Око має сукупність мікробів, що живуть на поверхні, які зберігають його здоровим. photoJS / Shutterstock.com

Вам може бути знайома думка про те, що у вашій кишці та шкірі є колекція мікробів - грибів, бактерій та вірусів - які життєво необхідні для збереження здоров’я. Але чи знали ви, що у ваших очах також є унікальна менажерія мікробів? Разом їх називають очним мікробіомом. Коли ці мікроби знаходяться в балансі - занадто багато або занадто мало певних типів - можуть виникнути очні захворювання.

Нещодавно проведене дослідження показало, що бактерії живуть на поверхні ока та стимулюють захисний імунітетвчені починають виявляти мікробні фактори, які можна використати для створення інноваційних методів терапії для різних очних розладів Хвороба сухих очей, Синдром Шегрена і рубці рогівки. Одного разу можливо інженерії бактерій для лікування очних захворювань у людини.

Я імунолог вивчення того, як око запобігає зараженню. Я зацікавився цією сферою, тому що люди отримують лише два очі, і розуміння того, як бактерії впливають на імунітет, може бути ключем до уникнення до мільйонів візитів 1 до лікаря для очних інфекцій та збереження Тільки в США 174 млн. Доларів США на рік.

Очний мікробіом

Обговорюючи мікробіом, більшість вчених зазвичай думають про кишки, і це заслужено; дослідники вважають, що одна кишка може містять більше ніж трильйон бактерій 10. Незважаючи на це, в даний час більше уваги приділяється впливу мікробіомів на інші сайти, включаючи шкіра, і області з дуже мало бактерій, як-от легкі, піхву і очі.

За останнє десятиліття роль мікробіома в очному здоров’ї було суперечливим. Вчені вважали, що у здорових очей не вистачає організованої мікробіоми. Дослідження показали, що на оці можуть бути бактерії з повітря, рук або повік; проте багато хто вважав, що ці мікроби були просто вбиті або змиті постійним потоком сліз.

Носіння контактних лінз змінює мікробіоми очей. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Лише нещодавно вчені прийшли до висновку, що очей справді має мікробіомом, який виявляється залежним від вік, географічний регіон, етнічна приналежність, зношення контактних лінз і стан хвороби. «Ядро» обмежене чотирма родами бактерій Staphylococci, Дифтероїди, Пропіонібактерії і Streptococci. Окрім цих бактерій, вірус крутого моменту, пов'язаний з деякими внутрішньоочними захворюваннями, також зараховується до складу основного мікробіома, оскільки він присутній на поверхні ока 65% здорових людей.

Це говорить про те, що лікарі повинні глибше задуматися про ризики та користь для мікробіома при призначенні антибіотиків. Антибіотики можуть вбивати бактерії, які надають користь для ока.

У недавньому дослідженні, яке охоплює більше десятиліття і включало більше ніж пацієнтів 340,000 у США, автори виявили, що антибіотики використовували для лікування 60% гострого кон'юнктивіту (рожеві очі) випадки. Але вірусні інфекції - найімовірніші причини виникнення рожевих очей, і не піддаються лікуванню антибіотиками. Більш разючі, навіть випадки, спричинені бактеріями часто вирішується протягом 7-10 днів без втручання. Добре відомо, що надмірне або нераціональне вживання антибіотиків може порушити мікробіом, що призведе до інфекція, аутоімунітет і навіть рак.

Виявлення мікроби, що колонізує очі

Протягом останнього десятиліття дослідження, що оцінювали мікробіоми та захворювання очей, процвітали. Вони створили величезну кількість даних, але більшість є кореляційними. Це означає, що певні бактерії були пов'язані з певними захворюваннями, наприклад Синдром Шегрена or бактеріальний кератит. Однак, чи викликають ці хвороби ці хвороби, поки невідомо.

Під час мого перебування в Національний очний інститут, Я використовував мишей, щоб визначити, чи можуть бактерії на поверхні ока стимулювати імунну відповідь, щоб захистити око від сліпучих патогенів, як бактерія Pseudomonas aeuruginosa.

C. щогла бактерії (зелені), що живуть на поверхні мишачого ока. Тоні Сент-Леджер, CC BY-SA

У 2016 очний імунолог Рейчел Каспі в Національному інституті очей, і я припустив, що захисні бактерії живуть біля очей. Дійсно, ми знайшли бактерію-резидент, Corynebacterium mastitidis (C. щогла), що стимулює імунні клітини виробляти та вивільняти антимікробні фактори, що вбивають шкідливі мікроби в сльози.

Через низку експериментів, лабораторія Каспі зміг вперше показати причинно-наслідковий зв’язок між C. щогла і захисна імунна відповідь. Щоразу C. щогла Присутні на поверхні очей, миші були більш стійкими до двох видів бактерій, які, як відомо, викликають сліпоту: Candida Albicans і Pseudomonas aeuruginosa.

тепер, в моїй лабораторії, ми б хотіли використати цей зв’язок між C. щогла та окулярний імунітет для розробки нових методів терапії для запобігання зараження та, можливо, націлення на більш поширені захворювання, такі як захворювання сухого ока.

Інженерні мікроби для поліпшення здоров'я очей

Майбутні терапії для лікування захворювань сухих очей можуть містити мікроби, розроблені для проживання на очах і постачання терапевтичних хімікатів. Тимоніна / Shutterstock.com

Першим кроком до розробки таких методів терапії є з'ясування того, як бактерії колонізують око. Для цього моя лабораторія співпрацює з Кемпбелла лабораторія в Пітсбурзькому університеті, де знаходиться одна з найширших колекцій очних бактерій людини в країні. Завдяки нашій унікальній експериментальній установці на мишах та вдосконаленому генетичному аналізі ми можемо використовувати цю бібліотеку мікробів, щоб почати виявляти конкретні фактори, необхідні мікробам для колонізації поверхні ока.

Потім з офтальмологами та окулістами в Очний центр UPMC, ми починаємо аналізувати імунну підписи в очах здорових та хворих пацієнтів. Тут ми сподіваємось використовувати цю технологію як новий інструмент діагностики для націлювання на мікроби, що викликають захворювання, а не негайно лікувати інфекції антибіотиками широкого спектру дії, які також вбивають добрих мікробів.

Нарешті, однією з наших цілей, що надаються нижче, є генетично інженерно-колонізуючі бактерії, які діють як довготермінові транспортні засоби на поверхню ока. У кишечнику показано генетично модифіковані бактерії полегшити такі захворювання, як коліт.

Ми сподіваємось, що ця нова терапія «зіткнення очей» може діяти на виділення факторів, що регулюють імунітет, що обмежує симптоми, пов'язані з такими станами, як Хвороба сухих очей, що впливає навколо 4 мільйонів людей у ​​США в рік.

У цій галузі, що розвивається, ще є багато чому навчитися, перш ніж лікарі зможуть розпочати маніпуляцію з очним мікробіомом для боротьби з хворобою. Але одного разу, можливо, замість того, щоб просто забризнути краплі очей на сухі очі, ви будете впиватись у розчин з деякими бактеріями, які будуть колонізувати ваше око і виділяти мастильні матеріали та інші фактори, яких не вистачає вашому організму. Слідкуйте за налаштуваннями.

про автора

Тоні Сент-Леджер, доцент кафедри офтальмології та імунології, Університет Піттсбурга

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

books_health