Logo Contactlensinside
ContactlensInside - Editie 3/2022

Het risico van acanthamoebe infecties verkleinen door contactlensvloeistof te conjugeren met nanod

Inside de Hogeschool Utrecht


Eigen ervaring en vraagstelling
De acanthamoebe is een eencellig micro-organisme, dat een ontsteking kan veroorzaken in het oog. Dit zorgt voor ernstige pijn, fotofobie, roodheid, tranen, verminderd zicht, blindheid en kan er zelfs voor zorgen dat de cornea volledig kapot gaat (Oogfonds.nl, z.d.). Het is een micro-organisme dat vaak in water voor komt, ook in zwembaden en airconditioners (Hendiger et al., 2021).
Tegenwoordig hebben steeds meer contactlensdragers last van deze infectie, vooral bij zachte maandlenzen. Hiervoor moet een oplossing worden gevonden of betere voorzorgmaatregelen worden getroffen.
Huidige contactlensvloeistoffen zijn volgens Hendiger et al., (2021) vaak gebaseerd op antimicrobiële of antischimmel middelen en dus niet op de acanthamoebe. Nanodeeltjes zijn ontzettend klein, er passen er een miljoen in één lichaamscel (Pfizer, z.d.). Deze worden voor ontzettend veel doeleinden ingezet, waaronder bestrijding van bacteriën. Hierbij binden de nanodeeltjes zich aan de bacteriën, waardoor infecties verhinderd kunnen worden (RIVM, 2019). Zo zouden nanodeeltjes dus in theorie ook acanthamoebe infecties tegen kunnen gaan.
De vraag die daarom in dit verslag beantwoord zal worden is: Is het mogelijk om het risico van acanthamoebe infecties te verkleinen door contactlensvloeistof te conjugeren met nanodeeltjes?

Artikel 1 Silver Nanoparticles Conjugated with Contact Lens Solutions May Reduce the Risk of Acanthamoeba Keratitis van E. B. Hendiger
In artikel 1 worden zilveren nanodeeltjes (AgNPs) toegevoegd aan vijf soorten alles-in-één vloeistoffen. Er is in vitro onderzoek gedaan naar de trofozoïete fase van de acanthamoebe, dit is de groeifase van het micro-organisme. Per vloeistof zijn er vier verschillende lenssoorten, ieder van een ander FDA groep, gebruikt om de aanhechting van de acanthamoebe aan het lensoppervlak te monitoren. De eigenschappen van de vier verschillende lenssoorten zijn te vinden in tabel 2 (zie bijlage). De lenzenvloeistoffen zijn gekozen omdat deze het meest worden gebruikt in Polen, waar het onderzoek is uitgevoerd. Het gaat om Solo Care Aqua van Menicon, Opti Free van Alcon, ReNu Multiplus van Bausch + Lomb, B-Lens en Best View. De karakteristieken en minimale desinfectietijd zijn te vinden in tabel 1 (zie bijlage).
Er wordt tegenwoordig onderzoek gedaan naar de vaardigheden die nanodeeltjes hebben om te voorkomen dat micro-organismen voorplanten of ontstekingen veroorzaken. Bij dit onderzoek zijn de toxische eigenschappen van de nanodeeltjes een belangrijke maatstaf. Echter is er gebleken dat er geen verhoging van toxiciteit aanwezig is in de contactlenzen of de contactlensvloeistoffen, bij het gebruik van de nanodeeltjes in combinatie met de contactlensvloeistoffen (Hendiger et al., 2021). In het onderzoek is na vier en zes uur gekeken wat het effect is geweest van de nanodeeltjes. Deze tijden zijn aangehouden, omdat dit volgens de leverancier de minimale desinfectie tijd is van de contactlensvloeistoffen (Hendiger et al., 2021).

