Published April 16, 2024
| Version v1
Publication
Open
Altered skin microbiome, inflammation, and JAK/STAT signaling in Southeast Asian ichthyosis patients
Creators
- 1. Yale University
- 2. University Medical Center HCMC
- 3. Hung Vuong Hospital
- 4. Can Tho University
- 5. Oxford University Clinical Research Unit
- 6. Queen Mary University of London
- 7. Children's Hospital 2
Description
Abstract Background Congenital ichthyosis (CI) is a collective group of rare hereditary skin disorders. Patients present with epidermal scaling, fissuring, chronic inflammation, and increased susceptibility to infections. Recently, there is increased interest in the skin microbiome; therefore, we hypothesized that CI patients likely exhibit an abnormal profile of epidermal microbes because of their various underlying skin barrier defects. Among recruited individuals of Southeast Asian ethnicity, we performed skin meta-genomics (i.e., whole-exome sequencing to capture the entire multi-kingdom profile, including fungi, protists, archaea, bacteria, and viruses), comparing 36 CI patients (representing seven subtypes) with that of 15 CI age-and gender-matched controls who had no family history of CI. Results This case–control study revealed 20 novel and 31 recurrent pathogenic variants. Microbiome meta-analysis showed distinct microbial populations, decreases in commensal microbiota, and higher colonization by pathogenic species associated with CI; these were correlated with increased production of inflammatory cytokines and Th17- and JAK/STAT-signaling pathways in peripheral blood mononuclear cells. In the wounds of CI patients, we identified specific changes in microbiota and alterations in inflammatory pathways, which are likely responsible for impaired wound healing. Conclusions Together, this research enhances our understanding of the microbiological, immunological, and molecular properties of CI and should provide critical information for improving therapeutic management of CI patients.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص الخلفية السماك الخلقي (CI) هو مجموعة جماعية من اضطرابات الجلد الوراثية النادرة. المرضى الذين يعانون من تحجيم البشرة، والشقوق، والالتهابات المزمنة، وزيادة التعرض للعدوى. في الآونة الأخيرة، هناك اهتمام متزايد بميكروبيوم الجلد ؛ لذلك، افترضنا أن مرضى CI من المحتمل أن يظهروا صورة غير طبيعية لميكروبات البشرة بسبب عيوب حاجز الجلد الكامنة المختلفة. من بين الأفراد المجندين من العرق في جنوب شرق آسيا، أجرينا ميتا جينوميات الجلد (أي التسلسل الكامل للمملكة لالتقاط ملف التعريف متعدد الممالك بأكمله، بما في ذلك الفطريات والأطياف الأولية والعتائق والبكتيريا والفيروسات)، ومقارنة 36 مريض CI (يمثلون سبعة أنواع فرعية) مع ضوابط 15 CI المطابقة للعمر والجنس الذين ليس لديهم تاريخ عائلي من CI. النتائج كشفت دراسة الحالة والتحكم هذه عن 20 متغيرًا جديدًا و 31 متغيرًا ممرضًا متكررًا. أظهر التحليل التلوي للميكروبيوم تجمعات ميكروبية متميزة، وانخفاضات في الكائنات الحية الدقيقة المتعايشة، واستعمارًا أعلى من قبل الأنواع المسببة للأمراض المرتبطة بـ CI ؛ كانت هذه مرتبطة بزيادة إنتاج السيتوكينات الالتهابية ومسارات إشارات Th17 - و JAK/STAT في الخلايا أحادية النواة الدموية الطرفية. في جروح مرضى التهابات الجهاز الهضمي، حددنا تغييرات محددة في الكائنات الحية الدقيقة والتغيرات في المسارات الالتهابية، والتي من المحتمل أن تكون مسؤولة عن ضعف التئام الجروح. الاستنتاجات معًا، يعزز هذا البحث فهمنا للخصائص الميكروبيولوجية والمناعية والجزيئية لـ CI ويجب أن يوفر معلومات مهمة لتحسين الإدارة العلاجية لمرضى CI.Translated Description (French)
Résumé Contexte L'ichtyose congénitale (IC) est un groupe collectif de troubles cutanés héréditaires rares. Les patients présentent une desquamation épidermique, une fissuration, une inflammation chronique et une sensibilité accrue aux infections. Récemment, le microbiome cutané a suscité un intérêt accru ; par conséquent, nous avons émis l'hypothèse que les patients atteints d'IC présentaient probablement un profil anormal de microbes épidermiques en raison de leurs divers défauts sous-jacents de la barrière cutanée. Parmi les personnes recrutées d'origine ethnique d'Asie du Sud-Est, nous avons effectué une méta-génomique de la peau (c.-à-d. un séquençage de l'ensemble de l'exome pour capturer l'ensemble du profil multi-royaume, y compris les champignons, les protistes, les archées, les bactéries et les virus), en comparant 36 patients atteints d'IC (représentant sept sous-types) avec 15 témoins appariés selon l'âge et le sexe qui n'avaient pas d'antécédents familiaux d'IC. Résultats Cette étude cas-témoins a révélé 20 nouveaux variants pathogènes et 31 variants pathogènes récurrents. La méta-analyse du microbiome a montré des populations microbiennes distinctes, des diminutions du microbiote commensal et une colonisation plus élevée par des espèces pathogènes associées à l'IC ; celles-ci étaient corrélées à une production accrue de cytokines inflammatoires et de voies de signalisation Th17 et JAK/STAT dans les cellules mononucléées du sang périphérique. Dans les plaies des patients atteints d'IC, nous avons identifié des changements spécifiques dans le microbiote et des altérations des voies inflammatoires, qui sont probablement responsables d'une altération de la cicatrisation des plaies. Conclusions Ensemble, ces recherches améliorent notre compréhension des propriétés microbiologiques, immunologiques et moléculaires de l'IC et devraient fournir des informations essentielles pour améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints d'IC.