Микробиота глазной поверхности: методы исследования и современные представления о взаимосвязи дисбиоза кишечника и офтальмопатологии
Ключевые слова:
микробиота, глазная поверхность, секвенирование, культуральные и молекулярно-генетические методы исследования, дизбиоз кишечника, офтальмопатологияАннотация
Микробиота (МБТ) глазной поверхности (ГП), которая включает роговицу и конъюнктиву и характеризуется сравнительно низким разнообразием микробиома, играет важнейшую защитную роль в противостоянии инвазии болезнетворных микроорганизмов, оказывая при этом существенное влияние на иммунологическую активность и барьерный, по отношению к внешней среде, эффект. На МБТ ГП могут влиять как условия окружающей среды, пол, вредные привычки, лечение антибиотиками и др., так и возраст человека. При нарушении барьерных функций и иммунного статуса может развиться офтальмопатология. В настоящее время наряду с культуральными методами исследования МБТ ГП применяются молекулярно-генетические методы (ПЦР-диагностика, хроматография, секвенирование и метагеномика). Новейшее методы, например, такие как секвенирование бактериальной 16S рРНК и особенно метагеномное секвенирование, позволяют наиболее полно выявить разнообразие МБТ ГП. Оказалось, что в МБТ ГП в норме более 80% всех микроорганизмов, независимо от используемого метода исследования, составляют в убывающем порядке типы Proteobacteria (64%), Actinobacteria и Firmicutes. В наиболее населенном микроорганизмами кишечнике преобладают анаэробные виды бактерий, а первые три ранговые места занимают Firmicutes (49–76%) и в меньшей степени Bacteroidetes и Proteobacteria. Есть основания полагать, что, по крайней мере, некоторые глазные заболевания имеют тесную связь с нарушением МБТ кишечника и/или ГП. В частности, к такой офтальмопатологии относится синоним синдром «сухого глаза», блефариты,конъюнктивиты, кератиты, трахома, иридоциклиты, глаукома, диабетическая ретинопатия, дегенерация макулы и некоторые др. Дальнейшие исследования МБТ ГП для понимания роли микроорганизмов в норме и патологии позволят открыть новые пути не только диагностики и лечения офтальмологических заболеваний, но их профилактики.
Библиографические ссылки
1. Ueta M, Kinoshita S. Innate immunity of the ocular surface. Brain Res Bull. 2010 Feb 15;81(3–3): 219–228. doi: 10.1016/j. brainresbull.2009.10.001
2. Lu LJ, Liu J. Human Microbiota and Ophthalmic Disease. Yale J Biol Med. 2016 Sep;89(3): 325–330.
3. Резбаева Г.Н., Оренбуркина О.И., Гимранова И.А., Бабушкин А.Э. О микробиоме глазной поверхности. Точка зрения. Восток – Запад. 2023;10(3): 38–44. [Rezbayeva GN, Orenburkina OI, Gimranova IA, Babushkin AE. O mikrobiome glaznoy poverkhnosti. Tochka zreniya. Vostok – Zapad. 2023;10(3): 38–44. (In Russ.)] doi: 10.25276/2410-1257-2023-3-38-44
4. Kugadas A, Wright Q, Geddes-McAlister J, Gadjeva M. Role of microbiota in strengthening ocular mucosal barrier function through secretory IgA. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(11): 4593–4600. doi: 10.1167/iovs.17-22119
5. Cabuoto KM, Banerjee S, Miller D, Galor A. Composition and Comparison of the Ocular Surface Microbiome in Infants and Older Children.Translational Vision Science & Technology. 2018;7(6): 16. doi: 10.1167/tvst.7.6.16
6. Ozkan J, Willcox MD. The Ocular Microbiome: Molecular Characterization of a Unique and Low Microbial Environment. Current Eye Research. 2019;44(7): 685–694. doi: 10.1080/02713683.2019.1570526
