Rinaldi F, Pinto D, Giuliani G, Sorbellini E (2019) Диета и влияние на микробиома върху алопеция ареата: Опит от доклади за случаи. J Nutri Med Diet Care 5: 037. doi.org/10.23937/2572-3278.1510037

Доклад за случая | ОТВОРЕН ДОСТЪП DOI: 10.23937/2572-3278.1510037
Rinaldi Fabio 1,2,3 *, Pinto Daniela 1,2,3, Giammaria Giuliani 1,2 и Sorbellini Elisabetta 2,3

1 Giuliani S.p.A, Италия

2 Human Advanced Microbiome Project-HMAP, Италия

3 Международна фондация за изследване на косата (IHRF), Италия

Алопеция ареата, Нарушения на косата, Диетична терапия, Микробиом, Дисбиоза

Косменият фоликул е динамичен мини-орган [1] с висок клетъчен оборот. В резултат на това косменият фоликул се характеризира с много активен метаболизъм, изискващ добър прием на хранителни вещества. Въпреки че ролята на макро и микроелементите в нормалното развитие на космените фоликули не е напълно изяснена [2], въздействието на диетичните и хранителни дефицити върху заболявания на растежа на косата е добре документирано [3,4].

Съобщава се също, че диетата има способността да оформя чревния микробиом [5,6], но също така и микробиома на кожата във връзка с някои дерматологични състояния [7,8], особено акне и псориазис. Понастоящем има лоши познания по отношение на дерматологичните състояния, засягащи скалпа и растежа на косата.

Сред нарушенията на растежа на косата, Alopecia areata (AA) се отчита като второто най-често срещано разстройство, засягащо скалпа [9]. АА е вид плешивост без белези, засягаща скалпа и в крайна сметка цялото тяло [10], причините за които са строго свързани с имунитета и възпалението [9,11,12].

През последните две години изследователите насочиха вниманието си и върху ролята на микробната общност, обитаваща скалпа и нарушенията на растежа на косата, включително АА [13-17]. Съвсем наскоро Nair и сътрудник съобщават доказателства относно ролята на чревния микробиом в патогенезата на AA [18]. Взети заедно тези констатации поставят нуждата от по-задълбочено разследване по отношение на връзката между диетата, микробиома и нарушенията на растежа на косата.

В настоящата работа докладвахме за две проучвания на случаи на пациенти, засегнати от алопеция ареата, съответно със и без непоносимост към лактоза, с цел да подчертаем как диетата може да наблегне на промяната на микробиома, свързана със заболяването на скалпа (Фигура 1).

микробиома
Фигура 1: Значение на диетата при промяна на микробиома, свързано със заболяване на скалпа. Вижте фигура 1

Доклад за случая 1

17-годишен мъж (Милано, Италия), засегнат от Alopecia universalis (Фигура 2). Пациентът представи на дерматологичната клиника история на бързо прогресираща обща загуба на коса по тялото. Не е имало анамнеза за подобно заболяване при членовете на семейството, както и за прием на наркотици и травми. Преди лечението включва терапия със стволови клетки. Няма терапия поне 3 месеца по време на включването. Клиничната оценка съобщава за 100% загуба на коса на скалпа въз основа на оценката за тежестта на алопецията (SALT) [19] без признаци на еритема или лющене. Веждите, миглите и космите по тялото също напълно липсваха. Демографията на пациентите включва кавказки, тегло 72 кг, височина 1.80 м и ИТМ 22.2 кг/м 2 .

Фигура 2: Засегнат от алопеция универсален мъж Вижте фигура 2

Доклад за случая 2

36-годишна жена (Фигура 3) дойде в клиниката, съобщавайки за силна загуба на коса от един месец. Други съобщени симптоми са силен сърбеж, псориазис по скалпа, бреза и паулиарна алергия, безсъние и силно усещане за умора. Пациентът също има непоносимост към лактоза. Клиничната оценка показа силна загуба на коса, но няма сигнал за миниатюризация. Алопеция ареата е потвърдена чрез хистологично изследване. Няма терапия за поне 3 месеца по време на включването. Демографията на пациентите включва кавказки, тегло 48 кг, височина 1,62 м и ИТМ 18,3 кг/м 2 .

Фигура 3: Жени с начални стадии на алопеция ареата. Вижте фигура 3

Прием на хранителни вещества

И двамата субекти бяха помолени да попълнят 7-дневно диетично проучване по време на записването, след като бяха инструктирани от диетолог как да записват консумираната храна и напитки. Софтуерът Winfood (Winfood 2.7 Medimatica Srl, Colonnella, Италия) е използван за анализ на проучванията чрез оценка на енергийния прием и процента на макронутриентите и микроелементите. Събраните данни са сравнени с таблиците на консумацията на храна и препоръчителните хранителни количества на Италианския национален институт по хранене и база данни за състава на храните в Италия.

