ดวงตามีการสะสมของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่บนพื้นผิวที่ทำให้มันมีสุขภาพดี photoJS / Shutterstock.com

คุณอาจคุ้นเคยกับแนวคิดที่ว่าลำไส้และผิวหนังของคุณเป็นแหล่งสะสมจุลินทรีย์ - เชื้อราแบคทีเรียและไวรัส - ที่มีความสำคัญต่อการรักษาสุขภาพของคุณ แต่คุณรู้หรือไม่ว่าดวงตาของคุณเป็นเจ้าภาพจัดการสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีเอกลักษณ์ด้วย? เมื่อรวมเข้าด้วยกันพวกมันถูกเรียกว่า microbiome ตา เมื่อจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่สมดุล - มีบางประเภทมากเกินไปหรือน้อยเกินไป - โรคทางตาอาจเกิดขึ้นได้

ด้วยการศึกษาล่าสุดแสดงแบคทีเรียอาศัยอยู่บนพื้นผิวของดวงตาและ กระตุ้นภูมิคุ้มกันป้องกันนักวิทยาศาสตร์เริ่มค้นพบปัจจัยทางจุลินทรีย์ที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการสร้างวิธีการรักษาที่ทันสมัยสำหรับความผิดปกติของสายตาเช่น โรคตาแห้ง, อาการของ Sjogren และ รอยแผลเป็นที่กระจกตา. วันหนึ่งอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างแบคทีเรียเพื่อรักษาโรคตาในมนุษย์

ฉันเป็นนักภูมิคุ้มกันวิทยา เรียนรู้วิธีการที่ตาป้องกันการติดเชื้อ ฉันเริ่มให้ความสนใจในด้านนี้เพราะมนุษย์มีดวงตาสองข้างเท่านั้นและการทำความเข้าใจว่าแบคทีเรียมีผลต่อภูมิคุ้มกันอย่างไรอาจเป็นกุญแจสำคัญในการหลีกเลี่ยง 1 ล้านครั้งที่ไปพบแพทย์เพื่อรักษาโรคตาและบันทึก US $ 174 ล้านต่อปีในสหรัฐอเมริกาเพียงอย่างเดียว.

ตา microbiome

เมื่อพูดถึงไมโครไบโอมนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มักจะนึกถึงลำไส้และสมควรได้รับเช่นนั้น นักวิจัยคิดว่าหนึ่งลำไส้ใหญ่สามารถ ท่าเรือมากกว่า 10 ล้านล้านแบคทีเรีย. ที่ถูกกล่าวว่าความสนใจมากขึ้นขณะนี้กำลังมุ่งเน้นไปที่ microbiomes ผลกระทบได้ที่เว็บไซต์อื่น ๆ รวมถึง ผิวและพื้นที่ที่มีแบคทีเรียน้อยมากเช่น ปอด, ช่องคลอด และ ดวงตา.

สำหรับทศวรรษที่ผ่านมาบทบาทของ microbiome ในสุขภาพตามีการโต้เถียง. นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดวงตาที่มีสุขภาพดีขาดจุลชีพที่เป็นระเบียบ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียจากอากาศมือหรือขอบเปลือกตาอาจปรากฏบนดวงตา แม้กระนั้นหลายคนเชื่อว่าจุลินทรีย์เหล่านี้ถูกฆ่าหรือล้างออกโดยน้ำตาไหลต่อเนื่อง

การสวมใส่คอนแทคเลนส์จะเป็นการเปลี่ยนแปลง microbiome ตา Andrey_Popov / Shutterstock.com

