Ochiul are o colecție de microbi care trăiesc la suprafață, care îl mențin sănătos. photoJS / Shutterstock.com

Este posibil să fiți familiarizat cu ideea că intestinul și pielea dvs. găzduiesc o colecție de microbi - ciuperci, bacterii și viruși - care sunt vitale pentru a vă menține sănătos. Știai însă că ochii tăi găzduiesc și o menajerie unică de microbi? Împreună, ei sunt numiți microbiom ocular. Când acești microbi sunt dezechilibrați - prea mulți sau prea puțini dintre anumite tipuri - pot apărea boli oculare.

Cu un studiu recent care arată bacteriile trăiesc la suprafața ochiului și stimulează imunitatea protectoare, oamenii de știință încep să descopere factorii microbieni care pot fi exploatați pentru a crea terapii inovatoare pentru o serie de tulburări oculare, cum ar fi Boală de ochi uscați, Sindromul Sjogren și cicatrici corneene. Într-o zi, ar putea fi posibil să se proiecteze bacterii pentru tratarea bolilor oculare la om.

Sunt imunolog studierea modului în care ochiul previne infecția. Am devenit interesat de acest domeniu, deoarece oamenii primesc doar doi ochi și înțelegerea modului în care bacteriile afectează imunitatea poate fi cheia pentru a evita până la 1 milion de vizite la medic pentru infecții oculare și pentru a economisi 174 milioane de dolari SUA pe an numai în SUA.

Microbiom ocular

Atunci când discută despre microbiom, majoritatea oamenilor de știință se gândesc, de obicei, la intestin și meritat; cercetătorii cred că un colon poate adăpostesc mai mult de 10 trilioane de bacterii. Acestea fiind spuse, o atenție sporită este acum concentrată asupra impactului pe care îl au microbiomii pe alte site-uri, inclusiv pe cel al piele, și zone cu foarte puține bacterii, cum ar fi plămâni, vagin și ochi.

În ultimul deceniu, rolul microbiomului în sănătatea oculară a fost controversat. Oamenii de știință credeau că ochilor sănătoși le lipsește un microbiom organizat. Studiile au arătat că bacteriile din aer, mâini sau marginile pleoapelor ar putea fi prezente pe ochi; cu toate acestea, mulți credeau că acești microbi au fost pur și simplu uciși sau spălați de fluxul continuu de lacrimi.

Purtarea lentilelor de contact modifică microbiomul ocular. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Abia de curând oamenii de știință au ajuns la concluzia că ochiul adăpostește, într-adevăr, un microbiom „central” care pare dependent de acesta vârstă, regiune geografică, etnie, uzura lentilelor de contact și starea bolii. „Nucleul” este limitat la patru genuri de bacterii Stafilococii, Difteroidii, Propionibacterii și Streptococi. În plus față de aceste bacterii, cuplați virusul teno, implicat în unele boli intraoculare, se numără, de asemenea, ca membru al microbiomului de bază, deoarece este prezent la suprafața ochiului a 65% dintre indivizii sănătoși.

Acest lucru sugerează că medicii ar trebui să se gândească mai profund la riscurile și beneficiile pentru microbiom atunci când prescriu antibiotice. Antibioticele pot ucide bacteriile care oferă un beneficiu ochiului.

Într-un studiu recent care a cuprins mai mult de un deceniu și a inclus peste 340,000 de pacienți în SUA, autorii au descoperit că antibioticele au fost folosite pentru a trata 60% din conjunctivita acută (ochi roz) cazuri. Dar infecțiile virale sunt cele mai probabile cauze ale ochiului roz și nu pot fi tratate cu antibiotice. Mai izbitoare, chiar și cazuri cauzate de bacterii des rezolva in 7-10 zile fara interventie. Este bine cunoscut faptul că utilizarea excesivă sau inadecvată a antibioticelor poate perturba microbiomul, ducând la infecţie, autoimunitate și chiar cancer.

