Οι λοιμώξεις στο κατώτερο ουροποιητικό σύστημα σπάνια μεταφέρονται στα νεφρά, αλλά ο ακριβής μηχανισμός που χρησιμοποιεί το ανθρώπινο σώμα για να διατηρήσει τα δίδυμα όργανα απαλλαγμένα από ασθένειες παρέμενε ένα ιατρικό μυστήριο. Όλα αυτά μέχρι τώρα.
Μια διεπιστημονική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Cambridge στην Αγγλία έλυσε το αίνιγμα με μια σειρά πειραμάτων. Ο Dr Andrew P. Stewart και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι οι εξαιρετικά εξειδικευμένες βιολογικές δομές που ονομάζονται εξωκυτταρικές παγίδες ουδετερόφιλων -NETs- είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία των νεφρών από μόλυνση.
Τα NETs είναι κολλώδεις ιστοί από σφιχτά νήματα που κυριολεκτικά χρησιμεύουν ως παγίδες. Παγιδεύουν βακτήρια που προσπαθούν να «μετακινηθούν» από το κατώτερο ουροποιητικό σύστημα προς τα νεφρά. Τα NET προσθέτουν σε μια σειρά από αντιμικροβιακές δραστηριότητες που τοποθετούνται από το σώμα για να νικήσουν τη μόλυνση.
Γράφοντας στο Science Translational Medicine, ο Dr Stewart και η ομάδα του παρουσίασαν συναρπαστικά στοιχεία ότι τα κολλώδη ανοσολογικά NETs που μοιάζουν με πλέγμα χρησιμεύουν ως κρίσιμη αντιβακτηριακή άμυνα κατά της μόλυνσης. Η μελέτη της ομάδας όχι μόνο αποκάλυψε την παρουσία NETs στο ουροποιητικό σύστημα, αλλά απάντησε επίσης σε ένα μακροχρόνιο ερώτημα στην έρευνα για την ουρολοίμωξη: Τι προφυλάσσει τα νεφρά από τα παθογόνα;
«Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν το ρόλο της NETosis στην πρόληψη των ανιόντων λοιμώξεων στο ουροποιητικό σύστημα», έγραψε ο Dr Stewart, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Υπογράμμισε ότι η NETosis αναφέρεται στον σχηματισμό NETs, τα οποία εμποδίζουν οποιοδήποτε από τα διάφορα είδη βακτηρίων -E. coli, Enterococcal faecalis, Proteus mirabilis μεταξύ άλλων- από τη μετακίνηση προς τα πάνω, από την ουροδόχο κύστη στους νεφρούς. Η μελέτη επικεντρώθηκε στο E. coli, την πιο κοινή βακτηριακή αιτία των ουρολοιμώξεων.
Ένα ακόμη θαύμα του ανοσοποιητικού συστήματος
Η διαδικασία της NETosis είναι ένα άλλο θαύμα της ανθρώπινης βιολογίας. Αποκαλύπτει πώς το σώμα και πιο συγκεκριμένα το ανοσοποιητικό σύστημα δημιουργεί δομές για να παγιδεύσει τα παθογόνα. Η βασική οντότητα στη NETosis είναι το ουδετερόφιλο, ένα κύτταρο του ανοσοποιητικού, το οποίο σηματοδοτείται ότι υφίσταται μια μοναδική μορφή κυτταρικού θανάτου.
Καθώς υποκύπτει, το ουδετερόφιλο απελευθερώνει το DNA του, τις ιστόνες και τις πρωτεΐνες των κόκκων, αφήνοντας πίσω του μια δομή που μοιάζει με πλέγμα, ένα δίχτυ. Το E. coli και άλλα βακτήρια παγιδεύονται όπως τα έντομα παγιδεύονται από τον ιστό της αράχνης. Η διαδικασία της NETosis δεν είναι σπάνια, επειδή τα NETs βρίσκονται στα ούρα υγιών ανθρώπων, επιβεβαίωσαν ο Dr Stewart και οι συνεργάτες του.
