april 26, 2023

UV en het microbioom van de huid

Het microbioom van de huid heeft steeds meer aandacht gekregen binnen schoonheid en persoonlijke verzorging vanwege de rol die het speelt in de gezondheid en het welzijn van de mens.

Afdrukken

Het microbioom van de huid heeft steeds meer aandacht gekregen binnen schoonheids- en persoonlijke verzorgingsproducten vanwege de rol die het speelt in de gezondheid en het welzijn van de mens.

Door een beschermende barrière op onze huid te vormen, biedt het microbioom een eerste verdedigingslinie tegen externe stressfactoren, waaronder UV-straling [1]. Zonverzorging en het gebruik van UV-filters is echter een gebied van persoonlijke verzorging waar meer werk nodig is om de relatie met het microbioom van de huid te begrijpen.

Bij dsm-firmenich onderkenden we deze behoefte en voerden we het eerste klinische onderzoek uit naar de voordelen van UV-filters voor het microbioom van de huid bij blootstelling aan UV. Ons team van deskundigen op het gebied van fotoprotectie bevestigt niet alleen de invloed van UV-straling op de microbiële samenstelling, maar toont ook als eerste aan dat het aanbrengen van zonnebrandcrème een actief voordeel heeft voor het microbioom van de huid en zijn beschermende functie. Hierbij identificeerden we Lactobacillus crispatus als een belangrijke speler in het microbioom van de UV-bestraalde huid - een nieuwe en opwindende bevinding voor het microbioom van de huid.

We hebben ook de bijbehorende voordelen voor consumenten onderzocht, waarbij UV-filters die L. crispatus populaties ondersteunen, kunnen helpen om de natuurlijke veerkracht van de huid na blootstelling aan UV-straling te behouden en te versterken.

Ontwikkelaars van zonnecrèmes kunnen op basis van deze inzichten UV-beschermende ingrediënten identificeren die gebruikt kunnen worden voor huidversterkende formules - waaronder een selectie van microbiome-vriendelijke PARSOL® UV-filters.

Hier gaan we dieper in op dit onderwerp, inclusief de resultaten van ons onderzoek en de belangrijkste conclusies voor ontwikkelaars van UV-beschermende persoonlijke verzorging.

Wat is het microbioom van de huid en hoe wordt het beïnvloed door UV-straling?

Het huidmicrobioom is een diverse gemeenschap van micro-organismen, waaronder bacteriën, schimmels en virussen, die zich op de menselijke huid bevinden (afb. 1) [2].

Deze micro-organismen en hun interacties met de omgeving spelen een cruciale rol in de ondersteuning van onze huidgezondheid en algeheel welzijn - bijvoorbeeld door onze huid te beschermen tegen potentiële ziekteverwekkers en zo onze beschermende huidbarrière en ons immuunsysteem te ondersteunen [3].

Naarmate ons begrip van dit complexe ecosysteem is gegroeid, hebben we ook gezien hoe het beschermen van het huidmicrobioom een gezondere huid kan ondersteunen. Het handhaven van een evenwichtig, gezond microbioom is van vitaal belang voor deze dynamiek, waarbij zowel kwantiteit als kwaliteit belangrijk zijn. Het microbioom van de huid past zich aan interne en externe factoren aan, zoals leeftijd, levensstijl en omgeving. Aangezien het microbioom zich op de grens tussen het individu en de omgeving bevindt, wordt het microbioom van de huid duidelijk beïnvloed door omgevingsfactoren [4].

Als het gaat om UV-straling en het microbioom van de huid, is er maar weinig bewijs. Er werd bijvoorbeeld aangetoond dat erytheem-doses van UV-bestraling invloed hadden op de bacteriële samenstelling van proefpersonen [5] en dat de cellulaire en immuunrespons op UV afhankelijk waren van een intact huidmicrobioom [6]. Verschillende UV-filters zijn ook getest in de industrie en bleken geen nadelig effect te hebben op het microbioom van de huid, maar geen enkel onderzoek heeft deze relatie volledig onderzocht en gekeken of UV-filters een actief voordeel kunnen hebben voor het microbioom van de huid.

