abril 27, 2023

Los rayos UV y el microbioma cutáneo

El microbioma de la piel es objeto de creciente atención en el ámbito de la belleza y el cuidado personal debido a su papel en la salud y el bienestar humanos, y ahora puede convertirse en una nueva frontera en la protección solar.

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Al formar una barrera protectora en nuestra piel, el microbioma proporciona una primera línea de defensa contra los factores estresantes externos, incluida la radiación UV [1]. Sin embargo, el cuidado del sol y el uso de filtros UV es un área del cuidado personal en la que se requiere más trabajo para comprender la relación con el microbioma de la piel.

En dsm-firmenich, reconocimos esta necesidad y llevamos a cabo el primer estudio clínico que explora los beneficios de los filtros UV para el microbioma de la piel tras la exposición a los rayos UV. Además de confirmar un impacto de la radiación UV en la composición microbiana, nuestro equipo de expertos en fotoprotección es el primero en demostrar un beneficio activo de la aplicación de protección solar para el microbioma cutáneo y su función protectora. En este sentido, identificamos Lactobacillus crispatus como un actor clave dentro del microbioma de la piel irradiada con UV, un descubrimiento novedoso y emocionante para el campo del microbioma de la piel.

También exploramos los beneficios asociados para los consumidores, donde los filtros UV que apoyan las poblaciones de L. crispatus pueden ayudar a preservar y fortalecer la resistencia natural de la piel tras la exposición a los rayos UV.

Para los desarrolladores de productos de protección solar, estos conocimientos permiten identificar los ingredientes protectores frente a los rayos UV que pueden utilizarse en las fórmulas que refuerzan la resistencia de la piel, incluida una selección de filtros UV PARSOL® con certificación microbiológica.

Aquí exploramos este tema con más detalle, incluyendo los resultados de nuestro estudio y las principales conclusiones para los desarrolladores de productos de cuidado personal con protección UV.

¿Qué es el microbioma cutáneo y cómo le afecta la radiación UV?

El microbioma cutáneo es una comunidad diversa de microorganismos, que incluye bacterias, hongos y virus, que residen en la piel humana (Fig. 1) [2].

Estos microorganismos y sus interacciones con el medio ambiente desempeñan un papel crucial en la salud de nuestra piel y en nuestro bienestar general, por ejemplo, protegiéndola de posibles patógenos para reforzar nuestra barrera cutánea protectora y nuestro sistema inmunitario [3].

A medida que ha ido aumentando nuestro conocimiento de este complejo ecosistema, también hemos visto cómo la protección del microbioma cutáneo puede contribuir a una piel más sana. Mantener un microbioma equilibrado y sano es vital para esta dinámica, siendo importantes tanto la cantidad como la calidad. El microbioma de la piel se adapta a factores internos y externos, como la edad, el estilo de vida y el entorno. Dado que el microbioma reside en el límite entre el individuo y el medio ambiente, el microbioma de la piel está claramente influido por factores ambientales [4].

En lo que respecta a la radiación UV y el microbioma de la piel, existen pocas pruebas. Por ejemplo, se demostró que las dosis eritematosas de irradiación UV repercutían en la composición bacteriana de los sujetos [5] y que la respuesta celular e inmunitaria a la UV dependía de un microbioma cutáneo intacto [6]. También se han probado varios filtros UV en la industria y se ha demostrado que no tienen efectos perjudiciales sobre el microbioma cutáneo, pero ningún estudio ha explorado a fondo esta relación, ni ha considerado si podría haber algún beneficio activo de los filtros UV para el microbioma cutáneo.

Reconociendo la necesidad de investigar mejor el impacto de la exposición a los rayos UV en el microbioma de la piel y cualquier ventaja potencial de los filtros UV, diseñamos y ejecutamos un estudio clínico exploratorio pionero para explorar estas relaciones.

