Microbioma del tracto urinario

Los estudios clínicos del microbioma del tracto urinario, denominado urobioma, sugieren un impacto directo, dependiente de los antibióticos, del urobioma en la fisiología renal. Sin embargo, la evidencia de las bacterias renales proviene de fuentes indirectas o tejido infectado. No está claro cómo los antibióticos afectan a las bacterias renales.

Investigadores de la Clínica Cleveland en Cleveland, dirigidos por Aaron Miller, PhD, y José Agudelo, MD, han identificado un microbioma renal que desempeña un papel tanto en la salud renal como en la formación de cálculos renales.

El estudio proporciona pruebas sólidas de que el tracto urinario no es estéril, con comunidades bacterianas naturales presentes incluso en individuos sin afecciones urológicas.

Los hallazgos, publicados en Nature Communications,¹ tienen implicaciones importantes para la nefrología, la urología y el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Para ser considerado un verdadero microbioma, las comunidades bacterianas deben cumplir criterios específicos: estabilidad, consistencia y reproducibilidad en diferentes condiciones, y actividad metabólica. Los investigadores confirmaron todos estos criterios dentro del tracto urinario, demostrando que las bacterias que se encuentran en los riñones no son simplemente transitorias o asociadas con la enfermedad. Existe un ecosistema microbiano estable dentro de los riñones, capaz de responder a los tratamientos con antibióticos y potencialmente influir en la formación de cálculos renales de oxalato de calcio (CaOx).

Implicaciones clínicas

Julia Weinmann-Menke, MD, PhD, directora de la Clínica de Nefrología, Reumatología y Trasplante de Riñón en el Centro Médico Universitario de Maguncia en Maguncia, señaló que los hallazgos del estudio no tienen relevancia para las infecciones agudas. El estudio no cambia la práctica clínica para el tratamiento de las infecciones. Los antibióticos son necesarios cuando un paciente muestra síntomas clínicos como una infección del tracto urinario, una infección renal o sepsis.

Para evaluar si el microbioma renal afecta la formación de cálculos, los investigadores cultivaron bacterias en cámaras especiales que simulan el flujo urinario dentro de los riñones. Luego introdujeron calcio y oxalato, los componentes principales de los cálculos renales de CaOx.

Se demostró que la bacteria uroprotectora Lactobacillus crispatus y una cepa de Escherichia coli asociada con la formación de cálculos afectan la cristalización de CaOx mediante la incorporación de inhibidores y promotores de CaOx de diferentes maneras.

En las cámaras cultivadas con E. coli, se formaron grandes estructuras cristalinas parecidas a piedras. Los análisis químicos y de rayos X confirmaron que estas estructuras eran idénticas a los cálculos renales humanos. En las cámaras donde crecía L. crispatus, no se formaron cálculos renales.

En modelos preclínicos, los investigadores observaron que el uso excesivo de antibióticos alteró el microbioma renal, desplazando el equilibrio de los beneficiosos del Lactobacillus hacia la E. coli promotora de cálculos. Esto puede explicar por qué las personas que toman antibióticos a largo plazo tienen un mayor riesgo de desarrollar cálculos renales.

Los investigadores también hicieron referencia a un estudio de 2019 que sugería que la disbiosis del microbioma intestinal y urinario podría ser un factor en el aumento de la prevalencia de cálculos renales. Ese estudio destacó a Lactobacillus como un factor protector contra los cálculos renales y a Enterobacteriaceae como un contribuyente patógeno a la formación de cálculos renales.

Miller cree que la influencia del microbioma renal se extiende más allá de la formación de cálculos renales. Actualmente está investigando las firmas microbianas en otras enfermedades renales y ha solicitado financiación para estudiar las variantes genéticas que afectan al microbioma renal y el riesgo de enfermedad renal en diferentes grupos étnicos. Si las bacterias del tracto urinario influyen en la formación de cálculos renales, es probable que también tengan un rol en otras enfermedades renales. También hizo hincapié en la necesidad de ir más allá de la suposición obsoleta de la esterilidad del tracto urinario. Los datos confirman consistentemente la presencia bacteriana en el tracto urinario. Si no reconocemos esto, no podremos desarrollar mejores tratamientos y estrategias preventivas.

Oportunidades terapéuticas

Los hallazgos del estudio indican que los antibióticos pueden interferir con enzimas específicas, lo que podría influir en la formación de cálculos renales. Esto podría aprovecharse terapéuticamente, particularmente en pacientes propensos a los cálculos de oxalato de calcio.

Esta investigación desafía las visiones tradicionales del microbioma del tracto urinario y ofrece nuevas vías para el tratamiento personalizado de los cálculos renales. Se necesitan más estudios para explorar las terapias dirigidas al microbioma en nefrología y urología.

En conjunto, los hallazgos respaldan la hipótesis de que los riñones albergan una microbiota estable y sensible a los antibióticos que puede influir en la litogénesis del CaOx. La presencia de firmas microbianas únicas y dependientes de la edad en los glomérulos y túbulos tiene implicaciones para las enfermedades renales no infecciosas.

Referencia

1. Agudelo, J., Chen, X., Mukherjee, S.D. et al. La cefazolina modifica la microbiota renal para promover un entorno litogénico. Nat Commun 15, 10509 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54432-6