We erkenden de noodzaak om de invloed van blootstelling aan UV-straling op het microbioom van de huid en mogelijke voordelen van UV-filters beter te onderzoeken en daarom hebben we een baanbrekend verkennend klinisch onderzoek opgezet en uitgevoerd om deze relaties te onderzoeken.

Fig. 1 | Het microbioom van de huid. De diverse micro-organismen die op het oppervlak van onze huid leven, waaronder bacteriën en schimmels. Bacteriën zijn de meest voorkomende micro-organismen op de huid. De samenstelling van de bacteriën verschilt afhankelijk van factoren zoals de locatie van het lichaam door vochtige, droge of vette huidcondities. Illustratie aangepast van Byrd et al [2].

dsm-firmenich's pilotstudie voor UV en het microbioom van de huid

De twee belangrijkste doelstellingen in de klinische pilotstudie waren:

1. De impact van erythema UV-blootstelling op het microbioom van de huid evalueren
2. Nagaan of zonnebrandcrème een beschermend effect heeft op het aan UV-straling blootgestelde microbioom van de huid

We kozen voor een onderzoeksopzet met 10 vrouwelijke vrijwilligers die elk huidmonsters leverden van vier huidzones op hun middelste bovenrug, d.w.z. onbehandeld/onbeschermd, onbehandeld/blootgesteld, placebo en SPF20-behandeld op de blootgestelde huid. De tijdstippen vlak voor en 2 uur na erythema UV-blootstelling (2 Minimal Erythema Doses) werden beschouwd. Monsters van huiduitstrijkjes werden geanalyseerd op veranderingen in de samenstelling van het microbioom van de huid.

(i) verandering in de diversiteit van het microbioom van de huid
Uit de sequentieanalyse van de huidmonsters bleek dat zowel UV-straling als behandeling een duidelijke invloed hadden op de relatieve overvloed en diversiteit van de verschillende bacteriën in het microbioom van de huid (fig. 2).

Fig. 2 | Verschillende veranderingen in de globale diversiteit binnen het microbioom van de huid na UV-straling en behandeling. Relatieve abundanties en diversiteit van bacteriesamenstelling van proefpersoon V1 naar omstandigheden

(ii) Bescherming van Lactobacillus crispatus
Binnen de zeer diverse microbioomgemeenschap van de huid identificeerden we de bacteriesoort Lactobacillus crispatus die na blootstelling aan UV-stralen sterk afnam en tegelijkertijd werd beschermd door de zonnebrandbehandeling.

Lactobacillen zijn een groep melkzuurproducerende bacteriën die erkend worden als een belangrijke component van de aangeboren immuunrespons en waarvan bekend is dat ze goed zijn voor de menselijke gezondheid [7]. Lactobacillen zijn belangrijk voor het behoud van een stabiel en zuur milieu en helpen zo de barrièrefunctie en veerkracht van de huid in stand te houden. Lactobacillen helpen ook het algemene evenwicht van de microbiële gemeenschap te behouden en beschermen tegen huidpathogenen en infecties.

L. crispatus is een type van Lactobacillus bacteriën dat eerder is geïdentificeerd als een belangrijk lid van het vaginale en intestinale microbioom [8, 9], maar er is weinig bekend over de dynamiek ervan op de huid [10, 11]. L. crispatus bleek in onze studie de meest overvloedige Lactobacillus soort op de huid te zijn en wij zijn een van de eersten die het potentieel van L. crispatus als een relevant lid van het natuurlijke microbioom van de huid identificeren. We hebben gezien dat de relatieve overvloed van L. crispatus significant veranderde binnen het UV-bestraalde huidmicrobioom (Fig. 3). We ontdekten dat blootstelling aan UV de overvloed van L. crispatus in vivo verminderde, wat bevestigt dat UV-straling inderdaad onevenwichtigheden in het huidmicrobioom kan veroorzaken met mogelijke gevolgen voor de gezondheid van de huid. Bovendien werd in vivo een actief voordeel van UV-bescherming waargenomen, waarbij het zonnebrandmiddel SPF 20 de door UV-straling veroorzaakte vermindering van L. crispatus voorkwam.