De volgende resultaten zijn gevonden in het onderzoek, en zullen in procentuele afname worden uitgelegd. Dit houdt in dat er in een x aantal uur, een x aantal procent acanthamoebe activiteit is gereduceerd. Hierdoor zal het risico op een acanthamoebe keratitis voor zoveel procent verminderen. Bij Opti-Free geconjugeerd met AgNPs is de reductie van acanthamoebe activiteit na 4 uur 23.8% na de incubatietijd in vergelijking met de pure contactlensvloeistof. Bij Solo Care Aqua geconjugeerd met AgNPs was de acanthamoebe activiteit na 4 uur gereduceerd met 20.3% in vergelijking met de pure lenzenvloeistof. Bij de drie andere lenzenvloeistoffen werd er geen statistisch significante toename van anti-amoebe activiteit na 6 uur incubatietijd gevonden (Hendiger et al., 2021). De adhesie van de acanthamoebe is te zien in tabel 3 (zie bijlage). Verder is er in vorige onderzoeken van de auteurs gekeken naar een aantal hydrogel lensmaterialen. Deze resultaten gaven weer dat er een significant verschil was in adhesie tussen ionische en niet-ionische contactlensmaterialen. De hoogste adhesie was bij het materiaal Methafilcon A. Deze heeft van de gebruikte materialen het hoogste watergehalte van 55%, zonder siliconen. Uit meerdere onderzoeken die de auteurs hebben bestudeerd is gebleken dat ionisch contactlensmateriaal de belangrijkste oorzaak is voor acanthamoebe adhesie. Ook blijkt dat zelfs bij een kleine hoeveelheid nanodeeltjes, er al een groot verschil in adhesie aanwezig is in vergelijking met de controle groep (zie tabel 3). Daarnaast is het zo dat bij een grotere hoeveelheid nanodeeltjes, een grotere reductie van adhesie aanwezig is.
Volgens een andere studie zorgt een niet-ionisch materiaal met een lager watergehalte juist voor een hogere amoebe adhesie in combinatie met lenzen die uit Lotrafilcon A, Galyfilcon A en Comifilcon A bestaan (Hendiger et al., 2021). Dit is dus lastig om te vergelijken.
Geconcludeerd kan worden dat contactlensvloeistoffen geconjugeerd met een klein aantal AgNPs voor het reduceren van het risico op acanthamoebe keratitis veelbelovend is, maar dat er nog meer onderzoek naar gedaan moet worden (Hendiger et al., 2021).

Artikel 2 Evaluation of in vitro effect of selected contact lens solutions conjugated with nanoparticles in terms of preventive approach to public health risk generated by Acanthamoeba strains van M. Padzik
In artikel 2 worden de lenzenvloeistoffen geconjugeerd met zilveren (AgNPs) en gouden (AuNPs) nanodeeltjes. Hier is ook een in vitro onderzoek gedaan, door te testen hoe de adhesie van de acanthamoebe is bij deze contactlensvloeistoffen in combinatie met de verschillende soorten nanodeeltjes om acanthamoebe keratitis tegen te kunnen gaan. De lenzenvloeistoffen die worden gebruikt zijn de drie meest voorkomende lenzenvloeistoffen in Polen, omdat het onderzoek hier is uitgevoerd. Het gaat hierbij om Solo Cara Aqua van Menicon, ReNu MultiPlus van Bausch + Lomb en Opti-Free van Alcon. De karakteristieken en minimale desinfectietijd zijn te vinden in tabel 1. Er zijn verschillende concentraties aan nanodeeltjes gebruikt: 0.25, 0.5, 1.25 en 2.5 parts per million (ppm) (Padzik et al., 2019). Er is tijdens het onderzoek gekeken naar cytotoxiciteit en anti-amoebe activiteit. De resultaten van het onderzoek naar de cytotoxiciteit zijn te zien in tabellen 4 en 5 (zie bijlage).
Volgens de studie is er na 6 uur incubatietijd, de minimale desinfectietijd volgens de leverancier, een anti-amoebe effect te zien (Padzik et al., 2019). Alleen bij Solo Cara Aqua in combinatie met AgNPs was er een gunstige relatie tussen het anti-amoebe effect en de cytotoxiciteit. Bij AuNPs was sprake van een hogere cytotoxiciteit wat betekent dat dit voor het menselijke oog gevaarlijk zou kunnen zijn. Bij Opti Free was het laagste anti-amoebe effect te zien, bij beide geconjugeerd met nanodeeltjes en de controlegroep, dit was alleen de contactlensvloeistof (Padzik et al., 2019). Volgens Padzik et al., (2019) zou het zo kunnen zijn dat er door de samenvoeging van nanodeeltjes en contactlensvloeistoffen een invloed ontstaat op de biologische activiteiten van de nanodeeltjes. Hierdoor ontstaat het anti-amoebe effect wat teruggevonden kan worden in de resultaten. Ook lijkt het zo dat zilveren nanodeeltjes meer antimicrobiële potentie hebben dan gouden nanodeeltjes.
De conclusie van het artikel is dat de conjugatie bij bepaalde contactlensvloeistoffen een effectieve manier zou kunnen zijn om anti-amoebe activiteit te bereiken. Daarbij zou AgNPs dus een potentieel ingrediënt kunnen worden in bepaalde contactlensvloeistoffen (Padzik et al., 2019). Toch moet er meer onderzoek gedaan worden naar dit onderwerp om het mechanisme van actie en activiteit van deze conjugatie tegen de acanthamoebe op te helderen. Zilveren nanodeeltjes geconjugeerd met bepaalde lenzenvloeistoffen zouden een veelbelovende aanpak kunnen zijn bij de preventie van acanthamoebe keratitis bij lensdragers (Padzik et al., 2019).