Събиране на проби

Преди вземане на проби пациентите трябваше да избягват употребата на антибиотици през последните 30 дни без пробиотици, използването на пробиотици през последните 15 дни, за да извършат последния шампоан 48 часа преди вземането на проби. Също така не е трябвало да се подлагат на антитуморна, имуносупресорна или лъчетерапия през последните 3 месеца, както и локална или хормонална терапия на скалпа. Изследването е под одобрението на Етичния независим комитет за клинично, а не фармакологично изследване в Генуа (Италия) и в съответствие с етичните стандарти на Декларацията от Хелзинки от 1964 г. Всички доброволци подписаха информираното съгласие.

Микробиомните проби бяха събрани от скалпа (минимална площ от 16 cm 2) и устната лигавица със стерилен памучен тампон, предварително напоен в ST разтвор (NaCl 0,15 M и 0,1% Tween 20) в продължение на най-малко 30s [20,21]. Проби от едни и същи субекти бяха събрани заедно и съхранявани при 4 ℃ до ДНК екстракция. Стерилни памучни тампони, поставени в ST разтвор, са използвани като отрицателни контроли.

ДНК екстракция и 16s генериране на ампликон и секвениране

Геномна ДНК от тампони на скалпа беше извлечена посредством QIAamp UCP Pathogen Mini Kit (Qiagen) съгласно протокола на производителя, с малки модификации [22]. След екстракция, бактериалната ДНК се суспендира във вода без ДНК-сеза и се определя количествено от QIAexpert системата (Qiagen) преди секвениране и qRT-PCR.

За секвениране променливият регион V3-V4 се ​​усилва посредством следните универсални праймери: 341 F CTGNCAGCMGCCGCGGTAA [23,24] и 806bR GGACTACNVGGGTWTCTAAT [25-27]. Подготовката на библиотеката и последователността Illumina MiSeq V3-V4 са извършени в StarSEQ GmbH, Майнц, Германия, според Caporaso, et al. [28] и Kozich, et al. [29] методи, с малки изменения. Използват се софтуер за анализ в реално време (RTA) v. 1.16.18 и 1.17.22, софтуер за управление MiSeq (MCS) v. 2.0.5 и 2.1.13.

qRT-PCR на основните бактериални видове

Основните бактериални видове (Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis и Staphylococcus aureus) на скалпа са количествено определени чрез количествена PCR в реално време (RT qPCR), като се използва микробиален PCR комплект за анализ (Qiagen). Пробите се смесват с 12,5 μL микробен qPCR Mastermix, 1 μL анализ на микробна ДНК qPCR, 5 ng проба от геномна ДНК и вода без микробна ДНК до краен обем от 25 μL. Включени са също положителна PCR контрола, контрол без шаблон и положителна контрола на микробна ДНК. Панабактериалните анализи също са включени като положителни контроли за наличието на бактериална ДНК, като човешки GAPDH и HBB1 за определяне на правилното събиране на проби. Използвани са следните условия на цикличен цикъл: 95 ℃ за 10 минути, 40 цикъла от 95 ℃ за 15 секунди, 60 ℃ за 2 минути. Всяка PCR реакция се извършва в два екземпляра, използвайки MX3000p PCR машина (Stratagene, La Jolla, CA). Относителното изобилие в експресията на всеки щам се изчислява, използвайки метода ΔΔCt [30], нормализирайки гъвкавостта спрямо Pan Bacteria, използвайки софтуер MX3000p (v.3; Stratagene).

Статистически анализ

Данните са изразени като относително изобилие% ± SEM за qRT-PCR анализ. Резултатите бяха проверени за нормално разпределение с помощта на теста за нормалност на D'Agostino & Pearson преди по-нататъшни анализи. Статистически значимите разлики в бактериалната общност се определят от t на Student с корекция на Welch. Анализите бяха извършени с GraphPad Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc., Сан Диего, Калифорния). Стойностите на Р, равни или по-малки от 0,05, се считат за значими.

В настоящата работа изследвахме въздействието на диетата върху микробната дисбиоза, причинено от присъствието на АА, което от своя страна може да повлияе върху развитието и проявите на разстройството.

Предварителният анализ на% прием на макроелементи (данните не са показани) предполага средиземноморска диета [31] и за двата случая, включени в настоящото проучване. Доклад за случая 1 диетата включва преработена храна, червено месо и нисък прием на плодове и зеленчуци. Доклад за случая 2 диета включва зеленчуци, плодове, грах и боб (бобови растения) и зърнени храни. Когато се анализира по-задълбочено по отношение на вида на погълнатите протеини, липиди и въглехидрати, диетата от доклад от случай 1 е по-добре класифицирана като диета с високо съдържание на мазнини (повече преработена храна, захари и малко фибри). Вместо това могат да се разглеждат докладите за втория случай като спазване на средиземноморската диета (по-нисък прием на плодове в сравнение с нормалния средиземноморски режим).

Таблици 1 и Таблица 2 показват приема на макронутриенти и микроелементи и в двата доклада за случаи, в сравнение със препоръчителните (LARN) стойности в Италия.

Съобщава се, че неравновесието в приема на хранителни вещества оказва влияние както върху структурата на космените фоликули, така и върху заболявания на растежа на косата, като телогенен ефлувиум, андрогенетична алопеция, АА и рубцова алопеция [4,32-35].

