Die "Augen" haben es auch! Ein näherer Blick auf das Okularmikrobiom
Während die Augenoberfläche spät am Mikrobiom-Tisch war, gibt es immer mehr Beweise, daß es nicht übersehen werden sollte. Was ist die Rolle bei ophthalmischen Erkrankungen und wie verändern Kontaktlinsen ihre Mikrobenumgebung?
Forscher finden ständig neue und beeindruckende Verbindungen zwischen der Mikrobiota und unserer Physiologie. In den letzten Jahren ist das Gebiet der Mikrobiomforschung explodiert. Bis jetzt gibt es Verindungen zu Haut , Allergien , Schilddrüsen , Autoimmunkrankheiten , Gehirn , Nahrungcravings und die Gesundheit der Knochen. Es wird immer wichtiger, dass Therapeuten und Ärzte ein grundlegendes Verständnis dieser Mikroben haben und wie sie die klinischen Ergebnisse beeinflussen können.
Das Human Microbiome Projekt wurde 2008 mit dem Ziel der Charakterisierung des Mikrobioms von verschiedenen Körperteilen ins Leben gerufen. Anfängliche Stichproben des Darmmikrobioms wurden gefolgt vom Haut-, Harntrakt-, Mundschleimhaut- und der Nasenschleimhautmikroben. Die Mikroben im Auge oder das "okuläre" Mikrobiom waren in diesen Erststudien nicht eingeschlossen, aber sie gewinnen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine bedeutende Rolle.
Früher wurde für Mikrobiomuntersuchen am Auge eine kulturabhängige Methode verwendet mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen von „steril“ bis zu Organismen wie Staphylocuccus und Probionibacterium acne.
Neu ist eine kulturunabhängige Möglichkeit, Augenmikroben zu analysieren, ist eine Methode namens Metagenomik , die die bakteriellen Genome sequenziert (16S-Sequenzierung)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28164855 Es ist die genaueste, aber auch teuerste Methode
Charakterisierung des gesunden okulären Mikrobioms
Die Gattung, die bei der kulturabhängigen Methode am häufigsten von den konjunktivalen Oberflächen bei gesunden Individuen identifiziert wird, ist der Staphyloccocus , der konsequent von etwa 20 bis 80 Prozent der Bindehautproben und etwa 30 bis 100 Prozent der Deckelrandproben isoliert wurde. Weniger vorhandene Gattungen schließen das gram-positive Propionibacterium, Corynebacterium, Streptococcus, Micrococcus, Bacillus und Lactobacillus ein. Gram-Negative sind weniger häufig auf der gesunden Augenoberfläche identifiziert und beinhalten Gattungen wie Enterobacter, Proteus und Acinetobacter und Arten wie P. aeruginosa und E. coli
https://www.theocularsurfacejournal.com/article/S1542-0124(16)30038-6/abstract
Im Gegensatz dazu fanden die ersten Sequenzierungsnden menschlichen Konjunktiva 12 Gattungen, die in den meisten Proben vorhanden waren. Dazu gehörten Pseudomonas, Propionibacterium, Bradyrhizobium, Corynebakterien, Acinetobacter, Brevundimonas, Staphylococcus, Aquabacterium, Sphingomonas und Streptococcus
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21571682 Die mikrobielle Vielfalt der Bindehaut ist höher als die der Deckelhaut
Changes in the Eye Microbiota Associated with Contact Lens Wearing
Gibt es ein echtes Augenmikrobiom?
Diese Frage haben Doan et al. Beantwortet, indem sie gesammelte Proben von 107 gesunden Probanden auf ihr Mikrobiom untersuchten unter Verwendung von Kulturmethoden und parallel 16S-Sequenzierungsmethoden. Aus den Ergebnissen schlossen sie, dass die Okularoberfläche ein relativ stabiles, residentes Mikrobiom ist, das sich von der Gesichtshautgemeinschaft, und der Mundschleimhaut unterscheidet. Corynebakterien , Propionibakterien und gramnegative Staphylokokken waren die vorherrschenden bakteriellen Gattungen, die auf der Okularoberfläche mit beiden Techniken identifiziert wurden
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5054734/
Augenmikrobielle Vielfalt
Interessanterweise beherbergt die Augenoberfläche relativ wenige Kommensalbakterien, und weist im Vergleich zu anderen Körperstellen eine geringe mikrobielle Vielfalt auf. Dies ist überraschend, da die Augenoberfläche ständig der Umgebung ausgesetzt ist.