Για να αποκτήσετε μια νοερή εικόνα ενός ΝΕΤ, φανταστείτε έναν ιστό αράχνης -όχι το δαντελωτό γεωμετρικό είδος που είναι διακοσμημένο με σταγόνες δροσιάς, αλλά τον παχύτερο, πιο υφαντό τύπο που βρίσκεται στις σοφίτες. Τα NETs δημιουργούνται από ουδετερόφιλα, κρίσιμα σημαντικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός ιστού αράχνης και ενός NET είναι η κλίμακα. Οι ιστοί των αραχνοειδών είναι μεγάλοι και ορατοί με γυμνό μάτι. Ένα NET είναι απειροελάχιστο και απαιτεί ισχυρά μικροσκόπια.
Για να είμαστε ξεκάθαροι, τα NETs δεν εμποδίζουν την εμφάνιση ουρολοιμώξεων, αλλά τις εμποδίζουν να εξαπλωθούν και να προκαλέσουν πρόβλημα σε άλλα σημεία του ουροποιητικού συστήματος, όπως έδειξε η έρευνα της ομάδας του Cambridge.
Πράγματι, η εισβολή βακτηρίων στο κατώτερο ουροποιητικό σύστημα είναι εξαιρετικά συχνή, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας ο οποίος εκτιμά ότι εκατοντάδες εκατομμύρια άνθρωποι επηρεάζονται παγκοσμίως κάθε χρόνο. Συνήθως, οι ουρολοιμώξεις περιορίζονται στην ουροδόχο κύστη, αλλά σε σπάνιες περιπτώσεις, τα εισβάλλοντα μικρόβια αψηφούν την ανοσολογική άμυνα του σώματος «μεταναστεύοντας» στο ουροποιητικό σύστημα και σε ένα ή και στα δύο δίδυμα πορφυρόχρωμα όργανα, τους νεφρούς.
Μόλις μολυνθούν τα νεφρά, είναι επιρρεπή σε σοβαρή επιπλοκή. Αλλά η σπανιότητά της, όπως διαπίστωσε η ομάδα του Cambridge, αποδεικνύει ότι το σώμα έχει αντιμικροβιακές στρατηγικές, με τη NETosis να είναι το κλειδί, βοηθώντας στον περιορισμό των βακτηρίων στην ουροδόχο κύστη και κρατώντας μακριά τη μόλυνση των νεφρών.
«Η λοίμωξη του κατώτερου ουροποιητικού συστήματος είναι συχνή, αλλά σπάνια επιπλέκεται από πυελονεφρίτιδα», πρόσθεσε ο Dr Stewart. Η πυελονεφρίτιδα είναι μία λοίμωξη σε έναν ή και στους δύο νεφρούς. Η πάθηση, η οποία χαρακτηρίζεται από πόνο και ισχυρή φλεγμονή, απαιτεί άμεση ιατρική φροντίδα, λένε οι γιατροί, επειδή σε ορισμένες περιπτώσεις η πυελονεφρίτιδα μπορεί να αποβεί απειλητική για τη ζωή.
Ως μέρος της μελέτης, η ομάδα του Cambridge ανέλυσε δείγματα ούρων από 15 υγιή άτομα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μια βιολογική οντότητα ξεχώριζε σε κάθε δείγμα, η παρουσία NETs. Αυτές οι δομές αλληλεπιδρούσαν με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ουρομοντουλίνη (ή πρωτεΐνη Tamm-Horsfall), η οποία βοηθούσε στο σχηματισμό μεγάλων ιστών που παγίδευαν παθογόνα βακτήρια.
Οι συγγραφείς επικύρωσαν αυτά τα ευρήματα με μοντέλα ουρολοίμωξης σε ποντίκια που προκαλούνται από E. coli. Ο Dr Stewart και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι η διακοπή του σχηματισμού NETs επέτρεψε στα βακτήρια να εισβάλουν στους νεφρούς.
«Εντοπίσαμε εξωκυτταρικές παγίδες ουδετερόφιλων σε υγιή ανθρώπινα ούρα που παρέχουν αντιβακτηριακή αμυντική στρατηγική εντός του ουροποιητικού συστήματος», υποστήριξε ο Dr Stewart.
