عامل عفونت‌های مکرر مثانه شناسایی شد

به گزارش مجله خبری نگار، محققانی از دانشگاه پلی‌تکنیک فدرال لوزان، دانشگاه هایدلبرگ و شرکت روشه، یک مدل آزمایشگاهی از مثانه انسان ایجاد کردند که به آنها امکان مطالعه چگونگی تأثیر ترکیب ادرار بر سلامت بافت و مقاومت باکتریایی در برابر درمان را می‌دهد. این مطالعه در مجله Nature Communications (NatCom) منتشر شده است.

مثانه چیزی بیش از یک "مخزن" برای ذخیره ادرار است. اپیتلیوم آن دائماً منبسط و منقبض می‌شود و با مایعی در تماس است که ترکیب آن بسته به هیدراتاسیون، تغذیه و بیماری تغییر می‌کند. مشخص است که ادرار غلیظ می‌تواند به مخاط آسیب برساند، اما مکانیسم پشت این فرآیند در انسان هنوز مشخص نیست.

عفونت‌های دستگاه ادراری (UTI) سالانه بیش از ۴۰۰ میلیون نفر را تحت تأثیر قرار می‌دهند. این عفونت‌ها اغلب توسط اشریشیا کلی یوروپاتوژنیک ایجاد می‌شوند. این باکتری‌ها می‌توانند به سلول‌های مثانه متصل شوند، به بافت نفوذ کنند و حتی به اشکال خفته تبدیل شوند که به آنتی‌بیوتیک‌ها حساسیت کمی دارند. تاکنون، یک مدل جامع انسانی برای مطالعه تعاملات پویا بین ادرار، بافت و باکتری‌ها وجود نداشته است.

دانشمندان سلول‌های اولیه مثانه انسان را در یک سیستم میکروفلوئیدیک رشد دادند. طی چند هفته، یک اوروتلیوم چندلایه - اپیتلیوم داخلی مثانه - با خواص سدی و توانایی کشش و انقباض، تشکیل شد که چرخه‌های واقعی پر شدن و ادرار کردن را تقلید می‌کند.

سپس این مدل در معرض ادرار با غلظت‌های مختلف مواد محلول قرار گرفت و با اشریشیا کلی آلوده شد. "شستشوها" که ادرار را شبیه‌سازی می‌کردند نیز انجام شد و آنتی‌بیوتیک‌های رایج، از جمله سیپروفلوکساسین و فسفومایسین، آزمایش شدند.

با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض ادرار حاوی غلظت بالای نمک و سایر مواد، ساختار‌های سد بین سلول‌ها ضعیف شدند، مرگ سلولی افزایش یافت و فعالیت ژن ایمنی کاهش یافت. در این شرایط، باکتری‌ها راحت‌تر به بافت نفوذ کرده و در آن تجمع یافتند.

گوری پادتول، نویسنده‌ی اول مقاله، گفت: «در حباب‌های کوچکِ در معرض ادرار غلیظ، باکتری‌های بیشتری درون بافت یافتیم و از بین بردن آنها با آنتی‌بیوتیک‌ها دشوارتر بود.»

واکنش به فسفومایسین به طور خاص غیرمنتظره بود: تحت غلظت‌های بالای مواد محلول، باکتری‌ها به شکلی بدون دیواره سلولی تبدیل شدند که در برابر دارو مقاوم بود. این اشکال نه تنها در ادرار، بلکه در اعماق بافت بین سلول‌ها نیز شناسایی شدند. پس از قطع آنتی‌بیوتیک، عفونت دوباره فعال شد.

نتایج تایید کرد که ترکیب ادرار عامل مهمی در ایجاد و عود عفونت ادراری است. ادرار غلیظ، دفاع مخاطی را تضعیف می‌کند و احتمال زنده ماندن باکتری‌ها را در طول درمان افزایش می‌دهد.

مدل مینی مثانه توسعه‌یافته می‌تواند به ابزاری برای مطالعه مکانیسم‌های عفونت‌های مزمن و آزمایش استراتژی‌های درمانی جدید در شرایطی نزدیک به شرایط واقعی تبدیل شود.