Omówienie artykułu pt. „Unikalne cechy mikrobiomu oka u pacjentów z zespołem suchego oka” w Ocular Surface w 2024 roku [1].

Prof. dr hab. med. Andrzej Grzybowski
Kierownik Katedry Okulistyki, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn
Kierownik Instytutu Okulistycznych Badań Naukowych, Fundacja Okulistyka 21, Poznań

Wprowadzenie

Mikrobiom oka badano zarówno przy użyciu podłoży mikrobiologicznych [2-4] oraz bez ich zastosowania [3, 5,6]. Wykazały one obecność szerokiego zakresu bakterii i grzybów [7].
Za podstawową przyczynę uważa się brak równowagi w składzie drobnoustrojów (dysbiozy) w procesie patogenezy chorób [8-10]. Zespół suchego oka (ZSO) dotyka miliony ludzi
na całym świecie [11, 12]. Jest to spowodowane utratą homeostazy filmu łzowego, co skutkuje stanem zapalnym komórek, ich uszkodzeniem i powstawaniem dolegliwości bólowych [13, 14]. Od dawna wiadomo, że dysbiozy są powiązane z innymi chorobami powierzchni oka, takimi jak gronkowcowe zapalenie powiek [6, 15] Chociaż mikrobiom oka został już dokładnie opisany, nadal toczy się dyskusja, czy stale obecna jest „rdzeniowa” grupa komensali [16, 17]. Sugerowano, że powierzchnia oka ma stabilny i „minimalny” mikrobiom rdzenia o niskiej różnorodności, w którym wszystkie osobniki mają kilka taksonów [7]. Większość badań wskazuje na obecność Corynebacterium, Cutibacterium i koagulazo-ujemnego Staphylococcus [18]. W kilku badaniach wykazano, że wrodzony układ odpornościowy nabłonka powierzchni oka może się różnicować pomiędzy bakteriami chorobotwórczymi i niepatogennymi [19, 20]. Komensale przyczyniają się do utrzymanie zdrowia oczu poprzez hamowanie apoptozy, zachowanie bariery i interakcję z układem odpornościowym gospodarza [17, 21].
Celem tego badania było zbadanie mikrobiomu oka u osób cierpiących na zespół suchego oka (ZSO) oraz identyfikacja cech mikrobiomu oka mających potencjalne znaczenie zdrowotne i diagnostyczne.

Metodologia:

Pobrano próbki spojówek z obu oczu w dwóch powtórzeniach od 91 osób (61 z zespołem suchego oka, 30 zdrowych) i wykorzystano je do analiz zależnych i niezależnych od podłoża mikrobiologicznego. Próbki analizowano przy użyciu sekwencjonowania nowej generacji (V3-V4 16S rDNA) lub inokulowano na szerokiej gamie typów agarów i hodowano w szerokim zakresie warunków, aby zmaksymalizować odzysk. Izolaty identyfikowano poprzez częściowe sekwencjonowanie genów 16S rDNA i rpoB i testowano pod kątem wrażliwości na antybiotyki. Zastosowano model regresji logistycznej z regulacją L2 na danych sekwencjonowania nowej generacji, aby zbadać wszelkie potencjalne powiązania między ciężkim zespołem suchego oka a mikrobiomem oka.

Wyniki:

Analiza zależna od podłoża mikrobiologicznego wykazała największą liczbę jednostek tworzących kolonie u zdrowych osobników. Większość izolatów odzyskanych z próbek to Corynebacterium, Micrococcus sp., Staphylococcus epidermidis i Cutibacterium Acnes. Analiza niezależna od podłoża mikrobiologicznego ujawniła 24 izolaty, z których najliczniej występowały Actinobacteria, Firmicutes i Proteobacteria. Wykryto ponad 405 rodzajów, z których najbardziej dominującym był Corynebacterium, a następnie Staphylococcus i Cutibacterium. Model regresji logistycznej z regulacją L2 wskazał, że Blautia i Corynebacterium sp. może wiązać się z ciężkim ZSO.