7. Petrillo F, Pignataro D, Lavano MA, et al. Current Evidence on the Ocular SurfaceMicrobiota and Related Diseases. Microorganisms. 2020;8(7): 1033. doi: 10.3390/microorganisms8071033
8. Miller D, Iovieno A. The role of microbial flora on the ocular surface. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2009;9(5): 466–470. doi: 10.1097/ACI.0b013e3283303e1b
9. Wu T, Mitchell B, Carothers T, Coats D, Brady-McCreery K, Paysse E, Wilhelmus K. Molecular analysis of the pediatric ocular surface for fungi. Curr Eye Res. 2003;26(1): 33–36. doi: 10.1076/ceyr.26.1.33.14253
10. Dong Q, Brulc JM, Iovieno A, Bates B, Garoutte A, Miller D, Revanna KV, Gao X, Antonopoulos DA, Slepak VZ, et al. Diversity of bacteria at healthy human conjunctiva. Investig Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(8): 5408–5413. doi: 10.1167/iovs.10-6939
11. Zhou Y, Holland MJ, Makalo P, Joof H, Roberts CH, Mabey DC, Bailey RL, Burton MJ, Weinstock GM, Burr SE. The conjunctival microbiome in health and trachomatous disease: A case control study. Genome Med. 2014;6(11): 99. doi: 10.1186/s13073-014-0099-x
12. Huang Y, Yang B, Li W. Defining the normal core microbiome of conjunctival microbial communities. Clin Microbiol Infect. 2016;22(7): 643.e7–643.e12. doi: 10.1016/j.cmi.2016.04.008
13. Doan T, Akileswaran L, Andersen D, Johnson B, Ko N, Shrestha A, et al. Paucibacterial Microbiome and Resident DNA Virome of the Healthy Conjunctiva. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016;57(13): 5116–5126. doi: 10.1167/iovs.16-19803
14. Ozkan J, Nielsen S, Diez-Vives C, Coroneo M, Thomas T, Willcox M. Temporal stability and composition of the ocular surface microbiome. Sci Rep. 2017;7(1): 9880. doi: 10.1038/ s41598-017-10494-9
15. Юдин С.М., Егорова А.М., Макаров В.В. Анализ микробиоты человека: российский и зарубежный опыт. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018;11(1): 175–180. [Yudin SM, Yegorova AM, Makarov VV. Analiz mikrobioty cheloveka: rossiyskiy i zarubezhnyy opyt. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2018;11(1): 175–180. (In Russ.)]
16. Юдина Ю.В., Корсунский А.А., Аминова А.И., Абдуллаева Г.Д., Продеус А.П. Микробиота кишечника как отдельная система организма. Доказательная гастроэнтерология. 2019;8(4–5): 36–43. [Yudina YuV, Korsunsky AA, Aminova AI, Abdullaeva GD, Prodeus AP. Gut microbiota as a separate body system. Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology.2019;8(4): 36–43. (In Russ.)] doi: 10.17116/dokgastro2019804-136
17. Резбаева Г.Н., Бабушкин А.Э., Оренбуркина О.И., Гимранова И.А. Связь развития и прогрессирования различной офтальмопатологии с состоянием микробиома кишечника. РМЖ. Клиническая офтальмология. 2023;23(4): 219–223. [Rezbaeva GN, Babushkin AE, Orenburkina OI, Gimranova IA. The relationship between the development and progression of various ophthalmopathologies and the state of the intestinal microbiome. RMJ. Clinical ophthalmology. 2023;23(4): 219–223. (In Russ.)] doi: 10.32364/2311-7729-2023-23-4-8
18. Suriguga S, Luangmonkong T, Mutsaers HAM, Groothuis GMM, Olinga P. Host microbiota dictates the proinflammatory impact of LPS in the murine liver. Toxicol In Vitro. 2020;67: 104920. doi: 10.1016/j.tiv.2020.104920