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes La ictiosis congénita (IC) es un grupo colectivo de trastornos cutáneos hereditarios raros. Los pacientes presentan descamación epidérmica, fisuras, inflamación crónica y mayor susceptibilidad a las infecciones. Recientemente, ha aumentado el interés en el microbioma de la piel; por lo tanto, planteamos la hipótesis de que los pacientes con IC probablemente exhiban un perfil anormal de microbios epidérmicos debido a sus diversos defectos subyacentes de la barrera cutánea. Entre los individuos reclutados de etnia del sudeste asiático, realizamos metagenómica de la piel (es decir, secuenciación de todo el exoma para capturar todo el perfil de múltiples reinos, incluidos hongos, protistas, arqueas, bacterias y virus), comparando 36 pacientes con IC (que representan siete subtipos) con los controles de 15 CI emparejados por edad y género que no tenían antecedentes familiares de IC. Resultados Este estudio de casos y controles reveló 20 variantes patógenas novedosas y 31 recurrentes. El metanálisis del microbioma mostró distintas poblaciones microbianas, disminuciones en la microbiota comensal y una mayor colonización por especies patógenas asociadas con CI; estos se correlacionaron con una mayor producción de citocinas inflamatorias y vías de señalización Th17 y JAK/STAT en células mononucleares de sangre periférica. En las heridas de los pacientes con IC, identificamos cambios específicos en la microbiota y alteraciones en las vías inflamatorias, que probablemente sean responsables del deterioro de la cicatrización de las heridas. Conclusiones En conjunto, esta investigación mejora nuestra comprensión de las propiedades microbiológicas, inmunológicas y moleculares de la IC y debería proporcionar información crítica para mejorar el manejo terapéutico de los pacientes con IC.Files
s40246-024-00603-x.pdf
Files
(6.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a61e847fa4cc8d67a18bd568d4ece854
|
6.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ميكروبيوم الجلد المتغير، والالتهاب، وإشارات JAK/STAT في مرضى السماك في جنوب شرق آسيا
- Translated title (French)
- Modification du microbiome cutané, de l'inflammation et de la signalisation JAK/STAT chez les patients atteints d'ichtyose en Asie du Sud-Est
- Translated title (Spanish)
- Alteración del microbioma cutáneo, inflamación y señalización de JAK/STAT en pacientes con ictiosis del sudeste asiático
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4394856247
- DOI
- 10.1186/s40246-024-00603-x
References
- https://openalex.org/W148476218
- https://openalex.org/W17274156
- https://openalex.org/W1964582198
- https://openalex.org/W1965525014
- https://openalex.org/W1968712737
- https://openalex.org/W2013813515
- https://openalex.org/W2018241111
- https://openalex.org/W2025155127
- https://openalex.org/W2026209513
- https://openalex.org/W2047774330
- https://openalex.org/W2072391821
- https://openalex.org/W2072970694
- https://openalex.org/W2077881600
- https://openalex.org/W2090734422
- https://openalex.org/W2097671337
- https://openalex.org/W2102742421
- https://openalex.org/W2105570709
- https://openalex.org/W2108281900
- https://openalex.org/W2119155691
- https://openalex.org/W2125158282
- https://openalex.org/W2130371694
- https://openalex.org/W2131316809
- https://openalex.org/W2131415145
- https://openalex.org/W2137036702
- https://openalex.org/W2143410886
- https://openalex.org/W2151911433
- https://openalex.org/W2153947402
- https://openalex.org/W2159145578
- https://openalex.org/W2465353761
- https://openalex.org/W2509522385
- https://openalex.org/W2512036091
- https://openalex.org/W2593244680
- https://openalex.org/W2731948244
- https://openalex.org/W2774136438
- https://openalex.org/W2784164089
- https://openalex.org/W2786532083
- https://openalex.org/W2798004989
- https://openalex.org/W2803832017
- https://openalex.org/W2807789068
- https://openalex.org/W2890271431
- https://openalex.org/W2891039527
- https://openalex.org/W2895950262
- https://openalex.org/W2898307788
- https://openalex.org/W2900959710
- https://openalex.org/W2901011713
- https://openalex.org/W2947636934
- https://openalex.org/W2949857618
- https://openalex.org/W3004517517
- https://openalex.org/W3010283495
- https://openalex.org/W3017153626
- https://openalex.org/W3030687156
- https://openalex.org/W3035310410
- https://openalex.org/W3081361112
- https://openalex.org/W3110670593
- https://openalex.org/W3157829990
- https://openalex.org/W3184907113
- https://openalex.org/W3201766263
- https://openalex.org/W4211188239
- https://openalex.org/W4214516582
- https://openalex.org/W4223484527
- https://openalex.org/W4281693417
- https://openalex.org/W4281772150
- https://openalex.org/W4281858460
- https://openalex.org/W4385971200