miércoles, 5 de julio de 2017

¿Qué hay en su piel?



Hoi Ying-Holman, director del Programa de Berkeley sincrotrón infrarrojo Biología Estructural (BSISB), ha desarrollado una técnica que utiliza la fuente de luz avanzada para detectar rápidamente las células de decir si son bacterias o arqueas.
Crédito: Marilyn Chung, Berkeley Lab
Resulta que su piel está llena de microorganismos unicelulares - y no son sólo las bacterias. Un estudio realizado por el Departamento de Laboratorio de Energía Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y la Universidad de Medicina de Graz ha encontrado que el microbioma de la piel también contiene arqueas, un tipo de microbio extrema amante, y que la cantidad de la misma varía con la edad.
Los investigadores llevaron a cabo tanto genéticos y análisis químico de las muestras obtenidas de voluntarios humanos de edades comprendidas entre 1 y 75. Ellos encontraron que las arqueas (pronunciado ar-KEY-uh) fueron más abundantes en sujetos menores de 12 y mayores de 60. Su estudio tiene sido publicado en los informes científicos (una revista Nature) en un artículo titulado, "la edad y la fisiología de la piel humana la diversidad de forma y abundancia de las arqueas en la piel."
"El microbioma de la piel es por lo general dominado por bacterias", dijo Hoi Ying-Holman, director del Programa de Berkeley sincrotrón infrarrojo Biología Estructural (BSISB) y autor principal del artículo. "La mayor parte de la atención científica se ha centrado en las bacterias, porque es más fácil de detectar. Sobre la base de la literatura, hace seis años que ni siquiera sabía que existía arqueas en la piel humana. Ahora hemos descubierto que son parte del núcleo microbioma y son un jugador importante en la piel humana ".
El estudio fue un esfuerzo conjunto de Holman, Berkeley Lab estudiante postdoctoral Giovanni Birarda (ahora un científico de la Elettra Sincrotrone Trieste en Italia), Universidad de California en Berkeley estudiante postdoctoral Alexander Probst (ahora profesor asociado de la Universidad de Duisburg-Essen, en Alemania), y Christine Moissl-Eichinger, el autor correspondiente del estudio. Moissl-Eichinger y su equipo de la Universidad Médica de Graz en Austria y en la Universidad de Regensburg en Alemania analizaron las características genéticas de los microbioma de la piel.
Además de la influencia de la edad, se encontraron con que el género no era un factor, pero que las personas con piel seca tienen más arqueas. "Archaea podría ser importante para el proceso de limpieza bajo condiciones de piel seca", dijo Moissl-Eichinger. "Los resultados de nuestro análisis genético (cuantitativo secuenciación PCR y de próxima generación basada en el ADN), junto con resultados obtenidos a partir de imágenes de espectroscopia infrarroja, nos permitieron enlazar niveles más bajos de sebo [la secreción aceitosa de las glándulas sebáceas] y por lo tanto reducen la humedad de la piel con un aumento de las firmas de arqueas ".
Más allá de la piel
No fue hasta la década de 1970 que los científicos se dieron cuenta cómo los diferentes arqueas eran de bacterias, y se convirtieron en una rama separada en el árbol de la vida - las tres ramas de ser bacterias, arqueas y Eukarya (que incluye todas las plantas y animales). Archaea se encuentran comúnmente en ambientes extremos, tales como aguas termales y hielo de la Antártida. Hoy en día se sabe que las arqueas existe en los sedimentos y en el subsuelo de la Tierra, así, pero sólo recientemente se han encontrado en el intestino humano y vinculado con el microbioma humano.
El enfoque de Holman es en el desarrollo de técnicas de espectroscopía infrarroja de sincrotrón para mirar a los sistemas biológicos o ecológicos. Gracias a la avanzada fuente de luz del laboratorio de Berkeley (ELA), una de las fuentes más brillantes del mundo de rayos infrarrojos, el Grupo Holman desarrolló un método rápido y libre de etiquetas para detectar células e inmediatamente distinguir si son bacterias o arqueas.
