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Metabolic analysis of the cutaneous fungi Malassezia globosa and M. restricta for insights on scalp condition and dandruff

Authors


  • Presented at the International Federation of Societies of Cosmetic Chemists Conference, Bangkok, Thailand (2011).

Correspondence: A. Gordon James, Unilever Discover, Colworth Science Park, Sharnbrook, Bedford MK44 1LQ, UK. Tel.: +44 (0) 1234 222706; fax: +44 (0) 1234 248010; e-mail: Gordon.James@unilever.com

Synopsis

Dandruff is a global consumer problem, characterized by flaking and scaling of the scalp, accompanied by itch and irritancy. However, the aetiology of the condition remains poorly understood, although there is a strong consensus that the cutaneous fungi Malassezia globosa and M. restricta are a major contributory factor. Although there is a paucity of understanding on how these commensal microorganisms adopt a pathogenic phenotype, a rich source of potential insights now exists in the shape of the recently published whole-genome sequence of M. globosa, a functional annotation and metabolic reconstruction of which is freely accessible via the integrated microbial genomes (IMG) online community resource (http://www.hmpdacc-resources.org/cgi-bin/imgm_hmp/main.cgi). In these studies, we have taken a combined in-silico and in-vitro approach to investigate aspects of lipid and amino acid metabolism by M. globosa and M. restricta that have the potential to impact on scalp condition and dandruff. The IMG platform was employed to analyse the metabolism of triacylglycerols and fatty acids, as well as the aromatic amino acid tryptophan, by M. globosa, to investigate pro-inflammatory pathways linked in the literature to dandruff and pityriasis versicolour, respectively. Results were equivocal, leaving question marks over the ability of M. globosa to fully degrade unsaturated fatty acids and metabolize tryptophan to indole-3-pyruvic acid. In-vitro assay systems were then developed to study the biotransformation of these metabolites by both M. globosa and M. restricta, as well as their effect on human keratinocytes, and the results here indicated that neither unsaturated fatty acids nor indole derivatives are likely to be major aetiological factors in dandruff.

Résumé

Les pellicules sont un problème pour les consommateursau niveau mondial;ils sont caractérisées par l'écaillage et desquamation du cuir chevelu, et sont accompagnées de démangeaisons et d'irritation. Cependant, l'étiologie de la maladiereste mal comprise, bien qu'il y ait un consensus fort que les champignons cutanésMalassezia globosa et M. restricta font partie des principaux facteurs. Bien qu'il yait un manque de compréhension de la façon dont ces micro-organismes commensaux adoptent unphénotype pathogène, une source riche d'enseignements potentiels existe maintenant sous la forme de la séquence globale du génome de M. globosa publiée récemment, puisd'une annotation fonctionnelleet de la reconstruction du métabolisme qui sont librement accessible par la ressource communautaire en ligne ‘IntegratedMicrobialGenomes(IMG) (http://www.hmpdaccresources.org/cgi-bin/imgm_hmp/main.cgi). Dans cette étude, nous avons choisi une approche combinéein silico et in vitropour étudier les aspects du métabolisme des lipides et d'acides aminéspar M. globosa et M. restricta qui ont le potentiel d'avoir un impact sur ​​l'état du cuir cheveluet les pellicules. La plate-forme IMG a été utilisée pour analyser le métabolismepar M. globosades triglycérides et des acides gras, ainsi que du tryptophane, un acide aminé aromatique, pour enquêter sur les voies pro-inflammatoires liées selon la littérature aux pellicules et aupityriasis versicolor, respectivement. Les résultats sont ambigus, laissantouvert des questions sur la capacité de M. globosa de dégrader pleinement les acides gras insaturéset de métaboliser le tryptophane en indole-3-pyruvique acide. Des protocoles d'essai in vitro ont ensuite étédéveloppés pour étudier la biotransformation de ces métabolites à la fois par M. globosa etM. restricta, ainsi que leur effet sur ​​des kératinocytes humains; les résultats présentés iciindiquent que ni les acides gras insaturés ni les dérivés d'indole sont susceptibles d'être un importantfacteur étiologique dans l'apparition des pellicules.

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