheratinociti, sebociti o cellule mononucleari del sangue periferico25,26,27,28. I ceppi di C. acnes sono classificati nei sei filotipi IA1, IA2, IB, IC, II e III, correlati con una distribuzione corporea variabile, condizioni cliniche, profilo di sensibilità antimicrobica e proprietà infiammatorie29,30,31,32. C. acnes IA1 è il filotipo predominante isolato nell'acne da moderata a grave. Al contrario, i filotipi IB, II e III sono più comunemente isolati dai tessuti molli e dalle infezioni degli impianti medici33,34,35. In particolare, gli isolati IA1 mostrano un profilo più virulento, inclusa una maggiore produzione di β-defensina 2 da cheratinociti in coltura e livelli di attività della lipasi più elevati rispetto ad altri filotipi associati alla pelle sana36,37. Queste osservazioni suggeriscono che l'apparente perdita di diversità filotipica nei pazienti affetti da acne e la dominanza di ceppi virulenti IA1 possono riflettere uno spostamento disbiotico all'interno di un follicolo legato a cambiamenti microambientali38. In particolare, la produzione di biofilm è stata collegata a specifici filotipi di C. acnes, suggerendo così una possibile associazione con la colonizzazione cronica dell'unità pilosebacea osservata nei pazienti affetti da acne39,40,41,42. Lavori precedenti hanno dimostrato che C. acnes forma biofilm nei follicoli dei pazienti affetti da acne43, suggerendo che questa condizione può portare a uno squilibrio omeostatico del microbiota15. Infatti, la persistenza batterica cronica e la recidiva in seguito alla terapia antibiotica sono fortemente indicative di colonizzazione correlata al biofilm44. Sebbene il biofilm sia considerato un fattore primario che garantisce la persistenza di C. acnes durante il trattamento antibiotico dell'acne 45, i fattori che promuovono l'adesione precoce dei batteri e la formazione di biofilm non sono stati ancora identificati46. Questo studio ha analizzato il processo di colonizzazione da C. acnes e la sua relazione con il microbiota cutaneo in pazienti con acne grave provenienti da NI e LA e soggetti sani (HS). Inoltre, utilizzando un approccio metagenomico, abbiamo caratterizzato il background genetico e la produzione di biofilm filotipo-dipendente degli isolati di C. acnes per quanto riguarda la dinamica dell'adesione precoce, la quantità complessiva di biomassa del biofilm e la morfologia. Infine, abbiamo anche studiato il contributo del biofilm alla tolleranza agli antibiotici degli isolati di C. acnes.