Bactérias vivem em nossos globos oculares e entendem seu papel podem ajudar a tratar doenças oculares comuns

Bactérias vivem em nossos globos oculares e entendem seu papel podem ajudar a tratar doenças oculares comuns O olho tem uma coleção de micróbios que vivem na superfície que o mantêm saudável. photoJS / Shutterstock.com

Você pode estar familiarizado com a idéia de que seu intestino e sua pele são o lar de uma coleção de micróbios - fungos, bactérias e vírus - que são vitais para mantê-lo saudável. Mas você sabia que seus olhos também hospedam um zoológico único de micróbios? Juntos, eles são chamados de microbioma do olho. Quando esses micróbios estão desequilibrados - muitos ou poucos tipos - doenças oculares podem surgir.

Com um estudo recente mostrando bactérias vivem na superfície do olho e estimular a imunidade protetora, os cientistas estão começando a descobrir os fatores microbianos que podem ser explorados para criar terapias inovadoras para uma variedade de distúrbios oculares como Doença ocular seca, Síndrome de Sjogren e cicatrizes corneanas. Um dia pode ser possível projetar bactérias para tratar doenças oculares em humanos.

Sou imunologista estudando como o olho previne a infecção. Eu me interessei neste campo porque os seres humanos têm apenas dois olhos, e entender como as bactérias afetam a imunidade pode ser a chave para evitar até 1 milhões de visitas ao médico para infecções oculares e salvar US $ 174 milhões por ano somente nos EUA.

Microbiome ocular

Ao discutir o microbioma, a maioria dos cientistas geralmente pensa no intestino e merecidamente; pesquisadores pensam que um cólon pode abrigar mais de 10 trilhões de bactérias. Dito isto, mais atenção agora está sendo focada no impacto que os microbiomas têm em outros locais, incluindo o pelee áreas com muito poucas bactérias, como o pulmões, vagina e olhos.

Na última década, o papel do microbioma na saúde ocular foi controversa. Os cientistas acreditavam que os olhos saudáveis ​​não tinham um microbioma organizado. Estudos mostraram que bactérias do ar, mãos ou margens das pálpebras podem estar presentes no olho; no entanto, muitos acreditavam que esses micróbios eram simplesmente mortos ou lavados pelo fluxo contínuo de lágrimas.

Bactérias vivem em nossos globos oculares e entendem seu papel podem ajudar a tratar doenças oculares comuns Usar lentes de contato altera o microbioma do olho. Andrey_Popov / Shutterstock.com

Apenas recentemente cientistas concluíram que o olho, de fato, abriga um microbioma “central” que parece dependente idade, região geográfica, etnia, desgaste de lentes de contato e estado da doença. O “núcleo” é limitado a quatro gêneros de bactérias Estafilococos, Difteróides, Propionibactérias e Estreptococos. Além dessas bactérias, o torque teno vírus, implicado em algumas doenças intra-oculares, também conta como um membro do núcleo do microbioma, uma vez que está presente na superfície do olho de 65% de indivíduos saudáveis.

Isso sugere que os médicos devem pensar mais profundamente sobre os riscos e benefícios para o microbioma ao prescrever antibióticos. Os antibióticos podem matar as bactérias que estão proporcionando um benefício para o olho.

Em um estudo recente que durou mais de uma década e incluiu mais de pacientes com 340,000 nos EUA, os autores descobriram que antibióticos foram usados ​​para tratar 60% de conjuntivite aguda (olho rosa). Mas as infecções virais são as causas mais prováveis ​​de olho-de-rosa e não tratáveis ​​com antibióticos. Mais impressionante, mesmo casos causados ​​por bactérias, muitas vezes resolver em 7-10 dias sem intervenção. Sabe-se que o uso excessivo ou inapropriado de antibióticos pode perturbar o microbioma, levando a infection, autoimunidade e até mesmo Câncer.