Wissenschaftler glauben, dass dies durch angeborene Immunabwehr an der Augenoberfläche erklärt werden kann. Kleine Proteine, die antimikrobielle Peptide genannt werden, werden in Tränen ausgesondert
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20502023 Diese helfen, bestimmte Bakterien daran zu hindern, die Augenoberfläche zu kolonisieren und die Gesamtbakterienbelastung zu reduzieren. Antimikrobielle Peptide spielen eine ähnliche Rolle im Dünndarm
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22241076 , der auch weitgehend frei von Mikroben ist (der Großteil der Darmmikrobiota liegt im Dickdarm).
Über Bakterien, Viren und Pilze
Wenn man das Wort "Mikrobiom" hört, denkt man an „Bakterien" , die am besten untersucht sind. terisiert sind. Aber das Mikrobiom umfaßt eine breite Palette von Mikroorganismen, darunter Archaea, Eukaryonten und Viren, und zwar auf allen Körperstellen, einschließlich der Okularoberfläche.
Mit ähnlichen Methoden wie der 16S, zeigten Forscher, daß Herpes und Hepatitis-B-Viren in den Tränen der gesunden Probanden nachgewiesen werden können
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15623779 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8185518
Daß auch der Drehmoment-Teno-Virus (TTV) in 65 Prozent der Bindehautproben) vorhanden ist
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5054734/ sowie Pilze
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12789534 deutet darauf hin, dass Pilze und Viren auch normale Bewohner auf der Augenoberfläche sind.
Das Augenmikrobiom bei ophthalmischer Erkrankung
Ein Verständnis des Augenmikrobioms hat unzählige Implikationen für die klinische Ophthalmologie. In einer Rezension des Augenmikrobioms schreibt Dartmouth von der University of Washington Ophthalmologen:
"Eine Reihe von Augenoberflächenstörungen - einschließlich Trockenaugensyndrom, Episkleritis, chronische follikuläre Konjunktivitis, Pterygium und Thygeson-Krankheit, um nur einige zu nennen - bleiben im Wesentlichen idiopathisch. Alle haben eine Entzündung als Ursache. In Analogie zur Situation im Darm ist es denkbar, dass die Dysregulation einer mikrobiotischen Populationsmoleküle (sogar eine sehr kleine, durch Freisetzung von spezifischen Toxinen oder Auslösung einer großen Immunantwort) eine oder alle diese Bedingungen auslösen.
Von Mikroben ist bekannt, daß sie eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung der Immunität spielen. „Keimfreie“ Mäuse haben gezeigt, dass sie in ihrer Tränenflüssigkeit niedrigere Mengen an sekretorischem IgA, also den Schutz gegen das Eindringen von Pathogenen und Toxinen, aufweisen
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.3109/02713688709034860?journalCode=icey20&
Die Dysbiosis der Augenoberfläche könnte also zu entzündlichen Ereignissen führen, die später zu Augenkrankheiten führen.
Es gibt viele Assoziationen zwischen okulären Mikroben und Krankheit. Eine Studie zeigte Patienten mit trockenem Auge mit signifikant mehr gramnegative Staphyloccus, Corynebacterien und Propionibacterien bei nicht-autoimmuner Trockenaugenkrankheit
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18055811
Eine weitere Studie fand umfangreichere bakterielle Lasten bei Patienten mit Sjögren-Syndrom als bei gesunden Kontrollen
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4834578/pdf/srep23561.pdf
Ähnlich wie die Mikrobiota von anderen Körperplätzen scheint sich die okuläre Mikrobiota mit dem Alter zu ändern, und kann auch bei altersbedingten Augenkrankheiten eine Rolle spielen
Changes in the Eye Microbiota Associated with Contact Lens Wearing
Die okuläre Infektion durch pathogene Mikroorganismen unterliegt nicht-idiopathischen Zuständen wie postoperative Endophthalmitis, Blebitis und mikrobielle Keratitis. Patienten mit Keratitis haben die mikrobielle Vielfalt signifikant vermindert, mit Überwucherung von Pseudomonas- Stämmen ( 25 ). Diese Veränderungen treten typischerweise vor der Diagnose auf, was darauf hindeutet, dass das okuläre Mikrobiom ein Prädiktor für eine zukünftige Augenerkrankung sein könnte.
Pathogen oder Kommensal?
Während es leicht scheint, Mikroben in "gut" und "schlecht" einzuteilen, ist es nicht ganz so einfach. Bekannte Pathogene wurden bei Menschen mit und ohne trockenes Auge kultiviert
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18055811 , was darauf hindeutet, dass einige Arten, die zur Erkrankung in einer Person beitragen, harmlose Kommensalen in einer anderen Person sind. Diese sogenannten "opportunistischen Pathogene" sind ein Merkmal des Mikrobioms an allen Körperstellen.
Zum Beispiel sind E. coli und Candida albicans an fast allen Schleimhautoberflächen in kleinen Mengen vorhanden, aber bei Überwucherung, können beide ernste Probleme verursachen.
