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At Professor Jennifer Rohn’s laboratory at UCL’s Division of Medicine, a pipette hovers over a human 3D micro-bladder designed to carry flowing urine. In the model, researchers from UCL, the University of Oxford and the University of Leicester found that phages could reduce UTI bacteria hidden inside the bladder wall—protected reservoirs that antibiotics struggled to clear.
Dans le laboratoire de la professeure Jennifer Rohn, au département de médecine de l’UCL, une pipette surplombe une microvessie humaine en 3D conçue pour laisser circuler de l’urine. Dans ce modèle, des chercheurs de l’UCL, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Leicester ont constaté que les phages pouvaient réduire les bactéries responsables d’infections urinaires cachées dans la paroi de la vessie — des réservoirs protégés que les antibiotiques peinaient à éliminer.
Urinary tract infections are among the world’s most common infections, with around 400 million cases each year. They can return after a course of antibiotics because the bacteria are not always gone: some can survive inside the bladder lining, where they are harder for treatment to reach. The team focused on uropathogenic Escherichia coli, or UPEC, a strain adapted to infect the urinary tract and the cause of most UTIs.
Les infections urinaires comptent parmi les infections les plus courantes au monde, avec environ 400 millions de cas chaque année. Elles peuvent réapparaître après un traitement antibiotique, car les bactéries ne sont pas toujours éradiquées : certaines peuvent survivre dans la paroi de la vessie, où elles sont plus difficiles à atteindre pour les traitements. L’équipe s’est concentrée sur Escherichia coli uropathogène, ou UPEC, une souche adaptée à l’infection des voies urinaires et responsable de la plupart des infections urinaires.
The model was built to correct a blind spot in routine testing. Hospital laboratories commonly test a patient’s bacteria in still, nutrient-rich liquid, while a real bladder has urine flow and a living lining. Dr. Ramon Garcia Maset and colleagues at Oxford developed a device that works with typical cell cultures to recreate the flow conditions of urinary cycles. When UPEC was introduced, it became better at sticking to the bladder surface, invading the lining and forming reservoirs inside bladder cells. Nitrofurantoin worked well in standard tests but struggled to fully clear the infection in the micro-bladder.
Le modèle a été conçu pour corriger un angle mort des tests courants. Les laboratoires hospitaliers testent généralement les bactéries d’un patient dans un liquide immobile et riche en nutriments, alors qu’une vraie vessie est soumise à un écoulement d’urine et possède une paroi vivante. Le Dr Ramon Garcia Maset et ses collègues d’Oxford ont mis au point un dispositif compatible avec les cultures cellulaires habituelles afin de recréer les conditions d’écoulement des cycles urinaires. Après l’introduction d’UPEC, les bactéries sont devenues plus aptes à adhérer à la surface de la vessie, à envahir sa paroi et à former des réservoirs à l’intérieur des cellules vésicales. La nitrofurantoïne s’est montrée efficace dans les tests classiques, mais a peiné à éliminer complètement l’infection dans la microvessie.
The researchers then tested a phage cocktail—viruses that infect and destroy bacteria. In the flowing model, phages alone also struggled to clear the infection. Combined with the antibiotic, however, treatment results improved. The distinction was in the reservoirs: unlike the antibiotic, phages reduced the number of protected bacterial reservoirs inside the bladder wall. The team also saw signs of increased immune signaling, including cytokines and chemokines, messenger proteins that help coordinate inflammation and bring immune cells to an infection.
Les chercheurs ont ensuite testé un cocktail de phages — des virus qui infectent et détruisent les bactéries. Dans le modèle traversé par un flux, les phages seuls ont eux aussi peiné à éliminer l’infection. En association avec l’antibiotique, toutefois, les résultats du traitement se sont améliorés. La différence concernait les réservoirs : contrairement à l’antibiotique, les phages ont réduit le nombre de réservoirs bactériens protégés à l’intérieur de la paroi de la vessie. L’équipe a également observé des signes d’une signalisation immunitaire accrue, notamment des cytokines et des chimiokines, des protéines messagères qui contribuent à coordonner l’inflammation et à attirer les cellules immunitaires vers une infection.
So what changes, concretely? Doctors do not yet have a routine phage treatment for recurrent UTIs, but laboratories now have a model that may reveal why a drug appears effective in a standard test and fails against bacteria sheltered in bladder tissue. The study’s results come from a lab-grown model, and further research is needed to confirm effectiveness, determine how to deliver phages and identify which patients are most likely to benefit. The device design and image-analysis tools are freely available to other laboratories.
Qu’est-ce qui change, concrètement ? Les médecins ne disposent pas encore d’un traitement courant par phages contre les infections urinaires récurrentes, mais les laboratoires ont désormais un modèle susceptible de révéler pourquoi un médicament semble efficace lors d’un test classique et échoue face à des bactéries abritées dans le tissu vésical. Les résultats de l’étude proviennent d’un modèle cultivé en laboratoire, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer l’efficacité du traitement, déterminer comment administrer les phages et identifier les patients les plus susceptibles d’en bénéficier. La conception du dispositif et les outils d’analyse d’images sont librement accessibles à d’autres laboratoires.