เมื่อไม่นานมานี้มีนักวิทยาศาสตร์สรุปว่าตาทำจริง ๆ แล้วสร้างจุลชีพ“ แก่น” ที่ปรากฏขึ้นอยู่กับ อายุ, ภูมิภาค, เชื้อชาติ, การสึกหรอของคอนแทคเลนส์ และสถานะของโรค “ แกนกลาง” จำกัด แบคทีเรียสี่ประเภท เชื้อ, Diphtheroids, Propionibacteria และ streptococci. นอกเหนือไปจากแบคทีเรียเหล่านี้ไวรัส teno แรงบิดซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องในโรคตาบางส่วนยังนับว่าเป็นสมาชิกของ microbiome หลักเนื่องจากมีอยู่บนพื้นผิวของตา 65% ของบุคคลที่มีสุขภาพ

สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าแพทย์ควรคิดอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความเสี่ยงและผลประโยชน์ของ microbiome เมื่อกำหนดยาปฏิชีวนะ ยาปฏิชีวนะอาจฆ่าแบคทีเรียที่ให้ประโยชน์ต่อดวงตา

ในการศึกษาล่าสุดครอบคลุมมากกว่าทศวรรษและรวมถึงผู้ป่วย 340,000 มากกว่าในสหรัฐอเมริกาผู้เขียนพบว่า ใช้ยาปฏิชีวนะในการรักษา 60% ของเยื่อบุตาอักเสบเฉียบพลัน กรณี (ตาชมพู) แต่การติดเชื้อไวรัสเป็นสาเหตุของตาสีชมพูและไม่สามารถรักษาได้ด้วยยาปฏิชีวนะ ที่โดดเด่นยิ่งกว่านั้นคือแม้แต่กรณีที่เกิดจากแบคทีเรียบ่อยครั้ง แก้ไขใน 7-10 วันโดยไม่มีการแทรกแซง. เป็นที่ทราบกันดีว่าการใช้ยาปฏิชีวนะมากเกินไปหรือไม่เหมาะสมอาจส่งผลกระทบต่อ microbiome ซึ่งนำไปสู่ การติดเชื้อ, autoimmunity และแม้กระทั่ง โรคมะเร็ง.

การค้นพบจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดอาการตาแดง

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาการศึกษาการประเมินโรคตาทางจุลชีววิทยาและโรคได้เพิ่มมากขึ้น พวกเขาสร้างข้อมูลจำนวนมหาศาล แต่ส่วนใหญ่มีความสัมพันธ์กัน ซึ่งหมายความว่าแบคทีเรียบางตัวเชื่อมโยงกับโรคบางชนิดเช่น อาการของ Sjogren or keratitis จากแบคทีเรีย. อย่างไรก็ตามแบคทีเรียเหล่านี้ก่อให้เกิดโรคเหล่านี้หรือไม่

ในช่วงเวลาของฉันที่ สถาบันตาแห่งชาติฉันใช้หนูเพื่อระบุว่าแบคทีเรียที่ผิวตาสามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันเพื่อปกป้องดวงตาจากเชื้อโรคที่ทำให้ไม่เห็นเช่นแบคทีเรีย Pseudomonas aeuruginosa.

ค. เสา แบคทีเรีย (สีเขียว) อาศัยอยู่บนพื้นผิวของเม้าส์ โทนี่เซนต์ Leger, CC BY-SA

ใน 2016 ภูมิคุ้มกันโรคตา Rachel Caspi ที่สถาบันจักษุแห่งชาติและฉันตั้งสมมติฐานว่าแบคทีเรียป้องกันอยู่ใกล้หรือบนตา แน่นอนเราพบแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ Corynebacterium mastitidis (ค. เสา) ที่กระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันในการผลิตและปล่อยปัจจัยต้านจุลชีพที่ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายในน้ำตา

ผ่านชุดการทดลอง ห้องปฏิบัติการ Caspi ก็สามารถที่จะ แสดงเป็นครั้งแรกที่ความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ ระหว่าง ค. เสา และการตอบสนองภูมิคุ้มกันป้องกัน เมื่อไรก็ตาม ค. เสา ปรากฏบนพื้นผิวรอบดวงตาหนูสามารถทนต่อแบคทีเรียสองชนิดที่ทราบกันดีว่าทำให้ตาบอด: เชื้อ Candida albicans และ Pseudomonas aeuruginosa.