Fig. 3 | Relatieve overvloed van L. crispatus na bestraling en behandeling. Met behulp van sequentieanalyse hebben we veranderingen waargenomen in de relatieve overvloed van L. crispatus tussen de gecontroleerde, met UV-straling bestraalde en met zonnebrandcrème behandelde monsters.

Na de observatie dat specifieke micro-organismen zoals L. crispatus kunnen profiteren van UV-bescherming, voerden we verdere in vitro experimenten uit die onze bevindingen bevestigden. Bovendien konden we een actief voordeel van selectieve UV-filters op nuttige bacteriën vaststellen:

PARSOL® 340, PARSOL® ZX, PARSOL® 1789 en PARSOL® EHT beschermden L. crispatus effectief tegen overvloedige UV-straling.

We hebben ook vastgesteld dat een slimme PARSOL® filtercombinatie met bijvoorbeeld onze microbioomvriendelijke gecertificeerde* UV-filters PARSOL®1789, PARSOL® Shield en PARSOL® EHT het mogelijk maakt om de SPF te maximaliseren terwijl de bescherming van symbiotische bacteriesoorten behouden blijft om de aan UV-straling blootgestelde huid veerkrachtiger te maken.

Bovendien hebben we in vitro gezien dat de UV-filters die in de test werden gebruikt, selectief beschermend gedrag vertoonden: populaties van L. crispatus of Staphylococcus epidermidis, die als een andere gunstige referentiesoort werd beschouwd, werden ondersteund door UV-filters; we hebben daarentegen waargenomen dat de groei van Cutibacterium acnes kon worden verzwakt door bepaalde UV-filters.

C. acnes is een belangrijk onderdeel van het microbioom van de huid, maar het is op grote schaal in verband gebracht met de ontwikkeling van inflammatoire acne in geval van een verstoord evenwicht van het huidmicrobioom en bij gebruik van comedogene ingrediënten [12-14]. We konden zien dat C. acnes populatie kon worden verminderd door geselecteerde UV-filters - zoals PARSOL® 1789, PARSOL® EHS en PARSOL® 340 - terwijl het evenwicht ook werd behouden door populaties van andere bacteriën te ondersteunen, zoals S. epidermidis.

Deze bevindingen suggereren het specifieke gebruik van deze filters voor zonnebrandformules die op maat gemaakt zijn voor de acnegevoelige huid.

Wat betekenen deze resultaten voor consumenten en ontwikkelaars van zonneproducten?

(i) De natuurlijke veerkracht van de huid versterken
Bij dsm-firmenich zien we een groeiende voorkeur van consumenten voor producten die de natuurlijke eigenschappen van de huid ondersteunen en verbeteren. Ons onderzoek voorziet in deze behoefte van de consument door een duidelijk voordeel voor de huid te benadrukken.

We hebben aangetoond dat een selectie van UV-filters niet alleen bescherming biedt tegen schadelijke UV-straling, maar ook de natuurlijke veerkracht van de huid verbetert door de overleving van nuttige bacteriën in het microbioom van de huid te beschermen. Het gebruik van zonneproducten met een geschikte filtercombinatie kan daarom de gezondheid van de huid ondersteunen. Het helpt de huidstructuur en -functie in stand te houden door de natuurlijke functie van het huidmicrobioom te behouden. Deze verhoogde veerkracht kan ook helpen beschermen tegen de schadelijke gevolgen van milieustressoren zoals UV-straling en de effecten van huidveroudering vertragen en tegengaan [15].

(ii) UV-filterselectie en -formulering voor ontwikkelaars van zonnebrandcrèmes
Naast het betreden van een nieuw onderzoeksgebied werden de onderzoeksresultaten vertaald in twee patentaanvragen. Onze inzichten helpen ontwikkelaars van zonnecrèmes om formules te creëren met een extra differentiërend potentieel op de markt, gedreven door hun keuze van geselecteerde PARSOL® UV-filters.

