Skip to main content

Immuunijärjestelmämme tarvitsee mikrobialtistusta – Re-Connecting Nature® -uutteen tuoma monimuotoinen mikrobialtistus tukee immuunijärjestelmän toimintaa

Kirjoittanut:

Johanna Kalmari

Uute Scientific Oy

Haartmaninkatu 4, 00014 Helsinki, FINLAND

FM Johanna Kalmari on valmistunut Itä–Suomen yliopistosta pääaineenaan molekyylibiologia ja geeniteknologia. Johanna
työskenteli aiemmin ympäristöbiotekniikan alalla ja tällä hetkellä hän on Uute Scientific Oy:n projektipäällikkö sekä tohtoriopiskelija
Tampereen Yliopistossa, Lääketieteen ja Terveysteknologian tiedekunnassa.

IIDA MÄKELÄ

Uute Scientific Oy

Haartmaninkatu 4, 00014 Helsinki, FINLAND

FM Iida Mäkelä on valmistunut Helsingin Yliopiston Ympäristön muutos ja globaali kestävyys maisteriohjelmasta vuonna 2021. Iida
on aiemmin työskennellyt ADELE–tutkimushankkeessa, jonka tavoitteena on tutkia ja löytää luontopohjaisia ratkaisuja
immuunijärjestelmän häiriöiden kasvavaan määrään erityisesti kaupungeissa. Hän työskentelee tuotepäällikkönä Uute Scientific
Oy:ssä, sekä tekee väitöskirjaansa Helsingin Yliopiston ympäristöalan tieteidenvälisessä tohtoriohjelmassa.

Immuunijärjestelmämme Tarvitsee Mikrobialtistusta
Re-connecting Nature™ -uutteen Tuoma Monimuotoinen Mikrobialtistus Tukee Immuunijärjestelmän Toimintaa

AVAINSANAT: Biodiversiteetti, Kaupungistuminen, Immuunivälitteiset sairaudet, Ympäristö, Mikrobiomi, Sytokiini, Hyödyt iholle

TIIVISTELMÄ: Biologisen monimuotoisuuden väheneminen, kaupungistuminen ja immuunivälitteiset sairaudet ovat lisääntyneet
samanaikaisesti. Immuunijärjestelmä tarvitsee jatkuvaa stimulaatiota ympäristöstä toimiakseen kunnolla ja erottaakseen haitalliset
kohteet harmittomista. Yksinkertaisesti sanottuna: tuhoa patogeeniset mikrobit, älä omia solujasi. Altistuminen ympäristön mikro–
organismeille tuo monimuotoisuutta iholle ja suolistoon ja auttaa immuunijärjestelmäämme hiljentämään tulehdukseen johtavia
signaaleja. Re–Connecting Nature® on mikrobiuute Suomen luonnosta ja se on suunniteltu lisättäväksi kuluttajatuotteisiin. Se takaa
runsaan määrän turvallista mikrobialtistusta erityisesti niille ihmisille, jotka eivät ole päivittäin kosketuksissa luontoon. In vitro
tutkimuksen mukaan Re–Connecting Nature® käsittely vähentää tulehdusta edistävien sytokiinien muodostumista ihomallissa ja
viimeisin in vivo tutkimus tukee saatuja in vitro havaintoja. Ihon suojakerroksen toiminta vahvistui Re–Connecting Nature® –uutetta
sisältäneen voiteen käytöllä jo kolmessa viikossa. Tulos on linjassa aiempien yliopistotutkimusten kanssa, joissa lisätty kontakti
luontoon vaikutti myönteisesti päiväkotilasten immuunipuolustusta säätelevien sytokiinien tasoon.