Descobrindo um micróbio colonizador de olhos

Na última década, estudos que avaliaram o microbioma e a doença ocular aumentaram. Eles geraram uma quantidade imensa de dados, mas a maior parte é correlativa. Isto significa que certas bactérias foram ligadas a certas doenças, como Síndrome de Sjogren or ceratite bacteriana. No entanto, se essas bactérias estão causando essas doenças ainda é desconhecida.

Durante o meu tempo no Instituto Nacional do OlhoEu usei ratos para identificar se as bactérias na superfície do olho poderiam estimular uma resposta imune para proteger o olho de agentes patogênicos cegantes, como a bactéria. Pseudomonas aeuruginosa.

Bactérias vivem em nossos globos oculares e entendem seu papel podem ajudar a tratar doenças oculares comuns C. mastro bactérias (verde) que vivem na superfície de um olho de rato. Tony St. Leger, CC BY-SA

Em 2016, imunologista ocular Rachel Caspi no National Eye Institute e eu especulei que bactérias protetoras estavam vivendo perto ou nos olhos. De fato, encontramos uma bactéria residente, Corynebacterium mastitidis (C. mastro), que estimula as células imunes a produzir e liberar fatores antimicrobianos que matam os micróbios nocivos nas lágrimas.

Através de uma série de experimentos, o laboratório de Caspi era capaz de mostrar pela primeira vez uma relação causal entre C. mastro e uma resposta imune protetora. Sempre que C. mastro estava presente na superfície do olho, os ratos eram mais resistentes a duas espécies de bactérias conhecidas por causar cegueira: Cândida albicans e Pseudomonas aeuruginosa.

Agora, no meu laboratório, gostaríamos de explorar essa relação entre C. mastro e imunidade ocular para desenvolver novas terapias para prevenir a infecção e, possivelmente, direcionar doenças mais disseminadas, como a doença do olho seco.

Micróbios de engenharia para melhorar a saúde dos olhos

Bactérias vivem em nossos globos oculares e entendem seu papel podem ajudar a tratar doenças oculares comuns Futuras terapias para tratar a doença do olho seco podem conter micróbios projetados para viver no olho e fornecer produtos químicos terapêuticos. Timonina / Shutterstock.com

O primeiro passo para o desenvolvimento de tais terapias é descobrir como as bactérias colonizam o olho. Para isso, meu laboratório está colaborando com o Laboratório Campbell na Universidade de Pittsburgh, que abriga uma das mais extensas coleções de bactérias oculares humanas no país. Com nossa configuração experimental única com camundongos e análises genéticas avançadas, podemos usar essa biblioteca microbiana para começar a identificar os fatores específicos necessários para que os micróbios colonizem a superfície do olho.

Então, com oftalmologistas e optometristas no Centro de Olhos UPMC, estamos começando a analisar as assinaturas imunológicas dentro dos olhos de pacientes saudáveis ​​e doentes. Aqui, nossa esperança é usar essa tecnologia como uma nova ferramenta de diagnóstico para atacar os micróbios que causam doenças, em vez de tratar imediatamente as infecções com antibióticos de amplo espectro que matam os bons micróbios também.

Finalmente, um dos nossos objetivos mais elevados é o de projetar geneticamente bactérias colonizadoras de olho para atuar como veículos de entrega a longo prazo na superfície do olho. No intestino, as bactérias geneticamente modificadas mostraram aliviar doenças como colite.

Esperamos que esta nova terapia "prob-eye-otic" atue para secretar fatores de regulação imunológica, o que limitaria os sintomas associados a condições como Doença ocular seca, que afeta em torno 4 milhões de pessoas nos EUA por ano.

Neste campo em desenvolvimento, ainda há muito a aprender antes que os médicos possam começar a manipular o microbioma ocular para combater as doenças. Mas um dia, talvez, em vez de apenas esguichar colírios em seus olhos secos, você vai esguichar em uma solução com algumas bactérias que irão colonizar seu olho e secretar os lubrificantes e outros fatores que seu corpo está faltando. Fique ligado.A Conversação

Sobre o autor

Tony St. Leger, Professor Assistente de Oftalmologia e Imunologia, Universidade de Pittsburgh

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


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