Investigadores de la Clínica Cleveland han encontrado pruebas definitivas de un microbioma renal que influye en la salud renal y la formación de cálculos renales, demostrando que el tracto urinario no es estéril y que los niveles bajos de bacterias son normales.
La publicación de Nature Communications describe el riguroso enfoque múltiple que un equipo dirigido por Aaron Miller, PhD, y José Agudelo, MD, utilizó para identificar y caracterizar la pequeña comunidad bacteriana combinando estudios preclínicos, en humanos y en placas.
También identificaron ciertas bacterias dentro del microbioma que podrían promover o bloquear el desarrollo de cálculos renales y demostraron que el uso indebido de antibióticos (comúnmente asociado con el desarrollo de cálculos renales en un entorno hospitalario) sesgaba el microbioma hacia las bacterias que promueven los cálculos.
El Dr. Miller espera que los hallazgos de su equipo ayuden a revertir el concepto de tracto urinario estéril y conduzcan a mejores opciones de prevención y tratamiento para una afección que no ha experimentado grandes avances médicos en más de tres décadas.
“Las enfermedades urológicas, como los cálculos renales, afectan al 63% de la población adulta y están empeorando”, afirma.
“Los datos apuntan constantemente a las bacterias. Si no podemos superar la suposición de esterilidad, no podremos desarrollar tratamientos más eficaces ni opciones preventivas”.
Los niveles normales de bacterias en la orina son muy bajos, pero rara vez son nulos.
A pesar de ello, el urobioma (el microbioma de los distintos órganos del tracto urinario, incluidos la vejiga y los riñones) ha sido un tema de debate desde su descubrimiento en la orina humana hace menos de 15 años.
El primer autor y urólogo José Agudelo, MD, que tiene una amplia experiencia en la enfermedad de cálculos urinarios, explica que los hallazgos indirectos previos de un microbioma renal proporcionaron evidencia convincente pero dejaron lugar a dudas.
Las comunidades bacterianas deben cumplir tres criterios para ser consideradas un verdadero microbioma: estabilidad, consistencia, reproducibilidad y actividad metabólica.
Los métodos del equipo demostraron cada uno de estos aspectos en el caso de las bacterias que se encuentran en el tracto urinario.
Su investigación también demostró que las bacterias que viven en el tracto urinario no solo estaban allí debido a una enfermedad, ya que las encontraron en el tracto urinario de personas sin evidencia de enfermedad urológica.
Otros estudios habían demostrado que dos especies que habían identificado los doctores Miller y Agudelo, E. coli y Lactobacillus crispatus , se habían asociado con la presencia y ausencia de cálculos renales, respectivamente.
Los investigadores se preguntaron si la actividad metabólica de su comunidad microbiana recién descubierta desempeñaba un papel en la formación de cálculos renales.
Para ver si el microbioma renal podía influir en la formación de cálculos, los investigadores cultivaron bacterias utilizando una cámara especial que imita el movimiento de la orina en nuestros riñones. Luego añadieron los “ingredientes crudos” de los cálculos renales, oxalato y calcio, para ver qué sucedía.
Se formaron varias estructuras cristalinas grandes, similares a piedras, en cámaras en las que se cultivaba E. coli.
Los análisis químicos y de rayos X revelaron que estas estructuras eran indistinguibles de los cálculos renales humanos.
No se formaron cálculos en las cámaras en las que se cultivaba Lactobacillus de esta manera.
El cultivo conjunto de las dos bacterias dio como resultado estructuras cristalinas muy pequeñas que eran estructural y químicamente diferentes de los cálculos renales, lo que indica que el Lactobacillus bloquea de alguna manera la capacidad de E. coli de formar cálculos renales.
En modelos preclínicos, el equipo también observó que el uso excesivo de antibióticos alteraba el equilibrio del microbioma renal, alejándolo del Lactobacillus saludable y acercándolo al E. coli, que forma cálculos .
Creen que sus hallazgos, en conjunto, pueden explicar por qué las personas que toman antibióticos a largo plazo son más propensas a desarrollar cálculos renales.
El Dr. Agudelo afirma que los hallazgos de su equipo sugieren que diferentes bacterias producen moléculas pro y anticálculos renales, que quiere utilizar en nuevas técnicas terapéuticas y de diagnóstico.
Ya está trabajando para comprender qué metabolitos bacterianos influyen en la formación de cálculos y cómo.
“Si el microbioma renal puede influir en los cálculos renales, es probable que también pueda influir en otras enfermedades renales”, añade el Dr. Miller.
“Ya estamos estudiando las firmas microbianas de otras enfermedades renales e incluso hemos presentado una subvención para investigar cómo determinadas variantes genéticas influyen en el microbioma renal y el riesgo de enfermedad renal en diferentes etnias”.