"Los desafíos en perfiles microbiana son la velocidad, el rendimiento y la integridad de la muestra," dijo. "Pasamos años al desarrollo de esta técnica y no podría haber hecho sin los recursos únicos de la esclerosis lateral amiotrófica."
Sin embargo, la escasez de estudios sobre las arqueas piel no es sólo debido a limitaciones técnicas. Los investigadores afirman que la falta de diversidad de edades en la toma de muestras en los estudios anteriores también fue un factor. "Criterios y métodos de muestreo importan", dijo Holman. "Hemos encontrado los sujetos humanos de mediana edad tenemos menos arqueas, por lo tanto, las firmas de arqueas han sido pasados ​​por alto en otros estudios microbioma de la piel."
De astronautas a arqueas
Este estudio surgió de un proyecto de protección planetaria de la NASA y la Agencia Espacial Europea. "Nos estábamos registrando las naves espaciales y sus salas limpias para la presencia de las arqueas, ya que se sospecha que son posibles contaminantes críticos durante la exploración del espacio - determinados, los llamados metanógenos producen metano arqueas, posiblemente podría sobrevivir en Marte," Moissl- dijo Eichinger. "No se encontró muchas firmas de metanógenos, pero encontramos un montón de thaumarchaeota, un tipo muy diferente de las arqueas que sobrevive con oxígeno".
En un principio se pensó que el thaumarchaeota fueron desde el exterior, pero después de encontrarlos en los hospitales y otras habitaciones limpias, los investigadores sospechaban que eran de piel humana. Por lo que llevaron a cabo un estudio piloto de 13 voluntarios y se encontró que todos tenían estas arqueas en su piel.
Como seguimiento, que es el estudio actual, se probaron 51 voluntarios y decidieron obtener una amplia gama de edades para probar la edad-dependencia de las firmas de arqueas. Se tomaron muestras de la zona del pecho. Las variaciones en la abundancia archaeal entre los grupos de edad fueron estadísticamente significativa e inesperada. "Fue sorprendente", dijo Holman. "Hay una diferencia de cinco a ocho entre personas de mediana edad y ancianos -. Eso es mucho"
Papel en la salud humana sigue siendo una pregunta
Su estudio se centró en thaumarchaeota, uno de los muchos filos de las arqueas, como se encontró poca evidencia de los otros en el estudio piloto. "Sabemos que thaumarchaeota se supone que es un microorganismo oxidantes de amoníaco, y el amoníaco es un componente importante de sudor, lo que significa que podrían desempeñar un papel en la rotación de nitrógeno y salud de la piel", dijo Holman.
En colaboración con Peter Wolf, de la Universidad de Medicina de Graz, el equipo también correlacionada con la abundancia de arqueas sequedad de la piel, como las personas de mediana edad tienen altos niveles de sebo y la piel húmeda por lo tanto que los ancianos.
Hasta ahora, la mayoría de arqueas son conocidos por ser beneficiosos en lugar de perjudicial para la salud humana. Ellos pueden ser importantes para la reducción de pH de la piel o se mantienen a niveles bajos, y un pH más bajo está asociado con una menor susceptibilidad a las infecciones.
"El arqueas detectados son probablemente involucrados en la facturación de nitrógeno en la piel, y son capaces de disminuir el pH de la piel, apoyando la supresión de patógenos", dijo Moissl-Eichinger. "Las bacterias con las mismas capacidades ya se utilizan como probióticos de la piel, mejorando potencialmente humedad de la piel y la reducción de los olores corporales. Sin embargo, la relevancia clínica de thaumarchaeota sigue siendo poco clara y espera más estudios."
Holman aparece varias vías de investigación para futuros estudios con Moissl-Eichinger. "Nos gustaría investigar el papel fisiológico de la piel humana arqueas y cómo se diferencian de las arqueas del medio ambiente", dijo. "Nos gustaría saber qué nichos prefieren sobre o en el cuerpo humano. También queremos saber si podrían estar implicados en procesos patogénicos, tales como neurodermatitis o la psoriasis. Hasta el momento, hay poca evidencia de la patogenicidad de arqueas ".

Historia de Fuente:
Materiales proporcionados por el Laboratorio Nacional del DOE / Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por el estilo y longitud.