19. Kinross JM, von Roon AC, Holmes E, Darzi A, Nicholson JK. The human gut microbiome: Implications for future health care. Curr Gastroenterol Rep. 2008;10(4): 396–403. doi: 10.1007/ s11894-008-0075-y
20. Flint HJ, Scott KP, Louis P, Duncan SH. The role of gut microbiota in nutrition and health. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2012;9(10): 577–589. doi: 10.1038/nrgastro.2012.156
21. Pflughoeft KJ, Versalovic J. Human microbiome in health and disease. Annu Rev Pathol Mech Dis. 2012;7: 99–122. doi: 10.1146/annurev pathol-011811-132421
22. Delzenne NM, Cani PD, Everard A, Neyrinck AM, Bindels LB. Gut microorganisms as promising targets for the management of type 2 diabetes. Diabetologia. 2015 Oct;58(10): 2206–2217. doi: 10.1007/s00125-015-3712-7
23. Petrov VA, Saltykova IV, Zhukova IA, et al. Analysis of Gut Microbiota in Patients with Parkinson’s Disease. Bull Exp Biol Med. 2017;162(6): 734–737. doi: 10.1007/s10517-017-3700-7
24. Бабаев Э.А., Балмасова И.П.., Мкртумян А.М., Кострюкова С.Н., Вахитова Е.С., Ильина Е.Н., Царев В.Н., Габибов А.Г., Арутюнов С.Д. Метагеномный анализ микробиоты зубодесневой борозды и патогенез пародонтита, ассоциированного с сахарным диабетом 2-го типа. 2017;163(6): 682–686. [Babaev EA, Balmasova IP, Mkrtumyan AM, Kostryukova SN, Vakhitova ES, Ilyina EN, Tsarev VN, Gabibov AG, Arutyunov SD. Metagenomic analysis of the microbiota of the periodontal sulcus and the pathogenesis of periodontitis associated with type 2 diabetes mellitus. 2017;163(6): 682–686. (In Russ.)]
25. Leustean AM, Ciocoiu M, Sava A, Costea CF, Floria M, Tarniceriu CC, Tanase DM. Implications of the intestinal microbiota in diagnosing the progression of diabetes and the presence of cardiovascular complications. J Diabetes Res. 2018;2018: 5205126. doi: 10.1155/2018/5205126
26. Kasselman LJ, Vernice NA, DeLeon J, Reiss AB. The gut microbiome and elevated cardiovascular risk in obesity and autoimmunity. Atherosclerosis. 2018;271: 203–213. doi: 10.1016/j. atherosclerosis.2018.02.036
27. Ferreri AJ, Dolcetti R, Magnino S, Doglioni C, Ponzoni M. Chlamydial infection: the link with ocular adnexal lymphomas. Nat Rev Clin Oncol. 2009 Nov;6(11): 658–669. doi: 10.1038/nrclinonc.2009.147
28. de Paiva CS, Jones DB, Stern ME, Bian F, Moore QL, Corbiere S, Streckfus CF, Hutchinson DS, Ajami NJ, Petrosino JF, Pflugfelder SC. Altered mucosal microbiome diversity and disease severity in sjögren syndrome. Sci Rep. 2016;6: 23561. doi: 10.1038/srep23561
29. Zinkernagel MS, Zysset-Burri DC, Keller I, Berger LE, Leichtle AB, Largiadèr CR, Fiedler GM, Wolf S. Association of the intestinal microbiome with the development of neovascular age-related macular degeneration. Sci Rep. 2017;7: 40826. doi: 10.1038/srep40826
30. Rosenbaum JT, Asquith M. The microbiome and HLA-B27-associated acute anterior uveitis. Nat Rev Rheumatol. 2018;14(12): 704–713. doi: 10.1038/s41584-018-0097-2
31. Tsigalou C, Stavropoulou E, Bezirtzoglou E. Current insights in microbiome shifts in sjogren’s syndrome and possible therapeutic interventions. Front Immunol. 2018;9: 1106. doi: 10.3389/fimmu.2018.01106
32. Zaheer M, Wang C, Bian F, Yu Z, Hernandez H, de Souza RG, Simmons KT, Schady D, Swennes AG, Pflugfelder SC, Britton RA, de Paiva CS. Protective role of commensal bacteria in Sjögren Syndrome. J Autoimmun. 2018;93: 45–56. doi: 10.1016/j.jaut.2018.06.004