Biologinen Monimuotoisuus Kasvattaa Immuunijärjestelmän Säätelykykyä

Urbaani, rakennettu ympäristö ja muutokset elämäntavoissa ovat vähentäneet ihmisten kosketusta luontoon ja sen biologiseen
monimuotoisuuteen. Maailman allergiajärjestö on huolissaan kaupungistumisen tuomasta ympäristön monimuotoisuuden
köyhtymisestä. Makrotason monimuotoisuuden (esim. kasvit) vähentyminen kaupungeissa tuo mukanaan mikrotason köyhtymisen
(mikrobit), jolloin ihmisen saama mikrobialtistus on pienempi. Tämä heikentää immuunijärjestelmän säätelykykyä ja johtaa lopulta
tulehdustilaan ja sairauksiin (1). Suomen kansallinen allergiaohjelma vuosina 2008–2018 muutti asenteita allergeenien välttämisestä
niille siedättämiseen ja onnistui vähentämään allergioiden ja astman esiintyvyyttä (2).


Biodiversiteettihypoteesin mukaan kosketus luontoympäristöön rikastuttaa ihmisen mikrobiomia, edistää immuunijärjestelmän
tasapainoa ja suojaa allergioilta sekä tulehduksellisilta häiriötiloilta (7). Ihmiset ovat kehittyneet elämään yhdessä mikro–organismien kanssa, ja siksi jokapäiväinen kontakti ympäristön mikrobeihin ylläpitää immuunijärjestelmää sääteleviä toimintoja, jotka
tasapainottavat reaktioita vieraisiin proteiineihin, kuten allergeeneihin. Immuunijärjestelmällä on vaikeuksia erottaa vaaralliset
signaalit vaarattomista, jos vuoropuhelu ympäristön mikrobien kanssa puuttuu. Tällöin voi käydä niin, että immuunijärjestelmä
tunnistaa siitepölyn virukseksi (4). Vähentynyt biodiversiteettialtistus ja muutokset suolen ja ihon mikrobiomissa ovat yhteydessä
moniin häiriöihin, jotka liittyvät kohonneeseen tulehdusvasteeseen, kuten astmaan, allergiaan, tulehdukselliseen suolistosairauteen,
tyypin 1 diabetekseen ja liikalihavuuteen (1,5).


Ihon, suolen ja hengitysteiden kautta tapahtuva altistuminen ympäristön mikrobeille saa molekyylitasolla aikaan positiivisia,
immuunijärjestelmää sääteleviä tapahtumaketjuja ja samaan aikaan epäedulliset tulehdukselliset vasteet vaimentuvat (5).
Ympäristömikrobien jatkuvasti stimuloima immuunijärjestelmä tuottaa järjestelmää sääteleviä T–soluja (Treg), joita tarvitaan
vaimentamaan tulehdusvasteita. Stimuloinnin puuttuessa Treg solujen määrä vähenee (3,6). Myös epiteelisolut tarvitsevat
mikrobivuorovaikutusta eheyden, sietokyvyn ja kudosten korjaustoimintojen kehittymiselle ja ylläpitämiselle. Ilman riittävää
mikrobistimulaatiota aktivoituu toinen polku, itseään ylläpitävä järjestelmä, jossa on lisääntynyt määrä tulehdusvälittäjiä ja näitä
sietäviä mikrobeja. Ympäristö muokkaa immuunijärjestelmäämme myös epigeneettisillä mekanismeilla, joissa ympäristötekijät
aktivoivat ja hiljentävät geenejä. Tämä epigeneettinen modulaatio on erityisen tärkeää varhaislapsuudessa, mutta muutoksia voi
tapahtua myös myöhemmin (5).


Ihon ja suolen pinnalla elävä mikrobiomi on tärkeä immuunijärjestelmälle ja terveydelle. Tilanne, jossa jonkin lajin määrä kasvaa
ylettömästi toisten määrän vähetessä (=dysbioosi), yhdistetään sairauksiin kuten atooppiseen ihottumaan (14). Ihon ja suolen
mikrobiomi koostuu sekä väliaikaisista että pysyvistä mikrobeista ja on siten ainakin osittain jatkuvassa, muuttuvassa
vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa (1). Ympäristö muuttaa siten mikrobiomiamme, ja on osoitettu, että atooppista ihottumaa
sairastavien asuinympäristössä on alhaisempi biologinen monimuotoisuus ja pienempi gammaproteobakteerien monimuotoisuus
iholla kuin terveillä yksilöillä (27). Jotkut ympäristöstä peräisin olevat mikrobit ovat erityisen hyödyllisiä terveydelle ja niillä on
tulehdusta ehkäiseviä ominaisuuksia. Esimerkiksi gammaproteobakteerit ja siihen kuuluva Acinetobacter–suku tehostaa
immuunisäätelyä (8, 14) ja ehkäisee allergista herkistymistä ja keuhkojen tulehdusta (10). Pohjoisista metsänpohjista löytyvällä
Mycobacterium suvun bakteereilla on tulehdusta ehkäiseviä ominaisuuksia ja ne on yhdistetty mielialaa ja oppimista parantavaan
vaikutukseen sekä stressin ja masennuksen lieventymiseen (9, 14).


Positiivisia tuloksia on saatu interventiokokeista, joissa on palautettu kosketus mikrobiologisesti monimuotoisiin
luonnonmateriaaleihin ja siten saatu aikaan hyödyllisiä immunologisia muutoksia (11–14). Eräässä päiväkotitutkimuksessa
metsäpohjainen piha monipuolisti lasten ihon ja suolen mikrobiomia, lisäsi immuunijärjestelmää säätelevien Treg solujen määrää ja
muutti sytokiinisuhdetta edullisempaan suuntaan jo 28 päivän aikana. Toisessa, pidempikestoisessa päiväkotitutkimuksessa
biologisesti monimuotoinen metsäpohjakasvillisuus ja turve monipuolisti lasten ihon kommensaalimikrobistoa ja vähensi
mahdollisten patogeenien määrää verrattuna tavanomaiseen kaupunkimaiseen päiväkotiympäristöön (14).


Mikrobien tunnistus tapahtuu reseptoreissa (Pattern Recognition Receptors, PRR), joita löytyy erityyppisistä soluista, kuten ihon
keratinosyyteistä. Reseptorit tunnistavat mikrobien molekyylirakenteita, kuten lipoproteiineja (29, 30), ja tästä syystä rakenteet
tunnistetaan ja immuunivaste syntyy, vaikka mikrobit olisivat inaktivoituja (10, 28). Re–Connecting Nature® –uute on patentoitu,
uraauurtava mikrobiologinen valmiste, joka on kehitetty Tampereen ja Helsingin yliopistoissa. Se sisältää vähintään 600 erilaista
bakteerilajia (mukaan lukien hyödylliset Acinetobacter ja Mycobacterium suvut) turvallisessa muodossa: inaktivoituina, mutta
biokemiallisesti tunnistettavina antamaan immuunijärjestelmälle sen tarvitsemaa luontoaltistusta. Re–Connecting Nature® –uutetta
on tällä hetkellä saatavilla useiden eri valmistajien kosmetiikkatuotteissa, ja myös Ruskovilla on tehnyt oman Metsä –malliston, jossa
tekstiileihin on lisätty Re–Connecting Nature® –uutetta.

Kuva 1. Ihon läpi tapahtuva veden haihtuminen (transepidermal water loss, TEWL g/m2h) ennen kemikaaliärsytystä (SLS irritation) ja
sen jälkeen. Testialueilla oli käytetty voiteita, joko Re–Connecting Nature® (RCN) –uutetta sisältävää tai lumevoidetta (Placebo), kolme
viikkoa ennen ärsytystä sekä ärsytyksen jälkeen. Lumevoiteella käsitelty iho reagoi voimakkaammin kemikaaliärsytykseen kuin Re–
Connecting Nature® –uutetta sisältävällä voiteella käsitelty ihoalue. Ero oli tilastollisesti merkitsevä (N=6; P–value <0.05, parittainen
t–testi keskiarvoille).

Re-connecting nature® -uutteen tuomat hyödyt iholle

Perustuen kirjallisuuteen ja tässä esitettyihin in vitro sekä in vivo koetuloksiin, Re-Connecting Nature® -uutetta sisältävien tuotteiden
käytöllä on useita hyötyjä iholle. Re-Connecting Nature® -uute suositetulla pitoisuudella tukee ihon luonnollisen mikrobiomin
monimuotoisuutta ja voi estää patogeenien, kuten S. aureus bakteerin liiallista kasvua. Re-Connecting Nature® -uute voi tukea myös
ihon suojakerroksen toimintaa alentamalla tulehdusta edistävien (erityisesti IL-4, IL-13, TNFα and IFNγ) sytokiinien määrää, jotka on
yhdistetty ihon suojakerroksen toiminnan häiriöihin useissa tutkimuksissa (15-21). Atooppiseen ihottumaan liitetään tyypillisesti ihon
suojakerroksen toiminnan häiriö, S. aureus patogeenin ylikasvu ja kohonneet IL-4 ja IL-13 sytokiinien tasot (18, 31). Lisäksi siihen
liittyy kutina, joka on ainakin osittain IL-4 sytokiinin välittämää (22). Tarvitaan lisää tutkimuksia, mutta perustuen kirjallisuuteen ja
saatuihin in vitro ja in vivo koetuloksiin vaikuttaa siltä, että Re-Connecting Nature® -uutteella on vahva potentiaali atooppisen
ihottuman oireiden lievittämiseen sekä normaali ihon suojakerroksen vahvistamiseen.

Ihon suojakerroksen häiriötä voi esiintyä myös ilman kliinistä sairautta. Suojakerroksen toiminta alkaa heikentyä ja korjaantuminen
hidastua 55 ikävuoden jälkeen. Ikääntyvässä ihossa on todettu matala-asteista tulehdusta (23). Myös psykologinen stressi häiritsee
ihon suojakerroksen toimintaa, joka voi liittyä stressin aikaansaamaan lisääntyneeseen tulehdusta edistävien sytokiinien
muodostumiseen (16). Jotkut sytokiinit, kuten TNFα and IFNg, inhiboivat myös kollageenin muodostumista (24, 25). Näin ollen
tulehdusta edistävien sytokiinien määrän alentaminen auttaa säilyttämään ihon suojakerroksen normaalin toiminnan ja kollageenin
muodostumisen ikääntyvässä ihossa ja stressaavissa elämäntilanteissa. Sytokiinien kuten IFNg määrän alentaminen voi myös
nopeuttaa ihon uusiutumista ja korjaantumista (25). Liiallisen UV-säteilyn aikaansaamat oireet auringon polttamassa ihossa
aiheutuvat tulehduksellisista reaktioista, kuten TNFα ja IL-1b muodostumisesta (26). Alentamalla tulehdusta edistävien sytokiinien
määrää voidaan helpottaa myös auringonpolttamaan ihoon liittyvää punoitusta ja ärsytystä.

 

Kirjallisuuskatsaus yhdistää alentuneet tulehdusta edistävien sytokiinien tasot ihohyötyihin. Tiedon yhdistäminen saatuihin in vitro
tuloksiin avaa lupaavia mahdollisuuksia Re–Connecting Nature® –uutteen käytölle eri tuotteissa. Tehty in vivo tutkimus tuki edelleen
in vitro ihomallissa saatuja sytokiinituloksia. Re–Connecting Nature® –uutteen säännöllisen käytön hyödyt näkyivät jo kolmessa
viikossa ihon korkeampana stressinsietokykynä kemiallista ärsytystä vastaan. Ihonhoidollisten hyötyjen lisäksi pitkän aikavälin
tavoitteemme on kehittää keinoja immuunivälitteisten sairauksien ehkäisyyn.