Всъщност много от цитираните по-горе микроелементи се отразяват на космения фоликул по отношение на възстановяването на растежа на косата, клетъчното делене, циклирането [3]. Следователно Сингх и сътрудници [5] също така подчертаха диетичния ефект върху чревния микробиом. Същият ефект е докладван и върху пероралния микробиом [36].

Доказателствата за влиянието на диетата и микробиомната дисбиоза върху кожни заболявания са свързани главно с тематичен дерматит [37], акне вулгарис [8,38-40] и псориазис [41]. В нашите предишни трудове [14,15] върху микробната общност на скалпа при нарушения на растежа на косата, за първи път показахме наличието на бактериално изместване на скалпа при такъв вид нарушения.

Фигура 4 отчита процента на разпределение на основните бактериални щамове в доклад за случай 1 и доклад за случай 2 в сравнение с данни от 15 здрави субекта и 15 субекти от АА в нашата база данни.

Фигура 4: Разпределение на основните бактериални щамове при здрави индивиди и пациенти с АА. Вижте фигура 4

Данните от доклад от случая 1 показват увеличение на популацията на P. acnes и паралелно намаляване както на S. epidermidis, така и на S. aureus. Тези данни са в съответствие с данните от групата на субектите с АА и ясно доказват наличието на бактериална дисбиоза в сравнение със здравия контрол.

Напротив, процентът на разпространение на основните бактериални видове в случай 2 е довел до по-подобен на здравата популация (Фигура 4). Дори ако трябва да се вземе предвид индивидуална разлика, анализът на хранителния дневник на групата от петнадесет субекта на АА и доклади от случаи 1 и 2 категорично предполагат въздействието на диетата при оформянето на микробиома на скалпа.

Данните от оралното бактериално секвениране потвърждават тези констатации (Фигура 5). Също така, в този случай, данните от доклад от случая 1 и 2 бяха сравнени с данните от нашата вътрешна база данни за здрави и АА субекти, събрани преди това. Анализът на последователността на ниво филм подчертава бавно намаляване на Firmicutes както за доклад от случая 1, така и за 1 (Фигура 6) и тези резултати са в съответствие с предишните ни открития при пациенти с АА и резултати, открити при друго автоимунно заболяване [42]. И в двата случая се съобщава за увеличение на протеобактериите (съответно с 33,28% и 27,71%). Най-интересното е, че анализът на последователностите от доклад за случай 1 на бактериална орална ДНК показва намаляване на Bifidobacteria. По-рано се съобщава за връзка между диетата с високо съдържание на мазнини и намаляването на вида [43], като по този начин се потвърждава ролята на диетата за въздействие върху оралния бактериален състав. Установено е значително намаление на Bacteroidetes в доклад от случай 2 в сравнение със здрави контролни субекти. Тъй като високият прием на n-6 PUFA според доклад от случая 2, може да се предположи, че връзката между диетата и този микробен дисбаланс е предложена от някои автори [44].

Фигура 5: Данните от орално бактериално секвениране на ДНК потвърждават тези констатации. Вижте фигура 5

Резултатите от бактериалния състав на микробиома на скалпа потвърждават нашите предишни констатации за микробно изместване на скалпа при пациенти, засегнати от АА [14,15]. В настоящата работа ние изследвахме дали различните хранителни навици могат да ремодулират тази микробна дисбиоза с цел да се подчертае строгата взаимовръзка между диета и орален, но особено микробиом на скалпа на тези субекти. Докладите от случаите на настоящата работа представляват само пример за по-голямо клинично изследване, което водим по тази тема. Например, нашите клинични наблюдения показват, че при някои пациенти, засегнати от нецелиакийна чувствителност към глутен (NCGS), проявите на АА систематично се повтарят след диета без глутен. Обяснителен фотографски пример е докладван на Фигура 6. Най-интересното е, че тази модулация се отразява и в микробния състав на микробиома на скалпа (данните не са показани), засилващи съществуването на връзка между диетата и кожните бактериални съобщества микробиом на скалпа.

Фигура 6: Бавно намаляване на Firmicutes. Вижте фигура 6

Данните от настоящото проучване допълват знанията към тези доказателства, като също така подчертават, че не само червата, но и оралният микрофлора и скалпа могат да бъдат модулирани от хранителните навици.

В днешно време изследването на човешки микробиом представлява нов диагностичен и терапевтичен подход за лечение на много човешки състояния, включително и строго свързани с кожата и скалпа. Освен добре познатото въздействие на диетата върху общото човешко здраве, нашите резултати подчертаха ролята на диетата за модифициране на микробиома на устната кухина и скалпа, което от своя страна изглежда оказва влияние върху развитието на алопеция ареата.

Според нашите констатации и предишни съобщени доказателства, цитирани по-горе, модулацията на чревния микробиом чрез диета може да представлява валиден подход при управлението на нарушенията на растежа на косата, особено АА, при които също така може да бъде нарушена пропускливостта на червата [44 ].