ตอนนี้ ในห้องแล็บของฉันเราต้องการใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์นี้ระหว่าง ค. เสา และภูมิคุ้มกันของตาเพื่อพัฒนาวิธีการรักษาแบบใหม่เพื่อป้องกันการติดเชื้อและอาจเป็นเป้าหมายของโรคที่แพร่หลายมากขึ้นเช่นโรคตาแห้ง

วิศวกรรมจุลินทรีย์เพื่อปรับปรุงสุขภาพตา

การรักษาในอนาคตเพื่อรักษาโรคตาแห้งอาจมีจุลินทรีย์ที่ถูกออกแบบมาให้ใช้กับดวงตาและจัดหาสารเคมีบำบัด Timonina / Shutterstock.com

ขั้นตอนแรกสู่การพัฒนาวิธีการบำบัดคือการหาวิธีที่แบคทีเรียตั้งตา สำหรับสิ่งนี้แล็บของฉันกำลังร่วมมือกับ ห้องปฏิบัติการแคมป์เบล ที่มหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์กซึ่งเป็นหนึ่งในคอลเลกชันที่กว้างขวางที่สุดของแบคทีเรียตามนุษย์ในประเทศ ด้วยการตั้งค่าการทดลองเฉพาะของเราที่มีหนูและการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมขั้นสูงเราสามารถใช้ห้องสมุดจุลินทรีย์นี้เพื่อเริ่มต้นระบุปัจจัยเฉพาะที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ในการตั้งอาณานิคมพื้นผิวของดวงตา

จากนั้นมีจักษุแพทย์และนักตรวจสายตาใน ศูนย์ตา UPMCเราเริ่มวิเคราะห์ลายเซ็นภูมิคุ้มกันในสายตาของผู้ป่วยที่มีสุขภาพดีและเป็นโรค ที่นี่ความหวังของเราคือการใช้เทคโนโลยีนี้เป็นเครื่องมือวินิจฉัยใหม่เพื่อกำหนดเป้าหมายจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคแทนที่จะรักษาด้วยการติดเชื้อด้วยยาปฏิชีวนะในวงกว้างทันทีที่ฆ่าจุลินทรีย์ที่ดี

ในที่สุดหนึ่งในเป้าหมายที่สูงขึ้นของเราคือการสร้างแบคทีเรียที่ทำให้เกิดตาที่ทำให้เกิดการติดเชื้อทางพันธุกรรมเพื่อทำหน้าที่เป็นยานพาหนะนำส่งระยะยาวสู่พื้นผิวของดวงตา ในลำไส้มีการแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรม บรรเทาโรคเช่นลำไส้ใหญ่.

เราหวังว่าการรักษาด้วย“ prob-eye-otic” ใหม่นี้จะทำหน้าที่ในการหลั่งปัจจัยควบคุมภูมิคุ้มกันซึ่งจะ จำกัด อาการที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขเช่น โรคตาแห้งซึ่งส่งผลต่อบริเวณโดยรอบ 4 ล้านคนในสหรัฐอเมริกา ต่อปี.

ในสาขาที่กำลังพัฒนานี้ยังมีสิ่งที่ต้องเรียนรู้อีกมากมายก่อนที่แพทย์จะสามารถเริ่มจัดการกับ microbiome ตาเพื่อต่อสู้กับโรค แต่บางทีวันหนึ่งแทนที่จะเป็นเพียงแค่หยดน้ำตาหยดลงในตาแห้งของคุณคุณจะได้ฉีดยาที่มีแบคทีเรียบางตัวที่จะทำให้ตาของคุณหลั่งสารหล่อลื่นและปัจจัยอื่น ๆ ที่ร่างกายของคุณขาดหายไป คอยติดตาม

เกี่ยวกับผู้เขียน

Tony St. Leger ผู้ช่วยศาสตราจารย์จักษุวิทยาและวิทยาภูมิคุ้มกัน มหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์ก

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_health