Descoperirea unui microb care colonizează ochii

În ultimul deceniu, studiile care evaluează microbiomul ocular și boala au crescut. Au generat o cantitate imensă de date, dar majoritatea sunt corelative. Aceasta înseamnă că anumite bacterii au fost legate de anumite boli, cum ar fi Sindromul Sjogren or cheratită bacteriană. Cu toate acestea, dacă aceste bacterii cauzează aceste boli este încă necunoscut.

În timpul petrecut la Institutul National de ochi, Am folosit șoareci pentru a identifica dacă bacteriile de la suprafața ochiului pot stimula un răspuns imunitar pentru a proteja ochiul de agenții patogeni orbiți, cum ar fi bacteria Pseudomonas aeuruginosa.

C. catarg bacterii (verzi) care trăiesc la suprafața unui ochi de șoarece. Tony St. Leger, CC BY-SA

În 2016, imunolog ocular Rachel Caspi la Institutul Național al Ochilor și am emis ipoteza că bacteriile protectoare trăiau aproape sau la ochi. Într-adevăr, am găsit o bacterie rezidentă, Corynebacterium mastitidis (C. catarg), care stimulează celulele imune să producă și să elibereze factori antimicrobieni care distrug microbii dăunători în lacrimi.

Printr-o serie de experimente, laboratorul Caspi a fost in stare sa arată pentru prima dată o relație de cauzalitate între C. catarg și un răspuns imun protector. Oricând C. catarg a fost prezent la suprafața ochilor, șoarecii au fost mai rezistenți la două specii de bacterii despre care se știe că provoacă orbire: Candida albicans și Pseudomonas aeuruginosa.

Acum, în laboratorul meu, am vrea să exploatăm această relație între C. catarg și imunitatea oculară pentru a dezvolta noi terapii pentru a preveni infecția și, posibil, pentru a viza boli mai răspândite, cum ar fi boala ochiului uscat.

Ingineria microbilor pentru a îmbunătăți sănătatea ochilor

Terapiile viitoare pentru tratarea bolilor uscate ale ochilor pot conține microbi proiectați pentru a trăi pe ochi și pentru a furniza substanțe chimice terapeutice. Timonina / Shutterstock.com

Primul pas către dezvoltarea unor astfel de terapii constă în modul în care bacteriile colonizează ochiul. Pentru aceasta, laboratorul meu colaborează cu Laboratorul Campbell la Universitatea din Pittsburgh, care găzduiește una dintre cele mai extinse colecții de bacterii oculare umane din țară. Cu setarea noastră experimentală unică cu șoareci și analize genetice avansate, putem folosi această bibliotecă microbiană pentru a începe să identificăm factorii specifici necesari pentru ca microbii să colonizeze suprafața ochiului.

Apoi, cu oftalmologi și optometriști în Centrul pentru ochi UPMC, începem să analizăm semnăturile imune din ochii pacienților sănătoși și bolnavi. Aici, speranța noastră este să folosim această tehnologie ca un nou instrument de diagnosticare pentru a viza microbii care cauzează boli, mai degrabă decât pentru tratarea imediată a infecțiilor cu antibiotice cu spectru larg care ucid și microbii buni.

În cele din urmă, unul dintre obiectivele noastre mai înalte este de a proiecta genetic bacteriile care colonizează ochii pentru a acționa ca vehicule de livrare pe termen lung la suprafața ochiului. În intestin, s-a demonstrat că bacteriile modificate genetic ameliorează boli precum colita.

Sperăm că această nouă terapie „prob-eye-otic” va acționa pentru a secreta factori de reglare imună, care ar limita simptomele asociate cu afecțiuni precum Boală de ochi uscați, care afectează în jur 4 de milioane de oameni în SUA pe an.

În acest domeniu în curs de dezvoltare, mai sunt multe de învățat înainte ca medicii să poată începe manipularea microbiomului ocular pentru a combate bolile. Dar într-o zi, probabil, mai degrabă decât să stropiți picături de ochi în ochii uscați, veți stropi într-o soluție cu unele bacterii care vă vor coloniza ochiul și vor secreta lubrifianții și alți factori care vă lipsesc corpul. Rămâneți aproape.

Despre autor

Tony St. Leger, profesor asistent de oftalmologie și imunologie, Universitatea din Pittsburgh

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

cărți_sănătate