Con oftalmólogos y optometristas del centro oftalmológico de la UPMC, comenzamos a analizar las firmas inmunológicas en los ojos de pacientes sanos y enfermos.
Usted puede estar familiarizado con la idea de que su intestino y su piel son el hogar de una colección de microbios, hongos, bacterias y virus, que son vitales para su salud. ¿Pero sabías que también tienes un germen animal único en tus ojos? Juntos se denominan microbios oculares. Cuando estos microbios están desequilibrados, muchos o pocos tipos específicos, pueden surgir enfermedades oculares.
Investigaciones recientes han demostrado que las bacterias viven en la superficie del ojo y estimulan la inmunidad, y los científicos están comenzando a estudiar los factores microbiológicos que se pueden utilizar para crear tratamientos innovadores para una variedad de afecciones oculares, como el ojo seco, el síndrome de Shogren y la curación de la córnea. Un día, se pueden crear bacterias para tratar las enfermedades oculares en los seres humanos.
Soy un inmunólogo, aprendiendo cómo el ojo previene la infección. Estoy interesado en esta área porque la gente solo tiene dos ojos, y entender cómo las bacterias afectan la inmunidad puede ser la clave para evitar hasta un millón de visitas al médico y ahorrar $174 millones al año solo en los Estados Unidos.
Microbioma ocular
Cuando se discuten los microbiomas, la mayoría de los científicos generalmente piensan en los intestinos, y esto es bien merecido; los investigadores creen que un intestino grueso puede contener más de 10 trillones de bacterias. Sin embargo, ahora se está prestando más atención a los efectos de los microorganismos en otras partes, incluso en la piel y en lugares con muy pocas bacterias, como los pulmones, la vagina y los ojos.
Durante la última década, el papel de los microbiomas en la salud ocular ha sido controvertido. Los científicos creían que los ojos sanos no tenían un microbioma organizado. Los estudios han demostrado que las bacterias del aire, las manos o los bordes de los párpados pueden estar presentes en los ojos; sin embargo, muchos creen que estos microbios simplemente mueren o son arrastrados por un flujo constante de lágrimas.
Solo recientemente los científicos han llegado a la conclusión de que, de hecho, el ojo alberga un microbioma «central» que parece depender de la edad, la región geográfica, el origen étnico, el uso de lentes de contacto y el estado de la enfermedad. El “núcleo” se limita a cuatro géneros de bacterias: estafilococos, difteroides, propionibacterias y estreptococos. Además de estas bacterias, el virus torque teno, implicado en algunas enfermedades intraoculares, también cuenta como un miembro del microbioma central, ya que está presente en la superficie del ojo del 65% de los individuos sanos.
Esto sugiere que los médicos deberían pensar más a fondo sobre los riesgos y beneficios para el microbioma al recetar antibióticos. Los antibióticos pueden matar las bacterias que proporcionan un beneficio para el ojo.
En un estudio reciente que abarcó más de una década e incluyó a más de 340.000 pacientes en los EE. UU., los autores encontraron que se usaron antibióticos para tratar el 60% de los casos de conjuntivitis aguda (conjuntivitis aguda). Pero las infecciones virales son las causas más probables de la conjuntivitis y no se pueden tratar con antibióticos. Más llamativos, incluso los casos causados por bacterias a menudo se resuelven en 7-10 días sin intervención. Es bien sabido que el uso excesivo o inadecuado de antibióticos puede alterar el microbioma y provocar infecciones, autoinmunidad e incluso cáncer.
Descubriendo un microbio que coloniza los ojos
En la última década, los estudios que evaluaron el microbioma ocular y la enfermedad se han disparado. Han generado una inmensa cantidad de datos, pero la mayor parte es correlativa. Esto significa que ciertas bacterias se han relacionado con ciertas enfermedades, como el síndrome de Sjogren o la queratitis bacteriana. Sin embargo, aún se desconoce si estas bacterias están causando estas enfermedades.
Durante mi estadía en el National Eye Institute, usé ratones para identificar si las bacterias en la superficie del ojo podrían estimular una respuesta inmunitaria para proteger el ojo de patógenos cegadores como la bacteria Pseudomonas aeuruginosa.
En 2016, Rachel Caspi y yo, del Instituto Nacional de Inmunología Ocular, sugerimos que las bacterias protectoras viven cerca unas de otras o en los ojos. De hecho, encontramos una bacteria persistente, Corynebacterium mastidis (C. mast), que estimula a las células inmunitarias a producir y liberar factores antibacterianos que matan a los microbios dañinos en las lágrimas.
Como resultado de una serie de experimentos, el laboratorio de Kaspi pudo demostrar por primera vez una relación causal entre el C. mast y la respuesta inmunitaria protectora. Siempre que el C. mast estaba situado en la superficie de los ojos, los ratones eran más resistentes a dos tipos de bacterias cegadoras: Candidatos Albicantes y pseudomonas euridinosis.
Ahora, en mi laboratorio, nos gustaría utilizar esta relación entre el mástil inmunitario y el globo ocular para desarrollar nuevas terapias para prevenir infecciones y posiblemente combatir enfermedades más comunes, como la enfermedad del ojo seco.
Ingeniería de microbios para mejorar la salud ocular
El primer paso para desarrollar una terapia de este tipo es averiguar cómo las bacterias colonizan los ojos. Para ello, mi laboratorio colabora con el laboratorio Campbell de la Universidad de Pittsburgh, que alberga una de las mayores colecciones de bacterias en el ojo humano del país. Gracias a nuestra configuración experimental única con ratones y al análisis genético avanzado, podemos utilizar esta biblioteca de microbios para comenzar a identificar los factores específicos que los microbios necesitan para colonizar la superficie del ojo.
Luego, con oftalmólogos y optometristas del centro oftalmológico de la UPMC, comenzamos a analizar las firmas inmunológicas en los ojos de pacientes sanos y enfermos. Aquí, esperamos usar esta tecnología como una nueva herramienta de diagnóstico para combatir los microbios que causan enfermedades, en lugar de tratar inmediatamente las infecciones antibióticas de amplio espectro que matan a los microbios buenos.
Finalmente, una de nuestras metas más altas es generar colonizadores de ojos para que puedan actuar como medios de entrega a largo plazo a la superficie del ojo. En los intestinos, se ha demostrado que las bacterias genéticamente modificadas facilitan el desarrollo de enfermedades como la colitis.
Esperamos que esta nueva terapia de “ojo tubular” ayude a identificar los factores que regulan la inmunidad, lo que limitará los síntomas asociados con enfermedades como el ojo seco, que afectan a unos 4 millones de personas en Estados Unidos cada año.
Todavía hay mucho que aprender en este campo en evolución antes de que los médicos puedan comenzar a manipular el microbioma del ojo para controlar la enfermedad. Pero un día, tal vez, en lugar de solo gotear en los ojos secos, usted estará rociando una solución con algunas bacterias que colonizan su ojo y liberan lubricantes y otros factores de su cuerpo perdido. Mantente en contacto.