L’iperglicemia crea l'ambiente ideale per la crescita batterica sulla pelle, sulla superficie oculare e nelle lacrime.

Il diabete mellito di tipo 2 (T2DM) è una malattia cmolto comune e causa complicazioni oculari, che influiscono negativamente sulla qualità della vita.

La prevalenza di T2DM in una nazione come la Cina è di circa l'11%.

Nei pazienti T2DM, l'alto livello di glucosio altera la comunità batterica congiuntivale. Nella maggior parte degli studi, la coltura batterica è lo strumento principale per identificare i batteri patogeni della superficie ocullare in pazienti con DM. 

Le differenze tra comunità batterica congiuntivale tra soggetti sani e pazienti con DM ha rivelato in entrambi i batteri Klebsiella pneumonia cocchi , Escherichia Coli, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus , listeria e bacillo difteroide e alcuni di essi sono batteri patogeni. 

Tuttavia, la coltura riesce a identificare solo le specie di flora batterica e l'ambiente, il tempo e altri fattori che influenzano la crescita batterica. 

La novità dell' identificazione batterica basata sul rRNA 16S è stata ampiamente applicata nello studio

  • del canale intestinale
  • del canale vaginale,
  • della cavità orale e
  • del liquido amniotico 

 

Oggi, questa tecnica viene utilizzata con successo anche per studiare la flora batterica in pazienti con:

  • occhio secco,
  • blefarite
  • uso di lenti a contatto e in
  • soggetti sani

Tuttavia, il meccanismo con cui si altera la comunità microbica della superficie oculare non è ancora perfettamente chiaro.

In questo recente studio 54 soggetti (24 maschi e 30 femmine) sono stati arruolati dall'ospedale Zhujiang della Southern Medical University di Guangzhou, in Cina. 

I criteri di inclusione erano i seguenti:

  • soggetti che non avevano mai indossato lenti a contatto
  • nessuna malattia sistemica e
  • nessuna malattia oculare
  • nessuna secchezza oculare,
  • no glaucoma,
  • no blefarite,
  • nessuna ostruzione del dotto naso-lacrimale o
  • nessuna infezione del segmento anteriore,
  • mai uveite,
  • nessuna malattia retinica
  • mai traumi oculari o
  • nessun tipo di trapianto. 

 

Sono stati esclusi:

  • pazienti avevano fatto uso recente di
    • antibiotici,
    • droghe, 
    • probiotici
    • integratori di fibre
    • farmaci antidiabetici
    • trattamenti per dimagrire; 
  • soggetti che presentavano
    • anemia,
    • disturbi gastrointestinali 
    • malattie croniche
  • persone in gravidanza o che stavano allattando al seno;
  • soggetti avevano abitudini alimentari inusuali
    • vegetariani
    • vegani
  • gli individui trattati con colliri antibiotici, corticosteroidi e farmaci antinfiammatori non steroidei nei 6 mesi precedenti. 

 

Questionario

Tutti i soggetti sono stati invitati a compilare un questionario che comprendeva due parti: una sezione di informazione di base e una sezionerelativa al disagio oculare. 

Le informazioni di base includevano sesso, età, presenza e gravità del disagio oculare, durata del Diabete, anamnesi

  • sull'uso farmaci sistemici o oftalmici,
  • pregressa chirurgia oftalmica,
  • uso di lenti a contatto
  • patologie del sistema immunitario. 

 

L'OSDI ha evidenziato il disagio oculare, rilevando l'esperienza dei pazienti nei precedenti 3 mesi. 

La gravità è stata valutata su una scala da 0 a 4:

  • 0, nessun disagio; 
  • 1, alcune volte,
  • 2, metà delle volte; 
  • 3, il più delle volte; e
  • 4, sempre

 

Più alto era il punteggio, più grave era il disagio oculare.

Raccolta dei campioni, estrazione del DNA, amplificazione PCR, sequenziamento rRNA 16S e analisi dei dati. Per l'analisi batterica, ogni partecipante ha eseguito una serie di esami oftalmologici presso l'Ospedale Zhujiang della Southern Medical University. 

Il DNA batterico è stato estratto utilizzando un kit di estrazione del DNA (kit del DNA batterico di MinkaGene) e la concentrazione e la purezza sono state misurate utilizzando uno strumento NanoDrop One (Thermo Fisher Scientific, MA, USA) seguendo le istruzioni del produttore. 

 

RISULTATI

Sequenziamento del gene rRNA 16S.

L'analisi del sequenziamento del gene rRNA Deep 16S è stata specificatamente utilizzata per studiare il microbiota Oculare 

OS Microbial Community of DM Patients and CON Soggetti

 

La comunità microbica è stata classificata in 42 phyla nei gruppi:

  • Proteobacteria (media: 48.86, 56.76%), 
  • Firmicutes (18.04, 15,66%), 
  • Bacteroidetes (15.83, 10.07%), 
  • Actinobacteria (6.43, 6,16%), 
  • acidobatteri (1,79, 1,57%), 
  • cloroflessi (1,42, 1,70%), 
  • planctomiceti (1,32, 1,59%), 
  • Epsilonbacteraeota(1,16, 0,82%) e 
  • Verrucomicrobia (1,04, 0,89%). 

