I fagi raggiungono i batteri nascosti delle IVU in una vescica coltivata in laboratorio

Nel laboratorio della professoressa Jennifer Rohn presso la Division of Medicine di UCL, una pipetta è sospesa sopra una microvescica umana 3D progettata per consentire il passaggio dell’urina. Nel modello, ricercatori di UCL, dell’Università di Oxford e dell’Università di Leicester hanno scoperto che i fagi possono ridurre i batteri delle IVU nascosti all’interno della parete vescicale: serbatoi protetti che gli antibiotici faticano a eliminare.

Le infezioni delle vie urinarie sono tra le infezioni più comuni al mondo, con circa 400 milioni di casi ogni anno. Possono ripresentarsi dopo un ciclo di antibiotici perché i batteri non sono sempre scomparsi: alcuni possono sopravvivere all’interno del rivestimento della vescica, dove il trattamento riesce più difficilmente a raggiungerli. Il team si è concentrato sull’Escherichia coli uropatogeno, o UPEC, un ceppo adattato a infettare le vie urinarie e responsabile della maggior parte delle IVU.

Il modello è stato costruito per correggere un punto cieco dei test di routine. I laboratori ospedalieri analizzano comunemente i batteri di un paziente in un liquido fermo e ricco di sostanze nutritive, mentre una vescica reale presenta il flusso dell’urina e un rivestimento vivo. Il dottor Ramon Garcia Maset e i suoi colleghi di Oxford hanno sviluppato un dispositivo che funziona con colture cellulari standard per ricreare le condizioni di flusso dei cicli urinari. Quando è stato introdotto l’UPEC, il batterio è diventato più efficace nell’aderire alla superficie della vescica, nell’invadere il rivestimento e nel formare serbatoi all’interno delle cellule vescicali. La nitrofurantoina ha funzionato bene nei test standard, ma ha faticato a eliminare completamente l’infezione nella microvescica.

I ricercatori hanno poi testato un cocktail di fagi, virus che infettano e distruggono i batteri. Nel modello con flusso, anche i fagi da soli hanno faticato a eliminare l’infezione. In combinazione con l’antibiotico, però, i risultati del trattamento sono migliorati. La differenza riguardava i serbatoi: a differenza dell’antibiotico, i fagi hanno ridotto il numero di serbatoi batterici protetti all’interno della parete vescicale. Il team ha inoltre osservato segnali di una maggiore attività immunitaria, tra cui citochine e chemochine, proteine messaggere che aiutano a coordinare l’infiammazione e a portare le cellule immunitarie verso un’infezione.

Che cosa cambia, concretamente? I medici non dispongono ancora di un trattamento di routine con fagi per le IVU ricorrenti, ma i laboratori hanno ora un modello che potrebbe spiegare perché un farmaco sembra efficace in un test standard e fallisce contro i batteri protetti nel tessuto vescicale. I risultati dello studio provengono da un modello coltivato in laboratorio e servono ulteriori ricerche per confermare l’efficacia, determinare come somministrare i fagi e individuare i pazienti che hanno maggiori probabilità di trarne beneficio. Il progetto del dispositivo e gli strumenti di analisi delle immagini sono disponibili gratuitamente per altri laboratori.