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Le infezioni del tratto urinario (UTI), più spesso chiamate cistiti, solitamente causate da batteri provenienti dalle feci, sono una delle infezioni batteriche più comuni, con circa il 30% delle persone che sviluppano entro sei mesi una recidiva dell’infezione. La maggior parte degli studi sono stati condotti su modelli animali e in vitro, ma non è stato ancora dimostrato come i batteri patogeni interagiscono con la vescica umana durante l’infezione.

Cosa aggiunge questa ricerca
I ricercatori hanno sviluppato modelli cellulari tridimensionali che riproducono la struttura e la funzione della vescica umana. Quindi, hanno esposto le “mini vesciche” a sei specie batteriche comunemente presenti nell’uomo: Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Streptococcus agalactiae e Klebsiella pneumoniae. Il team ha così scoperto che i batteri utilizzano strategie diverse, tra cui la formazione di strutture simili a baccelli all’interno della parete della vescica, per sopravvivere al trattamento antibiotico e “nascondersi” dal sistema immunitario.

Conclusioni
I risultati indicano che, per essere efficaci, i trattamenti per le infezioni del tratto urinario ricorrenti devono essere in grado di penetrare nei tessuti umani. Ciò implica che gli attuali approcci per la diagnosi e il trattamento di queste infezioni potrebbero essere inadeguati per le persone che soffrono di recidive.

Le cistiti o infezioni del tratto urinario (UTI) colpiscono ogni anno circa 400 milioni di persone in tutto il mondo. Uno studio recente, condotto su vesciche artificiali, suggerisce che i batteri patogeni utilizzano diverse strategie, tra cui la formazione di strutture simili a baccelli all’interno della parete della vescica, per sopravvivere al trattamento antibiotico e “nascondersi” dal sistema immunitario.

I risultati, pubblicati su Science Advances, suggeriscono che gli attuali approcci per la diagnosi e il trattamento delle infezioni del tratto urinario potrebbero essere inadeguati per le persone che soffrono di forme ricorrenti.

Batteri nella parete della vescica

«Alcune specie di microbi, sia “buoni” che “cattivi”, si nascondono all’interno della parete della vescica, molto probabilmente per sopravvivere in questo ambiente ostile», afferma l’autrice senior dello studio Jennifer Rohn del University College di Londra. 

«Se questo accade con un batterio buono, non si crea alcun problema. Ma se il batterio causa un’infezione, la diagnosi e il trattamento possono risultare complessi perché i microbi potrebbero non essere rilevati in un campione di urina o potrebbero non essere raggiunti dagli antibiotici assunti per via orale».

Le infezioni del tratto urinario, solitamente causate da batteri presenti nelle feci che entrano nel tratto urinario, sono una delle infezioni batteriche più comuni negli esseri umani, con circa il 30% delle persone che, entro sei mesi, sviluppano una recidiva dell’infezione.

La maggior parte degli studi sulle UTI sono stati condotti su modelli animali e in vitro, ma non è stato ancora dimostrato come i batteri patogeni interagiscono con la vescica umana durante l’infezione. 

Per esaminare il comportamento degli agenti patogeni nella vescica umana, Jennifer Rohn e il suo team hanno sviluppato modelli cellulari tridimensionali che imitano la struttura e la funzione del tessuto vescicale.

Mini vesciche artificiali

I ricercatori hanno esposto le “mini vesciche” a sei specie batteriche comunemente presenti nell’uomo: Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Streptococcus agalactiae e Klebsiella pneumoniae.

Il team ha così scoperto che i batteri utilizzano strategie diverse per sopravvivere al trattamento antibiotico e “nascondersi” dal sistema immunitario. 

Ad esempio, alcuni batteri – sia commensali sia patogeni – penetrano all’interno delle cellule, mentre altri formano strutture simili a baccelli con altri batteri all’interno della parete della vescica.

«Una delle osservazioni chiave è stata l’importanza della persistenza», afferma Jennifer Rohn. «Se vuoi essere un agente patogeno di successo, devi adottare strategie che ti aiutino a sopravvivere al trattamento e a nasconderti dalle cellule immunitarie, il che significa che vivi per combattere per un altro giorno».

Diagnostica da migliorare

I ricercatori hanno anche scoperto che gli agenti patogeni innescano la produzione di citochine e la perdita dello strato superiore della parete della vescica, mentre i batteri commensali colonizzano il tessuto della vescica senza causare una risposta immunitaria.

«Sulla base dei nostri risultati, la diagnostica di prossima generazione per le infezioni del tratto urinario dovrebbe concentrarsi sull’identificazione dei batteri “cattivi” in base al modo in cui l’organismo risponde, piuttosto che cercare di individuarli nel rumore di fondo del microbioma», afferma il primo autore dello studio, Carlo Flores.

Infine, il team ha scoperto che uno specifico componente della superficie cellulare dei batteri E. coli, chiamato FimH, è necessario per la formazione di comunità batteriche all’interno delle cellule, ma non per l’invasione cellulare. 

Poiché FimH è un bersaglio terapeutico comunemente utilizzato per lo sviluppo di alternative antibiotiche per contrastare le infezioni del tratto urinario, questa scoperta evidenzia la necessità di sviluppare farmaci alternativi che prendano di mira altri componenti batterici» concludono gli autori.