I quattro principali phyla (Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria) hanno rappresentato la maggioranza. 

È interessante notare che il microbiota della superficie oculare in alcuni soggetti in due gruppi era dominato da un singolo phylum. 

Un microbiota sano con una diversa comunità microbica svolge un ruolo essenziale nel prevenire le infezioni oculari e le complicanze dell'occhio secco. 

Studi disponibili hanno mostrato cambiamenti significativi nella comunità microbica dell'intestino (Musso et al., 2011), canale vaginale, cavità orale e liquido amniotico ( Wang et al., 2018 ) mediante coltura batterica o sequenziamento dell'RRNA 16S. 

La funzione di barriera intestinale del microbiota è indebolita nei pazienti con DM ( Chen et al., 2016 ). 

Pertanto, è importante definire l'influenza di DM sul microbiota oculare.

La coltura batterica tradizionale ha rivelato differenze significative nella flora della superficie oculare tra soggetti sani e pazienti con DMT2. 

La flora del sistema operativo nel gruppo DM comprendeva S. aureus (53,3%), Stafilococchi coagulasi-negativi (26,7%) e K. pneumoniae (6,7%). 

Nei pazienti T2DM, sono stati identificati i seguenti batteri: S. aureus (30%), E. coli (20%), CNS (10%) e K. pneumoniae (10%) (Adam et al., 2015).

Altri autori hanno studiato 100 pazienti con stafilococchi coagulasi-negativi nella congiuntiva palbebrale inferiore e hanno trovato che la percentuale di batteri aerobici era più alta nei pazienti con DM rispetto ai pazienti non diabetici, inoltre hanno riscontrato che la flora congiuntivale nei pazienti con DM di tipo 1 differiva da quella nei pazienti con DMT2.

La cultura batterica tradizionale ha dei limiti reali nello studio delle comunità di microrganismi. 

Alcuni ceppi patogeni sono molto difficili da coltivare, con conseguente riduzione dei livelli di rilevamento dei batteri rispetto al sequenziamento del rRNA 16S o alla metagenomica molecolare. 

La tecnica di biologia molecolare disequenziamento dell'RRNA 16S ha una maggiore accuratezza nella rilevazione della comunità microbica. 

Alcuni studi sul microbiota della superficie oculare hanno mostrato chiaramente una maggiore diversità microbica utilizzando il sequenziamento del rRNA 16S, rispetto a quello ottenuto utilizzando la coltura batterica tradizionale.

IL sequenziamento dell'RRNA 16S ha dimostrato di essere lo strumento più efficiente per studiare le comunità microbiche rispetto alla coltura batterica.

 Studi sul microbiota oculare hanno rivelato risultati simili usando il sequenziamento dell'RRNA 16S o la tecnica biologica della metagenomica. 

Firmicutes e Bacteroides sono i due phyla principali nella comunità batterica dell'intestino, indicando che un microbioma umano può esistere nell'intestino e in altri organi. 

Gli squilibri tra le principali specie della comunità batterica possono diventare dannosi per la barriera oculare.

 Il metabolismo alterato nei pazienti con DM può spiegare questi cambiamenti. Iperglicemia, infiammazione e fattori vascolari sono anche correlati ai cambiamenti nella flora oculare nei pazienti con DM. 

L'iperglicemia e l'infiammazione sistemica di alto grado nei pazienti con DM possono favorire la crescita e la colonizzazione di potenziali germi patogeni.

Gli studi con coltura batterica hanno mostrato un aumento dei batteri Gram-negativi (in particolare K. pneumoniae) ha rappresentato un rischio più elevato di endoftalmite postoperatoria.

Negli studi su pazienti con DM, cambiamenti significativi nella flora batterica erano spesso correlati alla retinopatia ed alla maculopatia. 

Il grave disagio nelle persone anziane legato all'occhio secco potrebbe essere legato allr diminuzioni significative in Acinetobacter ePseudomonas.

Inoltre, vi è una relazione significativa di aumento dei Bacteroidetes, diminuzione dei Proteobacteriathe a livello di phylum e diminuzione di Acinetobacter, Pseudomonas e molti altri generi con un decorso più lungo di DM e punteggi OSDI superiori, indicando che i cambiamenti nel microbiota OS dei pazienti DM, in particolare il ridotto Acinetobacter e Pseudomonas, rappresentano un maggiore disagio della superficie oculare di questi pazienti.

Ad oggi, il trattamento del trapianto di flora batterica è stato eseguito nel trattamento delle malattie digestive, ottenendo risposte cliniche favorevoli. 

Se una terapia simile fosse realizzabile per il trattamento delle malattie dell'occhio diabetico sia della superfice oculare che delle malattie retiniche è giustificato studiare bene questo fenomeno.

 

Questa ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che potrebbero essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.

L'articolo completo è disponibile online: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2019.00202/full#supplementary-material