Overeenkomst tussen de artikelen
Wat overeenkomt tussen de twee artikelen is dat er zilveren nanodeeltjes gebruikt zijn en dat de minimale desinfectie tijd van de leverancier in acht is genomen. De artikelen hebben het er beide over dat er meer onderzoek gedaan moet worden naar dit onderwerp, maar dat het een hoopgevende benadering zou kunnen zijn bij de preventie van acanthamoebe keratitis. Wel is het zo dat beide onderzoeken in vitro zijn waardoor de uitkomst bij een echte acanthamoebe keratitis anders zouden kunnen zijn. Hierbij is het wel belangrijk om te onthouden dat de lenzenvloeistoffen geconjugeerd met nanodeeltjes ter voorkoming zijn van een acanthamoebe keratitis en dus niet het behandelen wanneer deze al aanwezig is.

De betrouwbaarheid artikel 1
De auteurs verklaren geen belangenverstrengeling. De financiers hadden geen rol in het onderzoek zelf. Verder zijn er verschillende leveranciers en lenzenvloeistoffen met elkaar vergeleken. Er zijn foto’s gemaakt per lenzenvloeistof om het effect met geconjugeerd AgNPs aan te tonen.
Dit wijst allemaal op een goede betrouwbaarheid. Aan de andere kant zijn er maar vijf soorten lenzenvloeistoffen gebruikt en allemaal zijn het alles-in-één vloeistoffen. Om zeker te weten hoe effectief het daadwerkelijk is, zouden er veel meer soorten vloeistoffen en leveranciers bij betrokken moeten worden. Verder is het zo dat veel van de auteurs van artikel 1 en 2 dezelfde personen zijn.
Hierdoor is het lastig om te beoordelen hoe betrouwbaar de vergelijking tussen de twee artikelen is.
Verder is er ook geen onderzoek gedaan naar het effect van de nanodeeltjes op verschillende andere micro-organismen die een microbiële keratitis kunnen veroorzaken.

De betrouwbaarheid artikel 2
Er zou een belangenverstrengeling kunnen zijn, omdat dit niet is aangegeven in het artikel. Hierdoor zouden de resultaten als niet betrouwbaar ervaren kunnen worden. Wat wel goed is, is dat er verschillende leveranciers en lenzenvloeistoffen met elkaar zijn vergeleken. Echter is dit wel beperkt tot drie soorten. Dit maakt een conclusie lastiger, omdat er niet genoeg onderzoek naar is gedaan. Alle experimenten zijn drie keer uitgevoerd, dit zou de resultaten betrouwbaarder kunnen maken.
Nogmaals, een aantal auteurs van artikel 1 en 2 zijn dezelfde personen, maar er zit twee jaar tussen de studies en er zijn ook andere auteurs bij betrokken.
 
