Bakterien leben auf unseren Augäpfeln und das Verstehen ihrer Rolle könnte bei der Behandlung häufiger Augenkrankheiten helfen

Bakterien leben auf unseren Augäpfeln und das Verstehen ihrer Rolle könnte bei der Behandlung häufiger Augenkrankheiten helfen Das Auge hat eine Ansammlung von Mikroben auf der Oberfläche, die es gesund halten. photoJS / Shutterstock.com

Möglicherweise kennen Sie die Idee, dass in Ihrem Darm und in Ihrer Haut eine Reihe von Mikroben - Pilze, Bakterien und Viren - vorhanden sind, die für Ihre Gesundheit von entscheidender Bedeutung sind. Aber wussten Sie, dass Ihre Augen auch eine einzigartige Menagerie von Mikroben beherbergen? Zusammen nennt man sie das Augenmikrobiom. Wenn diese Mikroben nicht im Gleichgewicht sind - zu viele oder zu wenige bestimmter Arten -, können Augenkrankheiten auftreten.

Mit einer kürzlich durchgeführten Studie, die zeigt, dass Bakterien auf der Oberfläche des Auges leben und stimulieren die schützende Immunitätbeginnen Wissenschaftler, die mikrobiellen Faktoren zu entdecken, die genutzt werden können, um innovative Therapien für eine Reihe von Augenerkrankungen wie z Dry Eye Disease, Sjögren-Syndrom und Hornhautnarben. Eines Tages könnte es möglich sein, Bakterien zur Behandlung von Augenkrankheiten beim Menschen zu entwickeln.

Ich bin Immunologe Untersuchung, wie das Auge eine Infektion verhindert. Ich interessierte mich für dieses Gebiet, weil Menschen nur zwei Augen haben und das Verständnis, wie Bakterien die Immunität beeinflussen, der Schlüssel sein kann, um bis zu 1 Millionen Arztbesuche wegen Augeninfektionen zu vermeiden und zu sparen Allein in den USA werden jährlich 174 Millionen US-Dollar gezahlt.

Augenmikrobiom

Wenn es um das Mikrobiom geht, denken die meisten Wissenschaftler zu Recht an den Darm. Forscher denken, ein Doppelpunkt kann beherbergen mehr als 10 Billionen Bakterien. Das heißt, jetzt wird mehr Aufmerksamkeit auf die Auswirkungen der Mikrobiome an anderen Standorten gerichtet, einschließlich der Hautund Gebiete mit sehr wenigen Bakterien, wie das Lunge, Vagina und Augen.

Für das letzte Jahrzehnt die Rolle des Mikrobioms in der Augengesundheit war umstritten. Wissenschaftler glaubten, dass gesunden Augen ein organisiertes Mikrobiom fehlte. Studien haben gezeigt, dass Bakterien aus der Luft, den Händen oder den Augenlidrändern auf dem Auge vorhanden sein können. Viele glaubten jedoch, dass diese Mikroben durch den ständigen Tränenfluss einfach abgetötet oder weggespült wurden.

Bakterien leben auf unseren Augäpfeln und das Verstehen ihrer Rolle könnte bei der Behandlung häufiger Augenkrankheiten helfen Das Tragen von Kontaktlinsen verändert das Mikrobiom des Auges. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Erst kürzlich sind Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass das Auge tatsächlich ein „Kern“ -Mikrobiom enthält, von dem es abhängig zu sein scheint Alter, geografische Region, ethnische Zugehörigkeit Kontaktlinsen tragen und Krankheitszustand. Der „Kern“ ist auf vier Bakteriengattungen begrenzt Staphylokokken, Diphtheroide, Propionibakterien und Streptokokken. Zusätzlich zu diesen Bakterien, Drehmoment Teno-Virus, das an einigen intraokularen Erkrankungen beteiligt ist, gilt auch als Mitglied des Kernmikrobioms, da es bei 65% der gesunden Personen auf der Augenoberfläche vorhanden ist.

Dies legt nahe, dass sich Ärzte bei der Verschreibung von Antibiotika eingehender mit den Risiken und Vorteilen für das Mikrobiom befassen sollten. Die Antibiotika können Bakterien abtöten, die für das Auge von Vorteil sind.

In einer kürzlich durchgeführten Studie, die mehr als ein Jahrzehnt umfasste und mehr als 340,000-Patienten in den USA umfasste, stellten die Autoren fest, dass dies der Fall ist Antibiotika wurden verwendet, um 60% der akuten Konjunktivitis zu behandeln (rosa augen) fällen. Aber Virusinfektionen sind die wahrscheinlichsten Ursachen für rosa Augen und können nicht mit Antibiotika behandelt werden. Auffälligere, auch bakteriell bedingte Fälle Lösung in 7-10-Tagen ohne Intervention. Es ist allgemein bekannt, dass übermäßiger oder unangemessener Einsatz von Antibiotika das Mikrobiom stören kann, was dazu führt Infektion, Autoimmunität und sogar Krebs.

