Может ли кожа раскрыть новые подсказки о старении и хрупкости?

Когда дело доходит до старения кожи, ученые думают не только о морщинах. Они думают об органе, содержащем множество микробов, иммунных клеток, структурных белков и химических сигналов, которые постоянно взаимодействуют друг с другом.

Один из таких ученых — Сасан Джалили, биомедицинский инженер и иммунолог из The Jackson Laboratory (JAX), который исследует способы изучения сложных биологических взаимодействий в коже. По его словам, идея заключается в лучшем понимании физиологического упадка, сопровождающего старение, помимо количества прожитых лет — и в выявлении новых идей о возможных способах укрепления здорового старения.

В статье, опубликованной в Science совместно с Джулией О, ранее работавшей в JAX и теперь микробиологом и профессором в Duke University, Джалили утверждает, что кожа является доступной экосистемой, которую ученые могут многократно и относительно легко изучать для поиска подсказок о биологии старения.

"Микробиом кожи может не только отражать старение, но в некоторых случаях может способствовать нарушению барьера, воспалению, изменениям иммунитета и восстановлению", — сказал Джалили, который также является совместным членом факультета UConn School of Medicine. "Как только мы поймем эту связь, у нас будут лучшие стратегии для ее изменения в сторону восстановления или для предотвращения хронического воспаления и других изменений, наблюдаемых в пожилой популяции."

С возрастом наша кожа становится суше, медленнее заживает и более подвержена раздражению, воспалению и инфекции. Численность некоторых микробов, связанных с функцией барьера и иммунной регуляцией, имеет тенденцию к снижению, а микробы, которые могут становиться проблематичными при определенных условиях, могут увеличиваться.

Стареющая кожа также показывает больше генов, позволяющих микробам выживать с антибиотиками или антисептиками, а также другими организмами, связанными с воспалением и повреждением тканей.

"Иммунитет стареющей кожи не просто слабее — он переустроен", — сказал Джалили. "Вопрос в том, толкают ли микробные изменения эту переустройку в сторону восстановления или в сторону хронического воспаления."

Помимо хронологического возраста, люди могут выглядеть и функционировать очень по-разному. Например, 80-летний человек может оставаться активным, независимым и социально вовлеченным, в то время как другой может испытывать проблемы с мобильностью, хроническое воспаление, инфекции или снижение когнитивных функций.

Ученые называют это снижение физиологической устойчивости хрупкостью. И, по словам Джалили, это, похоже, оказывает большее влияние, чем хронологический возраст, на сдвиги микробиома, с наиболее четкими микробными изменениями, часто коррелирующими с хрупкостью, а не с возрастом в годах.

"Это в основном наблюдательные и корреляционные данные, но мы все еще видим, что два человека одного возраста могут иметь очень разные микробиомы кожи, и эти различия могут быть связаны с различиями в воспалении или устойчивости к патогенам", — сказал Джалили. "Задача состоит в том, чтобы определить, какие микробные функции действительно способствуют биологии старения."

Хотя многие изменения в организме, связанные со старением, происходят в органах, которые трудно многократно брать пробы, кожа предлагает уникальное преимущество, сказал Джалили.

В теории микробы кожи, воспалительные сигналы, иммунные клетки и другие связанные со старением изменения могут контролироваться с течением времени с помощью малоинвазивных технологий и с небольшой нагрузкой на пациентов. Такие технологии могут помочь ученым определить, появляются ли биологические признаки хрупкости до того, как клиническое снижение становится видимым.

"Клиницисты очень заинтересованы в возможности того, что микробиом кожи может быть доступным биомаркером биологического старения или хрупкости, но они также хотят четкого свидетельства того, что эти измерения действительно могут изменить уход за пациентами", — сказал Джалили.

Прогресс в достижении этой цели затруднен, поскольку все еще существуют ограниченные способы многократного отбора полной биологии стареющей кожи с течением времени. Хотя кожные мазки могут захватывать микробы, живущие на поверхности, они дают только частичную картину. Биопсии могут предоставить более глубокое понимание, но они инвазивны и непрактичны для постоянного мониторинга, особенно у пожилых людей.

Чтобы это изменить, Джалили сотрудничает с клиницистами и исследователями из UConn Center on Aging для тестирования новой микроигольной пластыря для мониторинга иммунных и микробных особенностей стареющей кожи без необходимости традиционной биопсии.

Разработанный Джалили совместно с учеными из Массачусетского технологического института (MIT), пластырь имеет размер небольшого клейкого пластыря. Он содержит крошечные выступы, которые мягко проникают в верхние слои кожи и могут безболезненно собирать информацию из иммунных клеток, находящихся в тканях кожи.

"Это открывает дверь к новому способу мониторинга иммунных ответов, который практичен, безболезнен и клинически осуществим", — сказал Джалили в марте, когда работа над кожным пластырем была опубликована в Nature Biomedical Engineering.

Но цель не в том, чтобы обратить вспять старение, сказал Джалили. Это понять, можно ли восстановить некоторые из потерянных функций в стареющей коже. И если ответы в конце концов заключаются в микробах, иммунных клетках или их взаимодействиях, Джалили надеется, что кожа может предоставить одно из самых четких окошек в вопрос, который озадачивал ученых на протяжении десятилетий: почему некоторые люди остаются стойкими с возрастом, а другие становятся все более уязвимы к болезням и упадку.

"Кожа — это наш самый видимый орган старения, но это также одна из наших самых доступных экосистем", — сказал Джалили. "Это дает нам уникальную возможность изучать биологическое старение в реальном времени."