Les vessies artificielles mettent en lumière les agents pathogènes responsables des infections des voies urinaires

Recherche publiée dans Avancées scientifiques est le premier à utiliser un modèle de tissu humain sophistiqué pour explorer l’interaction entre l’hôte et l’agent pathogène de six espèces courantes responsables d’infections des voies urinaires. Les résultats suggèrent que l’approche « taille unique » en matière de diagnostic et de traitement actuellement utilisée dans la plupart des systèmes de soins de santé est inadéquate.

Les infections des voies urinaires (IVU) constituent un problème croissant, avec environ 400 millions de cas mondiaux par an et environ 250 000 décès liés aux infections urinaires associés à la résistance aux antimicrobiens (RAM). Bien que les infections urinaires soient souvent perçues comme une simple infection bactérienne, 25 à 30 % des infections urinaires récidivent dans les six mois malgré un traitement antibiotique pour des raisons mal comprises.

Maladie qui touche principalement les femmes, l’infection urinaire a été historiquement sous-étudiée et sous-financée, et aucun traitement anti-infectieux amélioré n’a été introduit depuis qu’Alexander Fleming a découvert les antibiotiques il y a près d’un siècle. Le diagnostic repose principalement sur la méthode de culture d’urine médiane (test sur bandelette), une technique du début du 20e siècle connue pour manquer de nombreuses infections.

Dans cette étude, des chercheurs de l’UCL ont développé des modèles cellulaires tridimensionnels capables d’imiter l’environnement biologique et la fonction des tissus de la vessie humaine, afin d’observer les interactions entre l’hôte et l’agent pathogène dans des conditions aussi proches que possible du corps humain. Ces « mini-vessies » ont été exposées à six espèces bactériennes couramment présentes dans la vessie humaine : Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Streptococcus agalactiae et Klebsiella pneumoniae.

Le professeur Jennifer Rohn, auteur principal de l’étude de la Division de médecine de l’UCL, a déclaré : « Nous avons mis à l’épreuve diverses espèces et souches de bactéries UTI et avons découvert un champ de bataille de diversité. L’une des observations clés était l’importance de la persistance. Si vous voulez devenir un pathogène efficace, vous devez avoir des stratégies qui vous aident à survivre au traitement et à vous cacher des patrouilles de cellules immunitaires, ce qui signifie que vous vivez pour vous battre un autre jour. »

“Certaines espèces de “bons” et de “mauvais” insectes ont formé des groupes à l’intérieur de la paroi de la vessie, probablement pour survivre dans cet environnement hostile. Si cela se produit avec un insecte ami, ce n’est pas un problème. Mais si le Si un microbe provoque une infection, cela pose un sérieux problème de diagnostic et de traitement, car les bactéries ne seront pas nécessairement détectées dans un échantillon d’urine ou ne seront pas nécessairement dans une position où les antibiotiques oraux peuvent les atteindre.

L’étude a également révélé que les cellules humaines étaient très efficaces pour distinguer les bactéries amicales des bactéries moins amicales, qu’elles puissent ou non envahir la paroi de la vessie. Tous les « mauvais » microbes testés ont déclenché la production de molécules immunitaires, appelées cytokines, et la perte de la couche supérieure de la paroi de la vessie, tandis que les « bonnes » bactéries pouvaient coloniser la paroi de la vessie sans déclencher de réponse immunitaire.

Le Dr Carlos Flores, premier auteur de l’étude de la Division de médecine de l’UCL, a déclaré : « Sur la base de nos résultats, les diagnostics de nouvelle génération pour les infections urinaires pourraient se concentrer sur l’identification des « mauvais » microbes en fonction de la façon dont le corps réagit, plutôt que d’essayer de repérer les infections urinaires. ” la présence de bactéries problématiques parmi le bruit de fond du microbiome. Il y a tellement d’espèces et de souches de bactéries dans la vessie humaine que nous ne comprenons pas entièrement, mais le corps semble être assez doué pour distinguer les amis des ennemis. ”

Les résultats indiquent que les traitements efficaces contre les infections urinaires persistantes peuvent nécessiter la capacité de pénétrer dans les tissus humains afin d’atteindre les populations bactériennes résidant dans la paroi de la vessie. AtoCap, une spin-out de l’UCL, développe actuellement des moyens d’administrer des médicaments à l’intérieur des cellules pour cibler les agents pathogènes qui s’y cachent.

Le professeur Rohn a conclu : « Cette étude confirme ce que de nombreuses femmes aux prises avec des infections urinaires persistantes savent déjà, à savoir que les méthodes actuelles de diagnostic et de traitement de ces infections sont inadéquates. »

“Les tests par bandelette urinaire sont trop susceptibles de ne pas détecter les infections cachées dans la paroi de la vessie, en particulier lorsque la première réaction d’un patient face à un inconfort est de boire beaucoup d’eau, ce qui dilue le test. Tous les microbes ne peuvent pas être cultivés en laboratoire, et même s’ils Il se pourrait que cela ne nous dise pas si cette souche est la cause d’une infection ou si sa position dans la paroi de la vessie rendrait improbable le traitement antibiotique standard de trois jours pour l’éradiquer. »

Carolyn Andrew, directrice de la campagne sur les infections chroniques des voies urinaires (CUTIC), a déclaré : « Cette recherche a joué un rôle déterminant dans la fourniture de preuves sans équivoque pour notre campagne nationale visant à améliorer le dépistage et le diagnostic des infections urinaires chroniques et persistantes. Le travail du professeur Rohn dans ce domaine est un Un pas en avant d’une importance vitale et devrait aider des dizaines de milliers de femmes au Royaume-Uni à recevoir un diagnostic et un traitement efficaces d’une infection chronique de la vessie.

Les mini-vessies utilisées dans l’étude sont actuellement les modèles de vessies artificielles les plus sophistiqués au monde. De la taille d’une pièce de cinq pence (Royaume-Uni) ou d’un centime (États-Unis), les modèles sont cultivés dans des plats en plastique baignés d’urine humaine.

Contrairement à d’autres modèles, les mini-vessies comportent sept à huit couches pour ressembler à la structure de la vessie humaine et peuvent fonctionner dans 100 % d’urine, un environnement toxique qui est l’habitat naturel des punaises des infections urinaires. Ils comprennent des caractéristiques humaines réalistes telles qu’une barrière semblable à une muqueuse qui sépare la paroi de la vessie de l’urine et la capacité d’émettre des signaux de détresse immunitaire en cas d’attaque.