Calcoli renali: potenzialmente prevenibili grazie alla prima caratterizzazione completa del microbioma renale

Bassi livelli di batteri come E. coli e Lactobacillus nelle urine provengono da comunità nei nostri reni, dove promuovono o prevengono la formazione di calcoli renali.

 

 

I ricercatori della Cleveland Clinic hanno trovato la prova definitiva di un microbioma renale che influenza la salute renale e la formazione di calcoli renali, dimostrando che il tratto urinario non è sterile e bassi livelli di batteri sono normali.

La pubblicazione di Nature Communications descrive il rigoroso approccio su più fronti che un team guidato da Aaron Miller e José Agudelo ha utilizzato per identificare e caratterizzare la piccola comunità batterica combinando studi preclinici, umani e su piatti.

Hanno anche identificato alcuni batteri all’interno del microbioma che potrebbero promuovere o bloccare lo sviluppo di calcoli renali e hanno dimostrato che l’uso improprio di antibiotici (comunemente associato allo sviluppo di calcoli renali in un ambiente ospedaliero) ha inclinato il microbioma verso i batteri che promuovono i calcoli.

Il dottor Miller spera che i risultati del suo team contribuiscano a ribaltare il concetto di tratto urinario sterile e portino a migliori opzioni di prevenzione o trattamento per una condizione che non ha visto grandi progressi medici in oltre tre decenni.

“Le malattie urologiche come i calcoli renali colpiscono il 63% della popolazione adulta e stanno peggiorando”, afferma.

“I dati puntano costantemente verso i batteri. Se non riusciamo a superare l’ipotesi di sterilità, non possiamo sviluppare trattamenti più efficaci e opzioni preventive”.

I normali livelli di batteri nelle urine sono molto bassi, ma raramente sono zero. Nonostante ciò, l’urobioma – microbioma di diversi organi del tratto urinario, tra cui la vescica e i reni – è stato un argomento dibattuto sin dalla sua scoperta nelle urine umane meno di 15 anni fa.

Il primo autore e urologo José Agudelo, che ha una vasta esperienza nella malattia dei calcoli urinari, spiega che i precedenti risultati indiretti di un microbioma renale hanno fornito prove convincenti ma hanno lasciato spazio a dubbi.

Le comunità batteriche devono soddisfare tre criteri per essere considerate un vero microbioma: stabilità, consistenza e riproducibilità ed essere metabolicamente attive.

I metodi del team hanno dimostrato ciascuno di questi aspetti per i batteri presenti nel tratto urinario.

La loro ricerca ha anche dimostrato che i batteri che vivono nel tratto urinario non erano lì solo a causa della malattia, poiché li hanno trovati nel tratto urinario di persone senza evidenza di malattia urologica.

Altri studi avevano dimostrato che due specie identificate dai dottori Miller e Agudolo, E. coli e Lactobacillus crispatus, erano state associate rispettivamente alla presenza e all’assenza di calcoli renali.

I ricercatori si sono chiesti se l’attività metabolica della loro comunità microbica appena scoperta abbia avuto un ruolo nella formazione dei calcoli renali.

Per vedere se il microbioma renale potrebbe influenzare la formazione dei calcoli, i ricercatori hanno coltivato batteri utilizzando una camera speciale che imita il movimento dell’urina nei nostri reni.

Hanno poi aggiunto gli “ingredienti grezzi” di calcoli renali, ossalato e calcio, per vedere cosa succedeva.

Diverse grandi strutture cristalline simili a pietre si sono formate in camere in cui crescono E. coli.

 Le analisi chimiche e a raggi X hanno rivelato che queste strutture erano indistinguibili dai calcoli renali umani.

Nessun calcolo si è formato nelle camere che coltivano il Lactobacillus in questo modo.

La crescita dei due batteri insieme ha portato a strutture cristalline molto piccole che erano strutturalmente e chimicamente diverse dai calcoli renali, indicando che il Lactobacillus in qualche modo blocca la capacità di E. coli di formare calcoli renali.

Nei modelli preclinici, il team ha anche visto che l’uso eccessivo di antibiotici ha spostato l’equilibrio del microbioma renale dal Lactobacillus sano verso l’E. coli che forma i calcoli.

Credono che i loro risultati, presi insieme, possano spiegare perché gli individui che seguono corsi antibiotici a lungo termine sono più inclini a sviluppare calcoli renali.

Il dottor Agudelo afferma che i risultati del suo team suggeriscono che diversi batteri producono molecole di calcoli pro e antirenali, che vuole utilizzare in nuove tecniche terapeutiche e diagnostiche.

Sta già lavorando per capire quali metaboliti batterici influenzano la formazione dei calcoli, e come.

“Se il microbioma renale può influenzare i calcoli renali, può probabilmente influenzare anche altre malattie renali”, aggiunge il dottor Miller.

“Stiamo già esaminando le firme microbiche per altre malattie renali e abbiamo anche presentato una sovvenzione per studiare come alcune varianti genetiche influenzano il microbioma renale e il rischio di malattie renali in diverse etnie”.