Lähteet
  1. Haahtela, T., Holgate, S., Pawankar, R., Akdis, C. A., Benjaponpitak, S., Caraballo, L., … & von Hertzen, L. (2013). The biodiversity hypothesis and allergic disease: world allergy organization position statement. World Allergy Organization Journal, 6, 3.
  2. Haahtela, T., Von Hertzen, L., Mäkelä, M., Hannuksela, M., Klaukka, T., Korhonen, K., … & Vidgren, P. (2008). Kansallinen allergiaohjelma 2008–2018–aika muuttaa suuntaa. Suomen lääkärilehti, 14(2008), 9–22.
  3. Fox, M., Knapp, L. A., Andrews, P. W., & Fincher, C. L. (2013). Hygiene and the world distribution of Alzheimer’s disease. Epidemiological evidence for a relationship between microbial environment and age–adjusted disease burden. Evolution, medicine, and public health, 2013(1), 173–186.
  4. Haahtela, T. (2022). Biodiversity for resilience—What is needed for allergic children. Pediatric Allergy and Immunology, 33(5), e13779.
  5. Von Hertzen, L., Hanski, I., & Haahtela, T. (2011). Natural immunity: biodiversity loss and inflammatory diseases are two global megatrends that might be related. EMBO reports, 12(11), 1089–1093.
  6. Vukmanovic–Stejic, M., Zhang, Y., Cook, J. E., Fletcher, J. M., McQuaid, A., Masters, J. E., … & Akbar, A. N. (2006). Human CD4+ CD25 hi Foxp3+regulatory T cells are derived by rapid turnover of memory populations in vivo. The Journal of clinical investigation, 116(9), 2423–2433.
  7. Haahtela, T. (2019). A biodiversity hypothesis. Allergy, 74(8), 1445–1456.
  8. Hanski, I. (2014). Biodiversity, microbes and human well–being. Ethics in Science and Environmental Politics, 14(1), 19–25.
  9. Frank, M. G., Fonken, L. K., Dolzani, S. D., Annis, J. L., Siebler, P. H., Schmidt, D., … & Lowry, C. A. (2018). Immunization with Mycobacterium vaccae induces an anti–inflammatory milieu in the CNS: attenuation of stress–induced microglial priming, alarmins and anxiety–like behavior. Brain, behavior, and immunity, 73, 352–363.
  10. Fyhrquist, N., Ruokolainen, L., Suomalainen, A., Lehtimäki, S., Veckman, V., Vendelin, J., … & Alenius, H. (2014). Acinetobacter species in the skin microbiota protect against allergic sensitization and inflammation. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 134(6), 1301–1309.
  11. Nurminen, N., Lin, J., Grönroos, M., Puhakka, R., Kramna, L., Vari, H. K., … & Sinkkonen, A. (2018). Nature–derived microbiota exposure as a novel immunomodulatory approach. Future microbiology, 13(07), 737–744.
  12. Roslund, M. I., Puhakka, R., Grönroos, M., Nurminen, N., Oikarinen, S., Gazali, A. M., … & ADELE Research Group. (2020). Biodiversity intervention enhances immune regulation and health–associated commensal microbiota among daycare children. Science advances, 6(42), eaba2578.
  13. Grönroos, M., Parajuli, A., Laitinen, O. H., Roslund, M. I., Vari, H. K., Hyöty, H., … & Sinkkonen, A. (2019). Short‐term direct contact with soil and plant materials leads to an immediate increase in diversity of skin microbiota. MicrobiologyOpen, 8(3), e00645.
  14. Roslund, M. I., Puhakka, R., Nurminen, N., Oikarinen, S., Siter, N., Grönroos, M., … & Vari, H. K. (2021). Long–term biodiversity intervention shapes health–associated commensal microbiota among urban day–care children. Environment International, 157, 106811.
  15. Hänel, K. H., Cornelissen, C., Lüscher, B., & Baron, J. M. (2013). Cytokines and the skin barrier. International journal of molecular sciences, 14(4), 6720–6745.