Wie verwandelt sich eine Mikrobe von "gut" auf "schlecht"? Wissenschaftler haben ein interessantes Merkmal von Bakterien namens Quorum Sensing gefunden .
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11544353
Sobald genug von einer bestimmten Art von Bakterien vorhanden ist (ein Quorum ) signalisieren sich die Bakterien diese Tatsache durch Zell-zu-Zell -Signalübertragung. Sie können dann die Aspekte ihrer Physiologie verändern, um virulenter zu werden und die angeborene Immunantwort des Wirtes zu überwinden. Diese epigenetische Veränderung tritt bei jeder Mikrobenart auf.
Das Tragen von Kontakten verändert Physiologie und Mikrobiom des Auges
Schätzungsweise 40,9 Millionen Menschen trugen im Jahr 2014 Kontaktlinsen, ein Anstieg von 38 Millionen Menschen seit 2004
Contact Lens Spectrum -
Über Reizungen und Rötungen berichtet ein geschätztes Drittel der Kontaktlinsenträger, Forscher glauben, Kontaktlinsen geben Bakterien die Möglichkeit, anzuhaften, so dass es einfacher ist für Krankheitserreger, Kolonien auf der Oberfläche des Auges zu bilden.
Wie im Darm verbrauchen Bakterien auf der Augenoberfläche Wirts-produzierte Glykoproteine, sogenannte. Mucin verringert das bakterielle Anhaften an der Hornhaut. Eine veränderte Chemie der Tränen unter einer Kontaktlinse könnte zu Veränderungen in dieser Mucinstruktur führen, und so die Bakterienhaftung erhöhen.
Kontaktlinsen sind mit einer erhöhten Anzahl pathogener Organismen im Bindehautgewebe verbunden
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC265241/ niedrigeren Niveaus von sekretorischen IgA-Antikörpern in ihren Tränen gegen P. aeruginosa , eines opportunistischen Erregers, der für viele Fälle von mikrobieller Keratitis verantwortlich ist
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8814147
Kontaktlinsen-Träger zeigen eine höhere Anzahl von Methylobacterium , Lactobacillus , Acinetobacter und Pseudomonas und eine geringere Anzahl von Corynebacterium , Staphylococcus , Streptococcus und Haemophilus im Vergleich zu Nichtkontaktlinsenträgern.
Schlussfolgerung
Wenn Sie meine Arbeit seit einer Weile verfolgen, wissen Sie genau was ich an diesem Punkt sage: Probiotika! Prebiotika! Fermentierte Lebensmittel!
Leider ist unser aktuelles Verständnis der okulären Mikrobiota, welche Faktoren sich gegenseitig beeinflussen, und was das für Krankheitszustände bedeutet, noch ziemlich begrenzt. Eine vorläufige Open-Label-Studie fand heraus, dass ein Monat Gabe von probiotischen Lactobacillus acidophilus Augentropfen die Anzeichen und Symptome der Frühlings-Keratokonjunktivitis
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18040708 verbessert , aber groß angelegte doppelblinde kontrollierte Studien gibt es aktuell noch nicht.
Die Forschung über die okuläre Mikrobiota liegt weit hinter der Forschung über das Mikrobiom im Darm, auf der Haut und in der Mundhöhle zurück. Dennoch, wenn diese mikrobielle Gemeinschaft von ähnlichen mikrobiollen Gemeinschaften an anderen Körperstellen beeinflusst wird, können wir auf einige einfache Praktiken schließen, die es gesund halten könnten.
Empfehlungen sind:
• Schädliche Chemikalien in und um die Augen vermeiden, z.B. scharfe Shampoos, Gesicht waschen, etc.
• Tragen Sie Kontaktlinsen sparsam und hygienisch: Waschen Sie sich die Hände vor dem einlegen oder entfernen, nehmen Sie sie nachts heraus. Wenn sie irgendeine Art von Irritation erleben, sollten sie die Vermeidung von Kontaktlinsen-Gebrauch für eine Weile in Erwägung ziehen.
• Schlafen Sie ausreichend: Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass Schlaf für die Kultivierung eines gesunden okulären Mikrobioms wichtig sein kann .
• Kultivieren Sie ein gesundes Ganzkörper-Ökosystem: Während die Mikrobiotas der verschiedenen Körperstellen ganz unterschiedlich sind, teilen sie eine Sache: den Wirt. Das Wirtsimmunsystem spricht ständig mit Mikroben. Wenn ein Patient an einer Stelle Dysbiose hat, könnte es das Immunsystem prägen und indirekt die Mikroben an anderen Stellen beeinflussen. Zum Beispiel wurden Veränderungen im oralen Mikrobiom mit der Neurodegeneration im Glaukom assoziiert
Oral Microbiome Link to Neurodegeneration in Glaucoma