Entdeckung einer augenkolonisierenden Mikrobe

Innerhalb des letzten Jahrzehnts haben Studien, die das Mikrobiom und die Erkrankung des Auges untersuchen, einen Boom erlebt. Sie haben eine immense Datenmenge generiert, aber die meisten davon sind korrelativ. Dies bedeutet, dass bestimmte Bakterien mit bestimmten Krankheiten in Verbindung gebracht wurden, wie z Sjögren-Syndrom or bakterielle Keratitis. Ob diese Bakterien diese Krankheiten verursachen, ist jedoch noch nicht bekannt.

Während meiner Zeit im National Eye InstituteIch habe Mäuse verwendet, um festzustellen, ob Bakterien an der Oberfläche des Auges eine Immunantwort auslösen können, um das Auge vor dem Erblinden von Krankheitserregern wie dem Bakterium zu schützen Pseudomonas aeuruginosa.

Bakterien leben auf unseren Augäpfeln und das Verstehen ihrer Rolle könnte bei der Behandlung häufiger Augenkrankheiten helfen C. mast Bakterien (grün), die auf der Oberfläche eines Mausauges leben. Tony St. Leger, CC BY-SA

Bei 2016 Augenimmunologe Rachel Caspi am National Eye Institute und ich stellten die Hypothese auf, dass schützende Bakterien in der Nähe oder auf dem Auge leben. In der Tat fanden wir ein ansässiges Bakterium, Corynebacterium mastitidis (C. mast), das die Immunzellen dazu anregt, antimikrobielle Faktoren zu produzieren und freizusetzen, die schädliche Mikroben in die Tränen töten.

Durch eine Reihe von Experimenten, das Caspi-Labor konnte zeigen zum ersten Mal einen Kausalzusammenhang zwischen C. mast und eine schützende Immunantwort. Wann immer C. mast war auf der Augenoberfläche vorhanden, Mäuse waren resistenter gegen zwei Arten von Bakterien, von denen bekannt ist, dass sie Blindheit verursachen: Candida albicans und Pseudomonas aeuruginosa.

Jetzt, in meinem LaborDiese Beziehung möchten wir ausnutzen zwischen C. mast und Augenimmunität, um neuartige Therapien zu entwickeln, die Infektionen vorbeugen und möglicherweise weitverbreitete Krankheiten wie die Trockene-Augen-Krankheit zum Ziel haben.

Entwicklung von Mikroben zur Verbesserung der Augengesundheit

Bakterien leben auf unseren Augäpfeln und das Verstehen ihrer Rolle könnte bei der Behandlung häufiger Augenkrankheiten helfen Zukünftige Therapien zur Behandlung von Augentrockenheit können Mikroben enthalten, die so konstruiert sind, dass sie auf dem Auge leben und therapeutische Chemikalien liefern. Timonina / Shutterstock.com

Der erste Schritt zur Entwicklung solcher Therapien besteht darin, herauszufinden, wie Bakterien das Auge besiedeln. Dafür arbeitet mein Labor mit der Campbell Laboratory an der Universität von Pittsburgh, die eine der umfangreichsten Sammlungen menschlicher Augenbakterien des Landes beherbergt. Mit unserem einzigartigen Versuchsaufbau mit Mäusen und fortschrittlichen genetischen Analysen können wir diese mikrobielle Bibliothek nutzen, um bestimmte Faktoren zu identifizieren, die für die Besiedlung der Augenoberfläche durch die Mikroben erforderlich sind.

Dann mit Augenärzten und Augenoptikern in der UPMC Eye CenterWir fangen an, die Immunsignaturen in den Augen gesunder und kranker Patienten zu analysieren. Wir hoffen, diese Technologie als neues diagnostisches Instrument einsetzen zu können, um die Krankheitserreger zu bekämpfen, anstatt Infektionen sofort mit Breitbandantibiotika zu behandeln, die auch die guten Mikroben töten.

Eines unserer übergeordneten Ziele ist es, augenkolonisierende Bakterien gentechnisch so zu manipulieren, dass sie als Vehikel für die langfristige Abgabe an die Oberfläche des Auges dienen. Im Darm wurden gentechnisch veränderte Bakterien nachgewiesen lindern Krankheiten wie Kolitis.

Wir hoffen, dass diese neue „prob-eye-otic“ -Therapie dazu beiträgt, immunregulierende Faktoren auszuscheiden, die die mit solchen Erkrankungen verbundenen Symptome begrenzen Dry Eye Disease, was sich herum auswirkt 4 Millionen Menschen in den USA pro Jahr.

Auf diesem sich entwickelnden Gebiet gibt es noch viel zu lernen, bevor Ärzte beginnen können, das Mikrobiom des Auges zu manipulieren, um Krankheiten zu bekämpfen. Aber vielleicht spritzen Sie eines Tages, anstatt nur Augentropfen in Ihre trockenen Augen zu spritzen, eine Lösung mit einigen Bakterien ein, die Ihr Auge besiedeln und die Schmierstoffe und andere Faktoren absondern, die Ihrem Körper fehlen. Bleib dran.Das Gespräch

Über den Autor

Tony St. Leger, Assistenzprofessor für Augenheilkunde und Immunologie, University of Pittsburgh

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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