O vezică artificială creată în laborator explică recidiva infecțiilor urinare
O vezică microartificială, crescută în laborator, ar putea oferi explicații pentru recidiva frecventă a infecțiilor urinare (ITU), conform unui studiu realizat de cercetători de la UCL, Universitatea Oxford și Universitatea Leicester.
Studiul, publicat în Nature Communications, demonstrează că terapia cu faguri – utilizarea unor viruși microscopici pentru a distruge bacteriile fără a afecta organismul uman – ar putea ajuta la reducerea infecțiilor recurente, care apar atunci când bacteriile responsabile pentru ITU „se ascund” în țesutul vezicii urinare.
Infecțiile urinare sunt unele dintre cele mai comune infecții la nivel mondial, cu aproximativ 400 de milioane de cazuri în fiecare an. Acestea pot fi dureroase și deranjante, iar pentru mulți pacienți, infecția poate reveni după un tratament cu antibiotice.
Cercetătorii au încercat să înțeleagă motivele pentru care acest lucru se întâmplă prin crearea unui model uman de vezică micro 3D care include urină curgătoare pentru a imita mediul găsit în vezica urinară umană.
Studiul a fost realizat ca parte a programului mai amplu Beyond Antibiotics Programme Grant și a fost finanțat de Consiliul de Cercetare în Științe Inginerie și Fizice (EPSRC). Acest model de vezică a fost utilizat pentru a testa terapia cu faguri pe bacteriile cauzatoare de ITU. Echipa a descoperit că această terapie poate elimina bacteriile ascunse adânc în peretele vezicii, în ceea ce cercetătorii numesc „rezervoare”, pe care antibioticele obișnuite nu le pot atinge.
Autorul principal al studiului, Profesor Jennifer Rohn, a declarat: „ITU recurente sunt extrem de frustrante pentru pacienți, deoarece bacteriile pot supraviețui antibioticelor retrăgându-se în rezervoare protejate din interiorul peretelui vezicii.”
„Construirea unei vezici micro ne-a permis să imităm condițiile reale din tractul urinar și să vedem de ce antibioticele care par puternice în teste de laborator standard adesea eșuează.”
Echipa s-a concentrat pe Escherichia coli uropatogenă (UPEC), o tulpină de E. coli adaptată pentru a infecta tractul urinar și responsabilă pentru majoritatea ITU. În spitale, bacteriile din urina pacienților pot fi testate pentru a determina care antibiotice le opresc creșterea, dar aceste teste se desfășoară de obicei într-un mediu lichid, bogat în nutrienți.
O vezică reală se comportă diferit: urina este în continuă mișcare, iar bacteriile interacționează cu mucoasa vezicii.
Modelele de vezică realiste sunt greu de operat cu protocoale de laborator obișnuite, deoarece pot fi extrem de complexe. Pentru a rezolva acest lucru, Ramon Garcia Maset și colegii de la Universitatea Oxford au dezvoltat un dispozitiv care poate funcționa cu culturi celulare tipice pentru a recrea condițiile de curgere ale ciclurilor urinare.
Când UPEC a fost introdus în vezica micro, oamenii de știință au constatat că bacteriile au devenit mai capabile să adere la suprafața vezicii și mai susceptibile să invadeze mucoasa vezicii, creând rezervoare protejate de bacterii ascunse în celulele vezicii, unde sunt mai greu accesibile.
Echipa a testat apoi nitrofurantoină (un antibiotic utilizat frecvent pentru ITU). În teste de laborator standard, acest tratament funcționează bine, dar în vezica micro a avut dificultăți în a curăța complet infecția.
Cercetătorii au testat, de asemenea, un amestec de faguri, sau viruși care infectează și distrug bacteriile. Pe cont propriu, cocktailul de faguri a întâmpinat, de asemenea, dificultăți în a elimina bacteriile într-un mediu curgător. Cu toate acestea, atunci când oamenii de știință au combinat fagurile cu antibioticul, rezultatele s-au îmbunătățit, sugerând că o abordare combinată ar putea fi mai eficientă decât fiecare tratament în parte.
O descoperire semnificativă a fost că, spre deosebire de antibiotice, tratamentul cu faguri a reușit să reducă numărul rezervoarelor bacteriene protejate din interiorul peretelui vezicii. Deoarece aceste rezervoare pot acționa ca un teren de reproducere pentru infecții viitoare, reducerea acestora ar putea fi un pas important în prevenirea recidivelor ITU.
Garcia Maset a adăugat: „Ceea ce este deosebit de promițător este că terapia cu faguri a reușit să ajungă la aceste rezervoare ascunse de bacterii, eliminând cauza infecției.”
„Am descoperit, de asemenea, că fluxul de urină schimbă semnificativ comportamentul bacteriilor și răspunsul la tratament, sugerând că multe teste de laborator convenționale ar putea omite aspecte importante ale procesului infecției.”
Studiul a prezentat un alt beneficiu potențial: fagurile par să îmbunătățească răspunsul inițial de apărare al țesutului vezicii. Cercetătorii au observat semne de semnalizare imună crescută, inclusiv citokine și chimiokine (proteine mesager care ajută organismul să coordoneze inflamația și să atragă celulele imune la locul infecției).
Clokie a declarat: „Acest studiu arată cât de important este să testăm fagurile în condiții care reflectă cu adevărat corpul uman.”
„Prin combinarea unui model de vezică micro cu flux realist cu tratamentul cu faguri și antibiotice, putem începe să înțelegem cum să utilizăm cel mai bine fagurile împreună cu medicamentele existente pentru a obține rezultate mai bune pentru pacienți.”
Terapia cu faguri nu este încă un tratament de rutină pentru ITU, iar cercetări suplimentare vor fi necesare pentru a confirma eficacitatea acesteia, modul cel mai bun de administrare și care pacienți ar avea cele mai mari șanse de a beneficia. Cu toate acestea, acest studiu oferă o cale promițătoare spre o ameliorare mai durabilă pentru persoanele care se confruntă cu ITU recurente.