Fig. 1 | El microbioma de la piel. La diversa comunidad de microorganismos que viven en la superficie de nuestra piel - incluyendo bacterias, hongos. Las bacterias son los microorganismos más abundantes en la piel. La composición bacteriana variará en función de factores como el lugar del cuerpo en el que se encuentre la piel húmeda, seca o grasa. Ilustración adaptada de Byrd et al [2].

ensayo piloto de dsm-firmenich sobre los rayos ultravioleta y el microbioma cutáneo

Los dos objetivos clave del estudio clínico piloto eran:

1. Evaluar el impacto de la exposición eritematosa a los rayos UV en el microbioma cutáneo.
2. Determinar si la protección solar ofrece un efecto protector para el microbioma de la piel expuesta a los rayos UV.

Elegimos un diseño de estudio con 10 mujeres voluntarias, cada una de las cuales proporcionó muestras de piel de cuatro zonas cutáneas de la parte media superior de la espalda, es decir, no tratada/no expuesta, no tratada/expuesta, placebo y tratada con SPF20 en la piel expuesta. Se consideraron los puntos temporales justo antes y 2 horas después de la exposición eritematosa a la radiación UV (2 dosis mínimas de eritema). Se analizaron muestras de frotis cutáneo para detectar cambios en la composición del microbioma cutáneo.

(i) Cambio en la diversidad del microbioma cutáneo
Los análisis de secuenciación de las muestras de piel mostraron que tanto la irradiación UV como el tratamiento tenían un impacto distinto en las abundancias relativas y la diversidad de las diferentes bacterias que se encuentran en el microbioma de la piel (Fig. 2).

Fig. 2 | Distintos cambios en la diversidad global del microbioma cutáneo tras la irradiación UV y el tratamiento. Abundancias relativas y diversidad de la composición bacteriana del sujeto V1 según las condiciones

(ii) Protección de Lactobacillus crispatus
Dentro de la comunidad microbiana de la piel, muy diversa, identificamos la especie bacteriana Lactobacillus crispatus, que se redujo rápidamente tras la exposición a los rayos UV y, al mismo tiempo, quedó protegida por el tratamiento de protección solar.

Lactobacilli son un grupo de bacterias productoras de ácido láctico reconocidas como un componente clave de la respuesta inmunitaria innata y conocidas por ser beneficiosas para la salud humana [7]. Los lactobacilos son clave para mantener un entorno ácido y estable, y por ello ayudan a preservar la función de barrera de la piel y su resistencia. Los lactobacilos también ayudan a mantener el equilibrio general de la comunidad microbiana y protegen contra los patógenos y las infecciones de la piel.

L. crispatus es un tipo de bacteria Lactobacillus que se ha identificado previamente como un miembro clave de los microbiomas vaginal e intestinal [8, 9], aunque se sabe poco sobre su dinámica en la piel [10, 11]. L. crispatus resultó ser la especie de Lactobacillus más abundante en la piel en nuestro estudio y somos de los primeros en identificar el potencial de L. crispatus como miembro relevante para el microbioma natural de la piel. Hemos visto que la abundancia relativa de L. crispatus cambió significativamente dentro del microbioma de la piel irradiada con UV (Fig. 3). Descubrimos que la exposición a los rayos UV disminuía la abundancia de L. crispatus in vivo, lo que confirma que la radiación UV puede provocar desequilibrios en el microbioma cutáneo con posibles implicaciones para la salud de la piel. Además, se observó un beneficio activo de la protección UV in vivo, ya que el protector solar SPF 20 evitó la reducción inducida por UV de L. crispatus.

Fig. 3 | Abundancia relativa de L. crispatus tras la irradiación y el tratamiento. Mediante análisis de secuenciación, observamos cambios en la abundancia relativa de L. crispatus entre las muestras de control, irradiadas con UV y tratadas con filtro solar.

