Las infecciones del tracto urinario (ITU) están entre las infecciones más comunes, y tienden a volver una y otra vez, incluso cuando están tratadas. La mayoría de las infecciones urinarias son causadas por 'E. coli' que viven en el intestino y se propagan al tracto urinario.
Un nuevo estudio de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, Estados Unidos, ha encontrado que un señuelo molecular puede dirigirse y reducir estas bacterias causantes de ITU en el intestino. Con un grupo más pequeño de bacterias causantes de enfermedades en el intestino, según los investigadores, el riesgo de tener una ITU disminuye.
'El objetivo final de nuestra investigación es ayudar a los pacientes a controlar y prevenir el problema común de las infecciones recurrentes del tracto urinario y, al mismo tiempo, ayudar a enfrentarnos a la crisis mundial de resistencia antimicrobiana -apunta el autor principal del estudio, Scott J. Hultgren, profesor de Microbiología Molecular--. Este compuesto puede proporcionar una manera de tratar las ITU sin el uso de antibióticos'.
Cerca de 100 millones de personas en todo el mundo adquieren ITU cada año, y a pesar del tratamiento con antibióticos, aproximadamente una cuarta parte desarrolla otra infección en seis meses. Las infecciones del tracto urinario causan micción dolorosa y ardiente y la necesidad frecuente de orinar. En casos graves, la infección puede propagarse a los riñones y luego al torrente sanguíneo, donde puede llegar a ser mortal.
La mayoría de las infecciones urinarias son causadas por 'E. coli' que viven inofensivamente en el intestino, pero cuando se vierte en las heces, las bacterias pueden propagarse a la abertura del tracto urinario y hasta la vejiga, donde pueden causar problemas. La sabiduría convencional sostiene que las ITUs recurren con frecuencia porque las poblaciones bacterianas del intestino están continuamente re-sembrando el tracto urinario con bacterias que causan enfermedades.
Hultgren, la estudiante de posgrado Caitlin Spaulding y sus colegas razonaron que si pudieran reducir el número de 'E. coli' peligrosos en el intestino, podrían reducir la probabilidad de desarrollar una infección urinaria y posiblemente prevenir algunas infecciones recurrentes.
En primer lugar, los investigadores identificaron genes que 'E. coli' necesita para sobrevivir en el intestino. Un conjunto de genes codificados para una especie de pilus, un apéndice parecido a un cabello en la superficie de 'E. coli' que permite a las bacterias adherirse a los tejidos, como un velcro molecular. Sin este pilus, la bacteria no prospera en el intestino.
Estudios anteriores encontraron que el pilus identificado se une a un azúcar llamado manosa que se encuentra en la superficie de la vejiga. El agarre de receptores de manosa en la vejiga con el pilus permite que las bacterias eviten ser barridas cuando una persona orina, pero las bacterias que carecen de este pilus son incapaces de causar ITUs en modelos experimentales.
Anteriormente, Hultgren y el coautor James W. Janetka, profesor asociado de Bioquímica y Biofísica Molecular en la Universidad de Washington, modificó químicamente manosa para crear un grupo de moléculas, llamadas manósidos, que son similares a la manosa, pero cambiado de una manera que las bacterias se enganchan sobre ellas más firmemente con su pilus. Sin embargo, a diferencia de los receptores de manosa, estas manósidos no están unidas a la pared de la vejiga, por lo que las bacterias que se prenden a manósidos en lugar de a receptores de manosa se expulsan con la orina.
No altera las bacterias inocuas
Dado que los investigadores descubrieron que este mismo pilus también permite que las bacterias se unan en el intestino, razonaron que el tratamiento con manósidos podría reducir el número de 'E. coli' en el intestino y, tal vez, evitar la propagación de las bacterias a la vejiga.
Para probar esta idea, introdujeron una cepa causante de la enfermedad de 'E. coli' en las vejigas y los intestinos de los ratones para reflejar el patrón visto en las personas. En las mujeres con ITU, las mismas bacterias que causan problemas en la vejiga, por lo general, también se encuentran viviendo en el intestino.
Los investigadores dieron a los modelos experimentales tres dosis orales de manósidos y luego midieron el número de bacterias en las vejigas y tripas de los ratones después de la última dosis de manósidos. Así, encontraron que las bacterias causantes de la enfermedad se habían eliminado casi por completo de la vejiga y reducido cien veces en el intestino, de 100 millones por muestra a 1 millón.
'Aunque no eliminamos completamente esta cepa de bacterias del intestino, los resultados siguen siendo prometedores', afirma Spaulding, primer autor del trabajo, que se publica en 'Nature'. 'La reducción del número de bacterias que causan enfermedades en el intestino significa que hay menos disponibles para entrar en el tracto urinario y causar una ITU', agrega.
El tipo de pilus que los investigadores estudiaron se encuentra en la mayoría de las cepas de 'E. coli' y algunas especies bacterianas relacionadas. En teoría, el tratamiento con manósidos podría causar que otras bacterias que viven en el intestino con el mismo tipo de pilus se expulsen, igual que el tratamiento antibiótico mata a las bacterias espectadoras junto con el blanco previsto.
La eliminación de bacterias inocuas potencialmente abre espacio en el intestino para que los microbios más peligrosos crezcan. En colaboración con el doctor Jeffrey I. Gordon, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad, los investigadores midieron la composición del microbioma intestinal después del tratamiento con manósidos.
Los investigadores encontraron que el tratamiento con manósidos tuvo un efecto mínimo sobre las bacterias intestinales que no sean las que causan la mayoría de las infecciones urinarias. Esto está en marcado contraste con los cambios masivos en la abundancia de muchas especies microbianas observadas después del tratamiento con antibióticos.
'Este hallazgo es emocionante porque hemos desarrollado una terapéutica que actúa como un escalpelo molecular', afirma Spaulding. 'Entra y recorta específicamente las bacterias de las que quieres deshacerse, mientras deja al resto de la comunidad microbiana intacta', describe este investigador.
Además, dado que los manósidos no son un antibiótico, podrían usarse potencialmente para tratar infecciones de las vías urinarias causadas por cepas bacterianas resistentes a los antibióticos, un problema creciente. Las infecciones urinarias representan el 9 por ciento de todos los antibióticos recetados cada año en Estados Unidos, por lo que una terapia para las infecciones urinarias que evite los antibióticos podría ayudar a frenar el desarrollo y la propagación de los organismos resistentes a los antibióticos.