  16. Altemus, M., Rao, B., Dhabhar, F. S., Ding, W., & Granstein, R. D. (2001). Stress–induced changes in skin barrier function in healthy women. Journal of Investigative Dermatology, 117(2), 309–317.
  17. Howell, M. D., Kim, B. E., Gao, P., Grant, A. V., Boguniewicz, M., DeBenedetto, A., … & Leung, D. Y. (2009). Cytokine modulation of atopic dermatitis filaggrin skin expression. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 124(3), R7–R12.
  18. Howell, M. D., Fairchild, H. R., Kim, B. E., Bin, L., Boguniewicz, M., Redzic, J. S., … & Leung, D. Y. (2008). Th2 cytokines act on S100/A11 to downregulate keratinocyte differentiation. Journal of Investigative Dermatology, 128(9), 2248–2258.
  19. Kim, B. E., Leung, D. Y., Boguniewicz, M., & Howell, M. D. (2008). Loricrin and involucrin expression is down–regulated by Th2 cytokines through STAT–6. Clinical immunology, 126(3), 332–337.
  20. Tsuchisaka, A., Furumura, M., & Hashimoto, T. (2014). Cytokine regulation during epidermal differentiation and barrier formation. Journal of investigative dermatology, 134(5), 1194–1196.
  21. Soyka, M. B., Wawrzyniak, P., Eiwegger, T., Holzmann, D., Treis, A., Wanke, K., … & Akdis, C. A. (2012). Defective epithelial barrier in chronic rhinosinusitis: the regulation of tight junctions by IFN–γ and IL–4. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 130(5), 1087–1096.
  22. Trier, A. M., & Kim, B. S. (2018). Cytokine modulation of atopic itch. Current opinion in immunology, 54, 7–12.
  23. Kinn, P. M., Holdren, G. O., Westermeyer, B. A., Abuissa, M., Fischer, C. L., Fairley, J. A., … & Brogden, N. K. (2015). Age–dependent variation in cytokines, chemokines and biologic analytes rinsed from the surface of healthy human skin. Scientific reports, 5(1), 1–8.
  24. Borg, M., Brincat, S., Camilleri, G., Schembri–Wismayer, P., Brincat, M., & Calleja–Agius, J. (2013). The role of cytokines in skin aging. Climacteric, 16(5), 514–521.
  25. Shen, H., Yao, P., Lee, E., Greenhalgh, D., & Soulika, A. M. (2012). Interferon‐gamma inhibits healing post scald burn injury. Wound Repair and Regeneration, 20(4), 580–591.
  26. Abeyama, K., Eng, W., Jester, J. V., Vink, A. A., Edelbaum, D., Cockerell, C. J., … & Takashima, A. (2000). A role for NF–κB–dependent gene transactivation in sunburn. The Journal of clinical investigation, 105(12), 1751–1759.
  27. Hanski, I., von Hertzen, L., Fyhrquist, N., Koskinen, K., Torppa, K., Laatikainen, T., … & Haahtela, T. (2012). Environmental biodiversity, human microbiota, and allergy are interrelated. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(21), 8334–8339.
  28. González‐Rodríguez, M. I., Nurminen, N., Kummola, L., Laitinen, O. H., Oikarinen, S., Parajuli, A., … & ADELE Research Group. (2022). Effect of inactivated nature‐derived microbial composition on mouse immune system. Immunity, Inflammation and Disease, 10(3), e579.
  29. Takeuchi, O., & Akira, S. (2010). Pattern recognition receptors and inflammation. Cell, 140(6), 805–820.
  30. Miller, L. S. (2008). Toll–like receptors in skin. Advances in dermatology, 24, 71.
  31. Nakatsuji, T., Chen, T. H., Two, A. M., Chun, K. A., Narala, S., Geha, R. S., … & Gallo, R. L. (2016). Staphylococcus aureus exploits epidermal barrier defects in atopic dermatitis to trigger cytokine expression. Journal of Investigative Dermatology, 136(11), 2192–2200.

CONTACT US

Call or email us, and we can give you immediate guidance and support as you explore how Re-Connecting Nature™ can be integrated into your products.

+ 358 50 591 4594
info@uutescientific.com
Message us your enquiry