Tras la observación de que microorganismos específicos como L. crispatus pueden beneficiarse de la protección UV, realizamos otros experimentos in vitro que confirmaron nuestros hallazgos. Además, pudimos identificar un beneficio activo de los filtros UV selectivos sobre las bacterias beneficiosas:

PARSOL® 340, PARSOL® ZX, PARSOL® 1789 y PARSOL® EHT protegieron eficazmente L. crispatus abundance upon UV radiation.

También hemos identificado que una combinación inteligente de filtros PARSOL® con, por ejemplo, nuestros filtros UV certificados* respetuosos con los microbios PARSOL®1789, PARSOL® Shield y PARSOL® EHT, permite maximizar el FPS al tiempo que se mantiene la protección de las especies bacterianas simbióticas para reforzar la resistencia de la piel expuesta a los rayos UV.

Además, hemos comprobado in vitro que los filtros UV utilizados en el marco de la prueba mostraban un comportamiento protector selectivo: las poblaciones de L. crispatus o Staphylococcus epidermidis, considerada como otra especie de referencia beneficiosa, se veían favorecidas por los filtros UV; por el contrario, observamos que el crecimiento de Cutibacterium acnes podía verse atenuado por determinados filtros UV.

C. acnes es un componente importante del microbioma cutáneo, pero se ha relacionado ampliamente con el desarrollo de acné inflamatorio en caso de desequilibrio del microbioma cutáneo y de uso insuficiente de ingredientes comedogénicos [12-14]. Pudimos comprobar que la población de C. acnes podía reducirse mediante filtros UV seleccionados -como PARSOL® 1789, PARSOL® EHS y PARSOL® 340-, al tiempo que se mantenía el equilibrio al favorecer las poblaciones de otras bacterias como S. epidermidis.

Estos hallazgos sugieren el uso específico de esos filtros para fórmulas de protección solar hechas a medida para la piel propensa al acné.

¿Qué significan estos resultados para los consumidores y los fabricantes de productos solares?

(i) Potenciar la resistencia natural de la piel
En dsm-firmenich, hemos observado una creciente preferencia de los consumidores por productos que favorezcan y potencien las propiedades naturales de la piel. Nuestro estudio aborda esta necesidad de los consumidores destacando un claro beneficio para la piel.

Hemos demostrado que una selección de filtros UV no sólo protegen contra la dañina radiación UV, sino que también mejoran la resistencia natural de la piel al proteger la supervivencia de las bacterias beneficiosas del microbioma cutáneo. Por tanto, el uso de productos de protección solar que contengan una combinación de filtros adecuada puede favorecer la salud de la piel. Ayuda a mantener la estructura y la función de la piel preservando la función natural del microbioma cutáneo. Esta mayor capacidad de recuperación también puede ayudar a proteger frente a las consecuencias perjudiciales de factores de estrés ambiental como la radiación UV, y retrasar y contrarrestar los efectos del envejecimiento cutáneo [15].

(ii) Selección y formulación de filtros UV para promotores de protección solar
Además de introducirse en un nuevo campo de investigación, los resultados del estudio se tradujeron en dos solicitudes de patente. Nuestros conocimientos ayudan a los desarrolladores de productos solares a crear fórmulas con un potencial diferenciador adicional en el mercado, impulsado por su elección de filtros UV PARSOL® seleccionados.

Gracias a nuestro trabajo, también ofrecemos recomendaciones sobre qué filtros UV son los más adecuados para beneficiar la salud de la piel (Fig. 4) y favorecer un microbioma cutáneo sano.

Fig. 4 | Filtros UV recomendados y combinaciones para favorecer Lactobacillus crispatus y controlar C. acnes

Si se opta por utilizar estos filtros en una formulación de protección solar, proporcionamos además a los formuladores herramientas para promover los beneficios del microbioma cutáneo en el producto final, incluidas orientaciones para apoyar la formulación de productos respetuosos con el microbioma basadas en nuestra consolidada experiencia en este ámbito.