Take Home Message
Wat belangrijk is om te onthouden is dat de verminderde kans op acanthamoebe keratitis begint bij een goede lensinstructie, hierbij moet vermeld worden dat contactlenzen nooit in aanraking mogen komen met water. Verder moeten de handen altijd goed gewassen en gedroogd worden voordat de lenzen worden aangeraakt. Het lenzendoosje moet ieder dag worden omgespoeld met contactlensvloeistof en gedroogd aan de lucht. Er moet iedere dag nieuwe contactlensvloeistof in het lenzendoosje worden gedaan en de lenzen moeten iedere dag worden schoongemaakt door middel van rubben en rinsen, maar omdat de compliance van lenzendragers toch minder lijkt te worden zou contactlensvloeistof geconjugeerd met zilveren nanodeeltjes een goede manier van preventie kunnen zijn. Er moet wel meer onderzoek naar gedaan worden. Toch lijkt het een veelbelovende manier om een acanthamoebe infectie te voorkomen. Nanodeeltjes hebben ontzettend veel potentie in de bestrijding van micro-organismen (Hendiger et al., 2021, Padzik et al., 2019). Het zou ook zo kunnen zijn dat nanodeeltjes andere gevaarlijke microbiële infecties, zoals een pseudomonas infectie, kunnen voorkomen. Echter, zou dit in een aanvullend onderzoek verder onderzocht moeten worden.

Bijlage

Tabel 1: de gebruikte lenzenvloeistoffen, componenten hiervan en de duur van het anti-amoebe effect na incubatie.
Statistisch significante data is onderstreept.

Tabel 2: Contactlenseigenschappen van de gebruikte contactlenzen bij Hendiger et al. (2021)

Tabel 3: Acanthamoebe adhesie reductie op het contactlens oppervlak bij Hendiger et al. (2021).


Tabel 4: Cytotoxiciteit van pure contactlensvloeistof en contactlensvloeistof geconjugeerd met zilveren Nanodeeltjes in procenten bij Padzik et al. (2019).
Statistisch significante data is onderstreept.

Tabel 5: Cytotoxiciteit van pure contactlensvloeistof en contactlensvloeistof geconjugeerd met gouden
Nanodeeltjes in procenten bij Padzik et al. (2019).
Statistisch significante data is onderstreept.

Bronnenlijst

Acanthamoeba keratitis. (z.d.). Oogfonds.nl. Geraadpleegd op 27 september 2021, van https://oogfonds.nl/oogklachten/acanthamoeba-keratitis
Hendiger, E. B., Padzik, M., Sifaoui, I., Reyes-Batlle, M., López-Arencibia, A., Zyskowska, D., Grodzik, M., Pietruczuk-Padzik, A., Hendiger, J., Olędzka, G., Chomicz, L., Piñero, J., & Lorenzo-Morales, J. (2021). Silver Nanoparticles Conjugated with Contact Lens Solutions May Reduce the Risk of Acanthamoeba Keratitis. Pathogens, 10(5), 1–13. https://doi.org/10.3390/pathogens10050583

 

Padzik, M., Hendiger, E. B., Żochowaska, A., Szczepaniak, J., Baltaza, W., Pietruczuk-Padzik, A.,Olędzka, G., & Chomicz, L. (2019). Evaluation of in vitro effect of selected contact lens solutions conjugated with nanoparticles in terms of preventive approach to public health risk generated by Acanthamoeba strains. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 26(1), 198–202. https://doi.org/10.26444/aaem/105394

Pfizer. (z.d.) Nanodeeltjes als kleine medicijnpostbodes. Zorg van de toekomst. Geraadpleegd op 14 april 2022, van https://www.pfizer.nl/zorg-van-de-toekomst/nanodeeltjes-als-kleine-medicijnpostbodes

Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM). (2019, 7 maart). Nanodeeltjes van invloed op het microbioom. Nanotechnologie. Geraadpleegd op 14 april 2022, van https://www.rivm.nl/nanotechnologie/gezondheid/nanodeeltjes-van-invloed-op-microbioom

Romy de Kroon

Studente optometrie Hogeschool Utrecht

Meer van Romy de Kroon
Opslaan als PDF
Reacties op dit artikel

Er zijn nog geen reacties geplaatst op dit artikel.