Objective: To characterize the scalp microbial composition, function, and connection to dandruff severity using a metagenomics approach and to understand the impact of a Piroctone Olamine containing anti-dandruff shampoo on the scalp microbiome.
Methods: Shotgun metagenomics was used to characterize the composition of the scalp microbiomes from 94 subjects with and without clinically defined dandruff. Furthermore, the microbiome of the scalps of 100 dandruff sufferers before and after 3 weeks of treatment with either control or anti-dandruff shampoo containing 0.5% Piroctone Olamine (PO) was characterized and compared to identify microorganisms associated with the dandruff condition and the associated pathways and processes that may contribute to PO's effect on scalp microbiome.
Results: A higher relative abundance of Malassezia restricta and Staphylococcus capitis and a lower abundance of Cutibacterium acnes were associated with the dandruff scalps relative to the no-dandruff scalps. A 3-week PO shampoo treatment reduced the relative abundance of Malassezia species and Staphylococcus capitis and increased the relative abundance of Cutibacterium acnes. This change to the scalp microbiome composition is consistent with a return to a healthy no-dandruff microbiome and improved clinical signs and symptoms as measured by adherent scalp flaking score (ASFS) compared with the control shampoo. Functional genomics analysis showed that the PO shampoo treatment reduced oxidative stress-associated genes and decreased the abundance of protease, urease, and lipase genes. These changes correlated positively to improvements in dandruff severity. PO treatment favourably shifted scalp microbiomes in dandruff subjects toward the no-dandruff state.
Conclusion: Our results suggest that part of the aetiology of dandruff can be attributed to dysbiosis of the scalp microbiome. PO treatment can restore a healthier microbiome, reducing oxidative stress and promoting better scalp health.
Objectif: Caractériser la composition microbienne du cuir chevelu, sa fonction et son lien avec la sévérité des pellicules à l’aide d’une approche métagénomique. Comprendre l’impact d’un shampooing antipelliculaire à base de piroctone olamine sur le microbiome du cuir chevelu. MÉTHODES: La métagénomique shotgun a été utilisée pour caractériser la composition des microbiomes du cuir chevelu de 94 sujets avec et sans pellicules définies cliniquement. Par ailleurs, le microbiome des cuirs chevelus de 100 personnes ayant des pellicules avant et après trois semaines de traitement par un shampooing témoin ou un shampooing antipelliculaire contenant 0,5 % de piroctone olamine (PO) a été caractérisé et comparé pour identifier les micro-organismes associés à l’état pelliculaire, et les voies et processus associés pouvant contribuer à l’effet de la PO sur le microbiome du cuir chevelu. RÉSULTATS: Une abondance relative plus élevée de Malassezia restricta et de Staphylococcus capitis, et une abondance plus faible de Cutibacterium acnes étaient associées aux cuirs chevelus avec des pellicules par rapport aux cuirs chevelus sans pellicules. Un traitement avec un shampooing contenant de la PO de 3 semaines a réduit l’abondance relative des espèces Malassezia et Staphylococcus capitis, et a augmenté l’abondance relative de Cutibacterium acnes. Cette modification de la composition du microbiome du cuir chevelu est cohérente avec un retour à un microbiome sain sans pellicules, et une amélioration des signes et symptômes cliniques mesurés par le score de desquamation du cuir chevelu adhérent (Adherent Scalp Flaking Score, ASFS) par rapport au shampooing témoin. L’analyse génomique fonctionnelle a montré que le traitement avec un shampooing contenant de la PO réduisait les gènes associés au stress oxydatif et diminuait l’abondance des gènes de la protéase, de l’uréase et de la lipase. Ces modifications étaient corrélées positivement à des améliorations de la sévérité des pellicules. Le traitement avec la PO a favorisé l’évolution des microbiomes du cuir chevelu des sujets ayant des pellicules vers un état sans pellicules.
Conclusion: Nos résultats suggèrent qu’une partie de l’étiologie des pellicules peut être attribuée à la dysbiose du microbiome du cuir chevelu. Le traitement avec la PO peut rétablir un microbiome plus sain, en réduisant le stress oxydatif et en favorisant une meilleure santé du cuir chevelu.
Keywords: dandruff; genetic analysis; hair treatment; metagenomics; microbiology; piroctone olamine.
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