I batteri in diretta sui nostri bulbi oculari e la comprensione del loro ruolo potrebbero aiutare a curare le malattie degli occhi comuni

I batteri in diretta sui nostri bulbi oculari e la comprensione del loro ruolo potrebbero aiutare a curare le malattie degli occhi comuni L'occhio ha una collezione di microbi che vivono sulla superficie che la mantengono sana. photoJS / Shutterstock.com

Potresti avere familiarità con l'idea che il tuo intestino e la tua pelle sono la dimora di una collezione di microbi - funghi, batteri e virus - che sono di vitale importanza per mantenerti sano. Ma lo sapevate che i vostri occhi ospitano anche un unico serraglio di microbi? Insieme, sono chiamati microbiome dell'occhio. Quando questi microbi sono squilibrati - troppi o troppo pochi - possono emergere malattie agli occhi.

Con uno studio recente che mostra i batteri vivi sulla superficie dell'occhio e stimolare l'immunità protettiva, gli scienziati stanno iniziando a scoprire i fattori microbici che possono essere sfruttati per creare terapie innovative per una serie di disturbi dell'occhio come Malattia dell'occhio secco, Sindrome di Sjogren e cicatrici corneali. Un giorno potrebbe essere possibile progettare batteri per trattare le malattie degli occhi negli esseri umani.

Sono un immunologo studiando come l'occhio previene l'infezione. Mi sono interessato a questo campo perché gli esseri umani hanno solo due occhi e capire come i batteri influiscono sull'immunità può essere la chiave per evitare fino a 1 milioni di visite dal medico per le infezioni oculari e salvare US $ 174 milioni all'anno negli Stati Uniti da soli.

Microbioma dell'occhio

Nella discussione sul microbioma, la maggior parte degli scienziati di solito pensa all'intestino, e meritatamente; i ricercatori pensano che un colon possa porto più di 10 trilioni di batteri. Detto questo, si sta ora concentrando l'attenzione sull'impatto che i microbiomi hanno in altri siti, tra cui il pellee aree con pochissimi batteri, come il polmoni, vagina, e occhi.

Per l'ultimo decennio, il ruolo del microbioma in salute oculare era controverso. Gli scienziati credevano che agli occhi sani mancasse un microbioma organizzato. Gli studi hanno dimostrato che i batteri presenti nell'aria, nelle mani o nei margini delle palpebre potrebbero essere presenti sull'occhio; tuttavia, molti credevano che questi microbi fossero semplicemente uccisi o lavati via dal flusso continuo di lacrime.

I batteri in diretta sui nostri bulbi oculari e la comprensione del loro ruolo potrebbero aiutare a curare le malattie degli occhi comuni Indossare lenti a contatto altera il microbioma dell'occhio. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Solo di recente gli scienziati hanno concluso che l'occhio, infatti, ospita un microbioma "core" da cui dipende , regione geografica, etnia, usura delle lenti a contatto e stato della malattia. Il "nucleo" è limitato a quattro generi di batteri stafilococchi, difteroidi, propionibatteri e streptococchi. Oltre a questi batteri, il teno virus della coppia, implicato in alcune malattie intraoculari, conta anche come membro del microbioma core in quanto è presente sulla superficie dell'occhio di 65% di individui sani.

Ciò suggerisce che i medici dovrebbero riflettere più a fondo sui rischi e benefici per il microbioma quando prescrive antibiotici. Gli antibiotici possono uccidere i batteri che stanno fornendo un beneficio per l'occhio.

In uno studio recente che copre più di un decennio e che include più che oltre i pazienti 340,000 negli Stati Uniti, gli autori lo hanno scoperto antibiotici sono stati usati per trattare 60% della congiuntivite acuta casi (occhio rosa). Ma le infezioni virali sono le cause più probabili dell'occhio rosa e non curabili con gli antibiotici. Più sorprendenti, anche casi causati da batteri spesso risolvere in giorni 7-10 senza intervento. È noto che l'uso eccessivo o inappropriato di antibiotici può interferire con il microbioma infezione, autoimmunità e persino cancro.