Por ejemplo, para apoyar el logro de una declaración de inocuidad para los microbios, los formuladores pueden utilizar filtros certificados como inocuos para los microbios* de la cartera PARSOL® de dsm-firmenich, como PARSOL® 1789, PARSOL® Shield y PARSOL® EHT. También ofrecemos Flor'Active Defense SPF 30, la primera fórmula de protección solar certificada como respetuosa con el microbioma* que respeta la diversidad microbiana de la piel, protege frente a la radiación UV y favorece la salud de la piel (Fig. 5).

Fig. 5 | Flor'Active Defense SPF 30 - una formulación de protección solar certificada como inocua para los microbios, la primera en el mercado.

Para más información sobre el estudio o para obtener ayuda sobre filtros UV y formulación, póngase en contacto con nosotros en .

Para más información sobre el microbioma de la piel, visite nuestro centro de contenidos Secret Life of Skin.

Referencias

Callewaert, C. et al. El microbioma cutáneo y su interacción con el medio ambiente. Am. J. Clin. Dermatol. 21, 4-11 (2020).

1. Patra, V., I. Gallais Serezal, y P. Wolf, Potential of Skin Microbiome, Pro- and/or Pre-Biotics to Affect Local Cutaneous Responses to UV Exposure. Nutrientes, 2020. 12(6).

2. Byrd, A.L., Y. Belkaid, y J.A. Segre, El microbioma de la piel humana. Nat Rev Microbiol, 2018. 16(3): p. 143-155.

3. Flowers, L. y E.A. Grice, La microbiota de la piel: Equilibrar riesgos y recompensas. Cell Host Microbe, 2020. 28(2): p. 190-200.

4. McCall, L.I., et al., Home chemical and microbial transitions across urbanization. Nat Microbiol, 2020. 5(1): p. 108-115.

5. Burns, E.M., et al., La radiación ultravioleta, tanto UVA como UVB, influye en la composición del microbioma cutáneo. Exp Dermatol, 2019. 28(2): p. 136-141.

6. Patra, V., et al., El microbioma de la piel modula el efecto de la radiación ultravioleta en la respuesta celular y la función inmunitaria. iScience, 2019. 15: p. 211-222.

7. Wang, S., et al., Antimicrobial Compounds Produced by Vaginal Lactobacillus crispatus Are Able to Strongly Inhibit Candida albicans Growth, Hyphal Formation and Regulate Virulence-related Gene Expressions. Front Microbiol, 2017. 8: p. 564.

8. Lepargneur, J.P., Lactobacillus crispatus como biomarcador del tracto vaginal sano. Ann Biol Clin (París), 2016. 74(4): p. 421-7.

9. Dempsey, E. y S.C. Corr, Lactobacillus spp. for Gastrointestinal Health: Perspectivas actuales y futuras. Front Immunol, 2022. 13: p. 840245.

10. Delanghe, L., et al., El papel de los lactobacilos en la inhibición de patógenos cutáneos. Biochem Soc Trans, 2021. 49(2): p. 617-627.

11. Lebeer, S., et al., Selective targeting of skin pathobionts and inflammation with topically applied lactobacilli. Cell Rep Med, 2022. 3(2): p. 100521.

12. Conforti, C., et al., Dermocosméticos tópicos y acné vulgar. Dermatol Ther, 2021. 34(1): p. e14436.

13. Lee, Y.B., E.J. Byun, y H.S. Kim, Potential Role of the Microbiome in Acne: Una revisión exhaustiva. J Clin Med, 2019. 8(7).

14. Dagnelie, M.A., et al., Disminución de la diversidad de los filotipos de Propionibacterium acnes en pacientes con acné grave en la espalda. Acta Derm Venereol, 2018. 98(2): p. 262-267.

15. Kim, H.J., et al., Aged related human skin microbiome and mycobiome in Korean women. Sci Rep, 2022. 12(1): p. 2351.

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Una crema hidratante respetuosa con el microbioma con un suave sistema conservante que proporciona propiedades adicionales de refuerzo de la barrera cutánea más allá de la protección UV.

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