W ostatnich latach liczba operacji okulistycznych w chorobach takich jak zaćma i jaskra dramatycznie wzrosła, a wraz z nią liczba potencjalnie prowadzących do ślepoty zakażeń wewnątrzgałkowych. W nowym badaniu naukowcy demonstrują użycie modelu myszy, który umożliwia stosowanie nano gąbek do ochrony oczu przed infekcjami powodowanymi przez Enterococcus faecalis. Enterococcus faecalis zawiera toksynę zwaną cytolizyną, która występuje u około 50% izolatów wywołujących pooperacyjne zakażenia wewnątrzgałkowe w Stanach Zjednoczonych.
Badania są opublikowane w "mSphere", ogólnodostępnym czasopiśmie internetowym American Society for Microbiology.
"Toksyny są bardzo ważne w infekcjach bakteryjnych oczu, a obecne strategie terapeutyczne tak naprawdę nie odnoszą się do nich" - powiedział dr Michelle Callegan, wykładowca okulistyki, z Instytutu Okulistyki, Mikrobiologii i Immunologii w Centrum Nauk o Zdrowiu University of Oklahoma i kierownik A. McGee Eye Institute, w Oklahoma City.
Zakażenia wewnątrzgałkowe występują, gdy drobnoustroje są przypadkowo wprowadzane do oka podczas, na przykład, operacji oczu z powodu zaćmy lub jaskry, wstrzyknięć do oczu, wykonywanych w celu leczenia związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej lub urazowych uszkodzeń oczu. E. faecalis należy do podgrupy wysoce patogennych infekcji bakteryjnych oczu, których patogeneza wiąże się z wytwarzaniem toksyn porotwórczych.
Toksyny porotwórcze, kluczowe czynniki wpływające na uszkodzenie tkanki siatkówki w zakażeniach wewnątrzgałkowych, obejmują około 25% do 30% bakteryjnych białek cytotoksycznych i są to m.in. toksyna alfa Staphylococcus aureus, pneumolizyna Streptococcus pneumoniae i cytolizyna E. faecalis, jeśli wymienić tylko kilka. "Jeżeli w rogówce rozwija się infekcja, toksyny z tych bakterii zakłócają funkcjonowanie nabłonka, powodując owrzodzenie" - wyjaśnia dr Callegan. "Jeśli infekcja toczy się w oku, toksyny te powodują uszkodzenia siatkówki, tkanki niezdolnej do regeneracji, która jest niezbędna do widzenia."
Obecne strategie leczenia infekcji oczu wywołanych przez bakterie wytwarzające toksyny są niezadowalające. "Używamy antybiotyków, które mogą zabijać te organizmy, i stosujemy środki przeciwzapalne, takie jak kortykosteroidy, które mogą, ale nie muszą, pomagać w stanach zapalnych, ale tak naprawdę nie mamy dobrej strategii celowania w toksyny" - powiedziała dr Callegan. Potrzebne są nowe strategie, zwłaszcza w związku z rosnącym problemem oporności wielolekowej.
Po dowiedzeniu się, że dr Liangfang Zhang z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracował nano gąbki zdolne do wchłaniania toksyn wydzielanych przez bakterię oporną na metycylinę- Staphylococcus aureus, dr Callegan połączyła siły ze swoją grupą, w celu oceny nano gąbek w modelach infekcji ocznych. Nano gąbki składają się z polimerycznego rdzenia nanocząsteczkowego otoczonego naturalną błoną z czerwonych krwinek, która nieodwracalnie wiąże toksyny porotwórcze, co uniemożliwia im działanie na ich normalnych komórkach docelowych.
Eksperymenty in vitro wykazały, że zmodyfikowane nano gąbki były zdolne do neutralizowania cytolizyny E. faecalis, więc naukowcy przenieśli swoje badania do modeli zwierzęcych. Wstrzykiwali oni do oczu myszy nano gąbki wstępnie potraktowane supernatantem, który zawierał cytolizynę i wykazali, że zmodyfikowane nano gąbki były w stanie zneutralizować cytolizynę i zapobiec uszkodzeniu oka. Dalsze eksperymenty wykazały, że wtryskiwanie nano gąbek do ciała szklistego (przezroczystego żelu wypełniającego przestrzeń między soczewką a siatkówką) 6 godzin po zakażeniu dzikim szczepem wytwarzającym cytolizynę, chroniło siatkówkę przed jej uszkodzeniem.
"Kiedy potraktowaliśmy zainfekowane mysie oczy nano gąbkami, funkcja siatkówki w tych oczach została faktycznie zachowana w znacznym stopniu, a kiedy nie leczono ich, funkcja siatkówki została całkowicie utracona" - powiedział dr Callegan. "Nano gąbki zapewniały ochronę siatkówki i to było bardzo ekscytujące".
Badanie stanowi dowód na to, że nano gąbki mogą pewnego dnia zostać użyte do walki z rosnącą falą zakażeń wewnątrzgałkowych, w wyniku zwiększonej liczby wykonywanych dzisiaj zabiegów na oku z powodu zaćmy, jaskry i innych schorzeń. "Mamy do wykonania wiele innych eksperymentów" - powiedziała dr Callegan. "Jesteśmy w trakcie testowania zdolności tych nano gąbek do leczenia infekcji wywoływanych innymi patogenami ocznymi Gram-dodatnimi, które produkują toksyny porotwórcze." Powiedziała, że będą również analizować terapię uzupełniającą nano gąbkami i antybiotykami w modelach infekcji oczu.
Komentarze
[ z 0]