Door ons werk geven we ook aanbevelingen over welke UV-filters het meest geschikt zijn voor de gezondheid van de huid (Fig. 4) en een gezond huidmicrobioom ondersteunen.

Fig. 4 | Aanbevolen UV-filters en combinaties om Lactobacillus crispatus te ondersteunen en C. acnes onder controle te houden.

Als u ervoor kiest om deze filters te gebruiken in een zonverzorgingsformule, bieden we formuleerders bovendien hulpmiddelen om de voordelen van het huidmicrobioom in het eindproduct te bevorderen - inclusief richtlijnen voor de formulering ter ondersteuning van de formulering van microbioomvriendelijke producten op basis van onze bewezen ervaring op dit gebied.

Om bijvoorbeeld een microbieelvriendelijke claim te ondersteunen, kunnen formuleerders gecertificeerde microbieelvriendelijke* filters gebruiken uit de dsm-firmenich PARSOL® portfolio, zoals PARSOL® 1789, PARSOL® Shield en PARSOL® EHT. We bieden ook Flor'Active Defense SPF 30 - een als eerste op de markt gecertificeerde microbieelvriendelijke* zonnebrandformule die de microbiële diversiteit van de huid respecteert, beschermt tegen UV-straling en de gezondheid van de huid ondersteunt (afb. 5).

Fig. 5 Flor'Active Defense SPF 30 - een eerste gecertificeerde microbioomvriendelijke zonnebrandformule die op de markt is.

Voor meer informatie over het onderzoek of voor ondersteuning bij UV-filters en formuleringen kunt u contact met ons opnemen.

Ga voor meer informatie over het microbioom van de huid naar onze Secret Life of Skin content hub.

Referenties

Callewaert, C. et al. Huidmicrobioom en de wisselwerking met het milieu. Am. J. Clin. Dermatol. 21, 4-11 (2020).

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

2. Byrd, A.L., Y. Belkaid, en J.A. Segre, Het microbioom van de menselijke huid. Nat Rev Microbiol, 2018. 16(3): p. 143-155.

3. Bloemen, L. en E.A. Grice, De huidmicrobiota: Risico en beloning in evenwicht brengen. 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., Ultraviolette straling, zowel UVA als UVB, beïnvloedt de samenstelling van het huidmicrobioom. Exp Dermatol, 2019. 28(2): p. 136-141.

6. Patra, V., et al., Skin Microbiome Modulates the Effect of Ultraviolet Radiation on Cellular Response and Immune Function. 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 als biomarker van het gezonde vaginale kanaal. Ann Biol Clin (Parijs), 2016. 74(4): p. 421-7.

9. Dempsey, E. en S.C. Corr, Lactobacillus spp. for Gastrointestinal Health: Huidige en toekomstige perspectieven. Front Immunol, 2022. 13: p. 840245.

10. Delanghe, L., et al., De rol van lactobacillen bij het remmen van huidpathogenen. 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., Topical dermocosmetics and acne vulgaris. Dermatol Ther, 2021. 34(1): p. e14436.

13. Lee, Y.B., E.J. Byun, and H.S. Kim, Potential Role of the Microbiome in Acne: Een uitgebreid overzicht. J Clin Med, 2019. 8(7).

14. Dagnelie, M.A., et al., Decrease in Diversity of Propionibacterium acnes Phylotypes in Patients with Severe Acne on the Back. Acta Derm Venereol, 2018. 98(2): p. 262-267.

15. Kim, H.J., et al., Leeftijdsgerelateerd humaan huidmicrobioom en mycobioom bij Koreaanse vrouwen. Sci Rep, 2022. 12(1): p. 2351.

Uitgelichte formuleringen

Flor'Active Defense Hydraterende Crème SPF 30 Formulering

Een microbioomvriendelijke hydraterende crème met een mild conserveringssysteem dat de huidbarrière extra versterkt, naast UV-bescherming.

Downloads

UV-filters - De voordelen ontdekken die verder gaan dan bescherming tegen zonnebrand

DSM heeft een overzicht gemaakt van wetenschappelijke studies naar de rol van UV-filters op vijf gebieden...

Downloaden