Øjet har en samling mikrober, der lever på overfladen, der holder det sundt. photoJS / Shutterstock.com

Du er måske bekendt med ideen om, at din tarm og hud er hjemsted for en samling mikrober - svampe, bakterier og vira - der er vigtige for at holde dig sund. Men vidste du, at dine øjne også er vært for en unik mikroorganismer? Sammen kaldes de øjenmikrobiomet. Når disse mikrober er ude af balance - for mange eller for få af visse typer - kan der opstå øjensygdomme.

Med en nylig undersøgelse, der viser, at bakterier lever på overfladen af ​​øjet og stimulere beskyttende immunitet, forskere er begyndt at opdage de mikrobielle faktorer, der kan udnyttes til at skabe innovative terapier til en række øjenlidelser som Tør øjensygdom, Sjogrens syndrom hornhinde ardannelse. En dag kan det være muligt at konstruere bakterier til behandling af øjensygdomme hos mennesker.

Jeg er immunolog studere hvordan øjet forhindrer infektion. Jeg blev interesseret i dette felt, fordi mennesker kun får to øjne, og at forstå, hvordan bakterier påvirker immunitet, kan være nøglen til at undgå op til 1 million besøg hos lægen for øjeninfektioner og spare 174 millioner dollars om året kun i USA.

Øjenmikrobiom

Når man diskuterer mikrobiomet, tænker de fleste forskere normalt på tarmen og fortjent; forskere tror, ​​at et tyktarm kan huser mere end 10 billioner bakterier. Når det er sagt, fokuseres der nu mere på den indvirkning, mikrobiomer har på andre steder, herunder hudog områder med meget få bakterier, som f.eks lunger, vagina øjne.

I det sidste årti har mikrobiomet spillet i okulær sundhed var kontroversiel. Forskere mente, at sunde øjne manglede et organiseret mikrobiom. Undersøgelser viste, at der kunne være bakterier fra luften, hænderne eller øjenlågskanterne i øjet; mange troede imidlertid, at disse mikrober simpelthen blev dræbt eller skyllet væk af den kontinuerlige strøm af tårer.

Brug af kontaktlinser ændrer øjenmikrobiomet. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Først for nylig har forskere konkluderet, at øjet faktisk rummer et "kerne" mikrobiom, der synes afhængigt af aldergeografisk område, etnicitet, kontaktlinseslitage og sygdomstilstand. “Kernen” er begrænset til fire slægter af bakterier stafylokokker, Difteroider, Propionibakterier streptokokker. Ud over disse bakterier drejningsmoment teno-virus, impliceret i nogle intraokulære sygdomme, tæller også som et medlem af kernemikrobiomet, da det er til stede på overfladen af ​​øjet hos 65% af raske individer.

Dette antyder, at læger bør tænke dybere over risiciene og fordelene ved mikrobiomet, når de ordinerer antibiotika. Antibiotika kan dræbe bakterier, der giver øjet en fordel.

I en nylig undersøgelse, der spænder over mere end et årti og inkluderer mere end over 340,000 patienter i USA, fandt forfatterne det antibiotika blev brugt til behandling af 60% af akut konjunktivitis (lyserøde øjne) tilfælde. Men virusinfektioner er de mest sandsynlige årsager til lyserøde øjne og kan ikke behandles med antibiotika. Mere slående, selv tilfælde ofte forårsaget af bakterier løse på 7-10 dage uden indblanding. Det er velkendt, at overdreven eller upassende anvendelse af antibiotika kan forstyrre mikrobiomet, hvilket fører til infektion, autoimmunitet og endog kræft.

Opdage en øjenkoloniserende mikrobe

I løbet af det sidste årti er undersøgelser, der vurderer mikrobiomet i øjet og sygdommen, steget kraftigt. De har genereret en enorm mængde data, men det meste er korrelativ. Dette betyder, at visse bakterier har været forbundet med visse sygdomme, f.eks Sjogrens syndrom or bakteriel keratitis. Imidlertid er det stadig ukendt, om disse bakterier forårsager disse sygdomme.

I løbet af min tid på National Eye Institute, Brugte jeg mus til at identificere, om bakterier på overfladen af ​​øjet kunne stimulere et immunrespons for at beskytte øjet mod blændende patogener som bakterien Pseudomonas aeuruginosa.

C. mast bakterier (grønne), der lever på overfladen af ​​et øje med musen. Tony St. Leger, CC BY-SA

I 2016, okulær immunolog Rachel Caspi på National Eye Institute, og jeg antog, at beskyttende bakterier levede i nærheden af ​​eller på øjet. Faktisk fandt vi en hjemmehørende bakterie, Corynebacterium mastitidis (C. mast), der stimulerer immunceller til at producere og frigive antimikrobielle faktorer, der dræber skadelige mikrober i tårerne.

Gennem en række eksperimenter, Caspi-laboratoriet var i stand til viser for første gang et årsagsforhold mellem C. mast og et beskyttende immunrespons. Hver gang C. mast var til stede på øjenoverfladen, var mus mere resistente over for to arter af bakterier, der vides at forårsage blindhed: Candida albicans Pseudomonas aeuruginosa.

Nu i mit laboratorium, vil vi gerne udnytte dette forhold mellem C. mast og okulær immunitet til at udvikle nye terapier til forebyggelse af infektion og muligvis målrette mod mere udbredte sygdomme som tør øjensygdom.

Ingeniørmikrober til forbedring af øjens sundhed

Fremtidige behandlinger til behandling af tør øjensygdom kan indeholde mikrober konstrueret til at leve i øjet og levere terapeutiske kemikalier. Timonina / Shutterstock.com

Det første skridt mod at udvikle sådanne terapier er at finde ud af, hvordan bakterier koloniserer øjet. Til dette samarbejder mit laboratorium med Campbell Laboratorium ved University of Pittsburgh, som huser en af ​​de mest omfattende samlinger af menneskelige øjenbakterier i landet. Med vores unikke eksperimentelle setup med mus og avancerede genetiske analyser kan vi bruge dette mikrobielle bibliotek til at begynde at identificere specifikke faktorer, der kræves for at mikroberne koloniserer overfladen af ​​øjet.

Derefter med øjenlæger og optometrister i UPMC øjencenter, vi begynder at analysere immunsignaturerne i raske og syge patients øjne. Her er vores håb at bruge denne teknologi som et nyt diagnostisk værktøj til at målrette mod mikrober, der forårsager sygdom, snarere end straks at behandle infektioner med bredspektret antibiotika, der også dræber de gode mikrober.

Endelig er et af vores højere mål at genetisk konstruere øjenkoloniserende bakterier til at fungere som langvarige leveringsveje til overfladen af ​​øjet. I tarmen har genetisk modificerede bakterier vist sig at lindre sygdomme som colitis.

Vi håber, at denne nye "prob-eye-otic" terapi vil fungere for at udskille immunregulerende faktorer, hvilket vil begrænse symptomer forbundet med tilstande som Tør øjensygdom, som påvirker omkring 4 millioner mennesker i USA Per år.

I dette udviklingsfelt er der stadig meget at lære, før læger kan begynde at manipulere det okulære mikrobiom for at bekæmpe sygdom. Men en dag måske snarere end blot at sprøjte øjendråber i dine tørre øjne, sprøjter du i en opløsning med nogle bakterier, der koloniserer dit øje og udskiller smøremidlerne og andre faktorer, din krop mangler. Bliv hængende.

Om forfatteren

Tony St. Leger, lektor i oftalmologi og immunologi, University of Pittsburgh

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

bøger_sundhed