Wnioski:

Omawiane badanie wskazuje, że mikrobiom oka u pacjentów z ciężkim ZSO charakterystyczne cechy. Niektóre gatunki Corynebacterium i Blautia są szczególnie interesujące dla przyszłych badań.

Piśmiennictwo

1. Naqvi M, Fineide F, Utheim TP, Charnock C. Culture- and non-culture-based approaches reveal unique features of the ocular microbiome in dry eye patients. Ocul Surf. 2024 Apr;32:123-129.
2. Albietz, J.M. and L.M. Lenton, Effect of Antibacterial Honey on the Ocular Flora in Tear Deficiency and Meibomian Gland Disease. Cornea, 2006. 25(9).
3. Graham, J.E., et al., Ocular Pathogen or Commensal: A PCR-Based Study of Surface Bacterial Flora in Normal and Dry Eyes. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2007. 48(12): p. 5616-5623.
4. Doan, T., et al., Paucibacterial Microbiome and Resident DNA Virome of the Healthy Conjunctiva. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2016. 57(13): p. 5116-5126.
5. Dong, Q., et al., Diversity of Bacteria at Healthy Human Conjunctiva. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2011. 52(8): p. 5408-5413.
6. Lee, S.H., et al., Comparative Ocular 415 Microbial Communities in Humans with and without Blepharitis. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2012. 53(9): p. 5585-5593.
7. Ozkan, J. and M.D. Willcox, The ocular microbiome: molecular characterisation of a unique and low microbial environment. Current eye research, 2019. 44(7): p. 685-694.
8. DeGruttola, A.K., et al., Current Understanding of Dysbiosis in Disease in Human and Animal Models. Inflamm Bowel Dis, 2016. 22(5): p. 1137-50.
9. Rademacher, F., R. Gläser, and J. Harder, Antimicrobial peptides and proteins: Interaction with the skin microbiota. Exp Dermatol, 2021. 30(10): p. 1496-1508.
10. Muscogiuri, G., et al., Gut microbiota: a new path to treat obesity. Int J Obes Suppl, 2019. 9(1): p. 10-19.
11. Aggarwal, S. and A. Galor, What’s new in dry eye disease diagnosis? Current advances and challenges. F1000Res, 2018. 7.
12. Willis, K.A., et al., The closed eye harbours a unique microbiome in dry eye disease. Scientific Reports, 2020. 10(1): p. 12035.
13. Christophe, B., et al., Revisiting the vicious circle of dry eye disease: a focus on the pathophysiology of meibomian gland dysfunction. British Journal of Ophthalmology, 2016. 100(3): p. 300.
14. Craig, J.P., et al., TFOS DEWS II Definition and Classification Report. The Ocular Surface, 2017. 15(3): p. 276-283.
15. Groden, L.R., et al., Lid flora in blepharitis. Cornea, 1991. 10(1): p. 50-3.
16. Aragona, P., et al., The ocular microbiome and microbiota and their effects on ocular surface pathophysiology and disorders. Surv Ophthalmol, 2021. 66(6): p. 907-925.
17. Petrillo, F., et al., Current Evidence on the Ocular Surface Microbiota and Related Diseases. Microorganisms, 2020. 8(7).
18. de Paiva, C.S., A.J. St. Leger, and R.R. Caspi, Mucosal immunology of the ocular surface. Mucosal Immunology, 2022. 15(6): p. 1143-1157.
19. Ueta, M., Innate Immunity of the Ocular Surface and Ocular Surface Inflammatory Disorders. Cornea, 2008. 27: p. S31-S40.
20. Hozono, Y., et al., Human corneal epithelial cells respond to ocular-pathogenic, but not to nonpathogenic-flagellin. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2006. 347(1): p. 238-247.
21. Miller, D. and A. Iovieno, The role of microbial flora on the ocular surface. Curr Opin Allergy Clin Immunol, 2009. 9(5): p. 466-70.