Scoperta di un microbo che colonizza gli occhi

Nell'ultimo decennio, gli studi di valutazione del microbioma e della malattia dell'occhio sono esplosi. Hanno generato un'enorme quantità di dati, ma la maggior parte è correlativa. Ciò significa che alcuni batteri sono stati collegati a determinate malattie, come Sindrome di Sjogren or cheratite batterica. Tuttavia, se questi batteri causano queste malattie è ancora sconosciuto.

Durante il mio tempo al National Eye Institute, Ho usato i topi per identificare se i batteri sulla superficie dell'occhio potrebbero stimolare una risposta immunitaria per proteggere l'occhio da patogeni accecanti come il batterio Pseudomonas aeuruginosa.

I batteri in diretta sui nostri bulbi oculari e la comprensione del loro ruolo potrebbero aiutare a curare le malattie degli occhi comuni C. albero batteri (verdi) che vivono sulla superficie dell'occhio di un topo. Tony St. Leger, CC BY-SA

In 2016, immunologo oculare Rachel Caspi al National Eye Institute e ho ipotizzato che i batteri protettivi vivessero vicino o sull'occhio. In effetti, abbiamo trovato un batterio residente, Corynebacterium mastitidis (C. albero), che stimola le cellule immunitarie a produrre e rilasciare fattori antimicrobici che uccidono i microbi dannosi nelle lacrime.

Attraverso una serie di esperimenti, il laboratorio di Caspi era in grado di mostra per la prima volta una relazione causale fra C. albero e una risposta immunitaria protettiva. Ogni volta C. albero era presente sulla superficie dell'occhio, i topi erano più resistenti a due specie di batteri noti per causare cecità: Candida albicans e Pseudomonas aeuruginosa.

Adesso, nel mio laboratorio, vorremmo sfruttare questa relazione tra C. albero e l'immunità oculare per sviluppare nuove terapie per prevenire l'infezione e possibilmente colpire malattie più diffuse come la malattia dell'occhio secco.

Microbi ingegneristici per migliorare la salute degli occhi

I batteri in diretta sui nostri bulbi oculari e la comprensione del loro ruolo potrebbero aiutare a curare le malattie degli occhi comuni Le future terapie per il trattamento della malattia dell'occhio secco possono contenere microrganismi progettati per vivere sull'occhio e fornire sostanze chimiche terapeutiche. Timonina / Shutterstock.com

Il primo passo verso lo sviluppo di tali terapie è capire come i batteri colonizzano l'occhio. Per questo, il mio laboratorio sta collaborando con Campbell Laboratory all'Università di Pittsburgh, che ospita una delle più vaste collezioni di batteri oculari umani nel paese. Con la nostra configurazione sperimentale unica con topi e analisi genetiche avanzate, possiamo usare questa libreria microbica per iniziare a identificare i fattori specifici necessari per i microbi a colonizzare la superficie dell'occhio.

Quindi, con oftalmologi e optometristi nel UPMC Eye Center, stiamo iniziando ad analizzare le firme immunitarie negli occhi di pazienti sani e malati. Qui, la nostra speranza è di usare questa tecnologia come un nuovo strumento diagnostico per colpire i microbi che causano malattie piuttosto che trattare immediatamente le infezioni con antibiotici ad ampio spettro che uccidono anche i buoni microbi.

Infine, uno dei nostri obiettivi più elevati è quello di ingegnerizzare geneticamente i batteri colonizzanti gli occhi per agire come veicoli a lungo termine sulla superficie dell'occhio. Nell'intestino sono stati mostrati batteri geneticamente modificati alleviare le malattie come la colite.

Speriamo che questa nuova terapia "prob-eye-otica" agisca per secernere fattori di regolazione immunitaria, il che limiterebbe i sintomi associati a condizioni come Malattia dell'occhio secco, che colpisce in giro 4 milioni di persone negli Stati Uniti per anno.

In questo campo in via di sviluppo, c'è ancora molto da imparare prima che i medici possano iniziare a manipolare il microbioma oculare per combattere le malattie. Ma un giorno forse piuttosto che spruzzare gocce oculari nei tuoi occhi asciutti, spruzzerai una soluzione con alcuni batteri che colonizzeranno l'occhio e secerneranno i lubrificanti e altri fattori che il tuo corpo non ha. Rimanete sintonizzati.The Conversation

Circa l'autore

Tony St. Leger, ricercatore di oftalmologia e immunologia, Università di Pittsburgh

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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