Ögat har en samling mikrober som lever på ytan som håller den frisk. photoJS / Shutterstock.com
Du kanske känner till tanken att din tarm och hud är hemma för en samling mikrober - svampar, bakterier och virus - det är viktigt för att hålla dig frisk. Men visste du att dina ögon också är värd för en unik menagerie av mikrober? Tillsammans kallas de ögonmikrobiomen. När dessa mikrober är oavsiktliga - för många eller för få av vissa typer - kan ögonsjukdomar uppstå.
Med en ny studie som visar att bakterier lever på ögans yta och stimulera skyddande immunitet, forskare börjar upptäcka de mikrobiella faktorer som kan utnyttjas för att skapa innovativa terapier för en rad ögonproblem som Torr ögonsjukdom, Sjögrens syndrom och hornhinnörrbildning. En dag kan det vara möjligt att manipulera bakterier för att behandla ögonsjukdomar hos människor.
Jag är en immunolog studerar hur ögat förhindrar infektion. Jag blev intresserad av detta område eftersom människor bara får två ögon och förstå hur bakterier påverkar immunitet kan vara nyckeln till att undvika upp till 1 miljoner besök hos läkaren för ögoninfektioner och spara US $ 174 miljoner per år i USA ensam.
Ögonmikrobiom
När man diskuterar mikrobiomen tänker de flesta forskare oftast på tarmarna, och det är välförtjänt det. forskare tror att en kolon kan hamn mer än 10 trillionsbakterier. Med detta sagt är mer uppmärksamhet nu inriktad på påverkan mikrobiomerna har på andra platser, inklusive hud, och områden med mycket få bakterier, som lungor, vaginan och ögon.
Under det senaste årtiondet, mikrobiomens roll i okulär hälsa var kontroversiell. Forskare trodde att friska ögon saknade en organiserad mikrobiom. Studier visade att bakterier från luften, händerna eller ögonlocket kan vara närvarande i ögat; Men många trodde att dessa mikrober helt enkelt dödades eller tvättades av det kontinuerliga flödet av tårar.
Bärande kontaktlinser ändrar öga mikrobiomen. Andrey_Popov / Shutterstock.com
Först nyligen har forskare dragit slutsatsen att ögat verkligen har en "kärna" mikrobiom som förefaller vara beroende av ålder, geografisk region, etnicitet, kontaktlinsslitage och tillstånd av sjukdom. Kärnan är begränsad till fyra bakterier stafylokocker, difteroider, Propionibacteria och streptokocker. Förutom dessa bakterier, vridmoment teno virus, inblandad i vissa intraokulära sjukdomar, räknas också som en medlem av kärnmikrobiomen som den är närvarande på ytan av 65% av friska individer.
Detta tyder på att läkare bör tänka djupare om riskerna och fördelarna med mikrobiomen när man förskriver antibiotika. Antibiotika kan döda bakterier som ger en fördel för ögat.
I en nyligen genomförd studie som sträckte sig över mer än ett decennium och inkluderade mer än över 340,000-patienter i USA, fann upphovsmännen att antibiotika användes för att behandla 60% av akut konjunktivit (rosa ögon) fall. Men virusinfektioner är de troligaste orsakerna till rosa ögon, och inte behandlas med antibiotika. Mer slående, även fall som orsakas av bakterier ofta lösa i 7-10 dagar utan ingripande. Det är välkänt att överdriven eller olämplig användning av antibiotika kan störa mikrobiomen, vilket leder till infektion, autoimmunitet och även cancer.
Upptäcka en ögonkoloniserande mikrobe
Inom det senaste årtiondet har studier som bedömer ögatmikrobiomen och sjukdomen blomstrat. De har genererat en enorm mängd data, men det mesta är korrelativ. Det betyder att vissa bakterier har kopplats till vissa sjukdomar, som Sjögrens syndrom or bakteriell keratit. Men om dessa bakterier orsakar dessa sjukdomar är det fortfarande okänt.
Under min tid på National Eye Institute, Jag använde möss för att identifiera huruvida bakterier vid ögans yta skulle kunna stimulera ett immunsvar för att skydda ögat från bländande patogener som bakterien Pseudomonas aeuruginosa.
C. mast bakterier (gröna) som bor på ytan av ett musögon. Tony St. Leger, CC BY-SA
I 2016, okulär immunolog Rachel Caspi hos National Eye Institute och jag antydde att skyddande bakterier levde nära eller på ögat. Vi hittade faktiskt en bosatt bakterie, Corynebacterium mastitidis (C. mast), som stimulerar immunceller att producera och släppa antimikrobiella faktorer som dödar skadliga mikrober i tårarna.
Genom en rad experiment, Caspi-labbet kunde visa för första gången ett orsakssamband mellan C. mast och ett skyddande immunsvar. Närhelst C. mast var närvarande på ögonytan, möss var mer resistenta mot två arter av bakterier som är kända för att orsaka blindhet: candida albicans och Pseudomonas aeuruginosa.
Nu, i mitt labb, vi skulle vilja utnyttja denna relation mellan C. mast och okulär immunitet för att utveckla nya terapier för att förhindra infektion och möjligen rikta sig till mer utbredda sjukdomar som torr ögonsjukdom.
Tekniska mikrober för att förbättra ögonhälsan
Framtida terapier för behandling av ögonsjukdomar kan innehålla mikrober som är konstruerade för att leva på ögat och leverera terapeutiska kemikalier. Timonina / Shutterstock.com
Det första steget mot att utveckla sådana terapier är att bestämma hur bakterier koloniserar ögat. För detta samverkar mitt lab med Campbell Laboratory vid University of Pittsburgh, som rymmer en av de mest omfattande samlingar av mänskliga okulära bakterier i landet. Med vår unika experimentella inställning med möss och avancerade genetiska analyser kan vi använda detta mikrobiella bibliotek för att börja identifiera specifika faktorer som krävs för att mikroberna ska kolonisera ögonytan.
Därefter, med ögonläkare och optiker i UPMC Eye Center, vi börjar analysera immununderskrifterna inom friska och sjuka patienter. Här är vårt hopp att använda denna teknik som ett nytt diagnostiskt verktyg för att rikta mikrober som orsakar sjukdom snarare än att omedelbart behandla infektioner med bredspektrum antibiotika som också dödar de goda mikroberna.
Slutligen är ett av våra högre mål att genetiskt manipulera ögonkoloniserande bakterier för att fungera som långsiktiga transportfordon till ytan. I tarmen har genetiskt modifierade bakterier visat sig lindra sjukdomar som kolit.
Vi hoppas att denna nya "prob-eye-otic" -terapi skulle agera för att utsöndra immunreglera faktorer, vilket skulle begränsa symtom i samband med tillstånd som Torr ögonsjukdom, som påverkar runt 4 miljoner människor i USA per år.
I detta utvecklingsområde finns det fortfarande mycket att lära sig innan läkare kan börja manipulera den okulära mikrobiomen för att bekämpa sjukdomar. Men en dag kanske snarare än att bara spruta ögondroppar i dina torra ögon spruter du i en lösning med vissa bakterier som koloniserar ditt öga och utsöndrar smörjmedlen och andra faktorer som kroppen saknar. Håll dig igång.
Om författaren
Tony St. Leger, biträdande professor i ögonminologi och immunologi, University of Pittsburgh
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Relaterade böcker:
Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma
av Bessel van der Kolk
Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.
Klicka för mer info eller för att beställa
Breath: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.
Klicka för mer info eller för att beställa
Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning
av Steven R. Gundry
Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging
av Joel Greene
Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta
av Dr Jason Fung och Jimmy Moore
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
