Naukowcy odkrywają wcześniej nieznany bakteryjny komponent w procesie powstawania kamieni nerkowych

Zespół badaczy kierowany przez naukowców z University of California, Los Angeles (UCLA) dokonał nieoczekiwanego odkrycia: w najczęściej występującym typie kamieni nerkowych obecne są bakterie. Oznacza to, że w procesie ich powstawania uczestniczy wcześniej nierozpoznany czynnik biologiczny.

Wyniki badań, które zostaną opublikowane w recenzowanym czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, wskazują na potencjalnie nowy cel terapeutyczny, który mógłby zostać wykorzystany w profilaktyce i leczeniu kamicy nerkowej – schorzenia dotykającego miliony osób na całym świecie i często przebiegającego z silnymi dolegliwościami bólowymi.

„To odkrycie podważa utrwalone od lat założenie, że kamienie nerkowe powstają wyłącznie w wyniku procesów chemicznych i fizycznych. Nasze badania pokazują, że bakterie mogą bytować wewnątrz kamieni i aktywnie uczestniczyć w ich formowaniu” – powiedziała dr Kymora Scotland, adiunkt urologii w David Geffen School of Medicine at UCLA oraz współautorka publikacji. „Identyfikacja tego nowego mechanizmu otwiera drogę do opracowania strategii terapeutycznych ukierunkowanych na mikrobiologiczne środowisko kamieni nerkowych”.

Współautorem badania jest również prof. Gerard Wong z wydziałów bioinżynierii i chemii UCLA oraz California NanoSystems Institute at UCLA.

Kamienie nerkowe składają się z agregatów drobnych kryształów. Ich częstość występowania systematycznie rośnie w skali globalnej i obecnie szacuje się, że około jedna na jedenaście osób doświadczy kamicy nerkowej w ciągu życia. Do głównych czynników ryzyka należą obciążenie rodzinne, zespół metaboliczny oraz niewystarczające spożycie płynów. Proces tworzenia kamieni rozpoczyna się wówczas, gdy kryształy wytrącające się z moczu osiągają rozmiar uniemożliwiający ich wypłukanie wraz z fizjologicznym przepływem moczu.

Istnieje kilka podtypów kamieni nerkowych. Choć jeden z rzadkich typów był wcześniej wiązany z obecnością bakterii, zdecydowanie najczęstsze są kamienie szczawianowo-wapniowe (calcium oxalate, CaOx), które stanowią niemal 80% wszystkich przypadków. Dotychczas uważano, że nie zawierają one komponentu bakteryjnego. Tymczasem analiza danych z mikroskopii elektronowej i fluorescencyjnej ujawniła obecność żywych bakterii oraz warstw biofilmu bakteryjnego wbudowanych w strukturę kryształów.

„Zidentyfikowaliśmy nowy mechanizm formowania kamieni, który może częściowo wyjaśniać, dlaczego są one tak powszechne” – podkreśliła dr Scotland. „Nasze wyniki mogą również rzucić światło na związek pomiędzy nawracającymi zakażeniami układu moczowego a nawrotową kamicą nerkową oraz dostarczyć wskazówek dotyczących przyszłych kierunków leczenia obu tych schorzeń”.

Autorka dodaje, że uzyskane dane sugerują możliwość udziału bakterii także w powstawaniu innych typów kamieni nerkowych. Badanie koncentrowało się jednak na kamieniach wapniowych, a mechanizmy tworzenia się rzadszych postaci kamicy pozostają nadal nie w pełni poznane.

Badacze podkreślają konieczność dalszych analiz, które pozwolą dokładnie zrozumieć interakcje pomiędzy bakteriami a kamieniami nerkowymi na bazie wapnia. Obecnie prowadzane są badania wieloośrodkowe mające na celu identyfikację czynników predysponujących niektórych pacjentów do nawrotowego tworzenia kamieni oraz określenie, jakie cechy określonych gatunków bakterii umożliwiają inicjację tego procesu.

Autorami publikacji są m.in. naukowcy z UCLA, University of Illinois at Urbana-Champaign, Natural History Museum of Los Angeles oraz Washington University, przy współpracy z Chan Zuckerberg Biohub Chicago.

Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences