Il microbioma del tratto urinario - Urologia

Il microbioma del tratto urinario Urologia

È noto che anche in uno stato di salute il corpo ospita una varietà di microrganismi come batteri, funghi, virus e protozoi. In effetti, il corpo ospita circa dieci volte più cellule microbiche rispetto alle cellule umane. Tuttavia, sebbene i residenti di microrganismi nel corpo umano si siano evoluti con l'uomo, la relazione non è sempre perfetta [1]. Il termine microbiota si riferisce ai microbi che vivono all'interno e su un individuo, mentre il termine microbioma indica la raccolta di genomi, geni e prodotti dei microbi presenti in un particolare ospite [[2], [3], [4]].

Il progetto Human Microbiome (HMP) è stato istituito nel 2008 con l'obiettivo di sviluppare una caratterizzazione completa del microbioma umano e l'analisi del suo ruolo nella salute e nelle malattie umane. Inizialmente l'HMP non includeva indagini sul microbioma della vescica. Uno dei motivi era che non era considerato etico ottenere biopsie della vescica o aspirati sovrapubici da individui sani per caratterizzare il microbioma della vescica evitando la contaminazione del campione con microrganismi dall'uretra [5]. Inoltre, la vescica e l'urina sono state a lungo considerate sterili in individui sani a causa di difficoltà tecniche nel caratterizzare l'intero spettro delle specie batteriche urinarie utilizzando metodi microbiologici standard. I progressi nelle tecniche di biologia molecolare e nei metodi di coltura hanno permesso la definizione di un microbioma specifico associato a diversi siti corporei precedentemente ritenuti sterili, tra cui il tratto urinario (UT) [[6], [7], [8], [9], [10]]. La recente identificazione di uno specifico microbioma nell'UT può avere implicazioni importanti nel mantenimento della salute e / o nello sviluppo di alcune malattie [[10], [11], [12], [13], [14], [15] ]]. Tuttavia, è difficile stabilire una stretta relazione tra microbioma e salute e malattia senza considerare che il microbioma umano può cambiare durante il ciclo di vita e stagionalmente, o con cambiamenti ambientali (infezioni, trattamenti, dieta, stato ormonale o stile di vita) [ [1], [16]]. Pertanto, questi risultati hanno aperto un campo di ricerca emergente da esplorare, in particolare nel contesto urologico, in termini di progettazione futura di trattamenti / farmaci mirati a specifici microrganismi dell'UT. Nella presente recensione, riassumiamo le principali pubblicazioni recenti riguardanti il ​​microbioma urinario (UM) con l'obiettivo di valutare le esigenze future nel campo e l'opzione di utilizzare probiotici, prebiotici e dieta come trattamento per le malattie urinarie.

L'uso terapeutico di microrganismi probiotici come trattamento per diverse malattie è un campo controverso [[55], [56]]. L'applicazione dei probiotici è stata utilizzata per modificare il microbioma intestinale. I probiotici come i trapianti fecali hanno permesso la manipolazione delle comunità microbiche intestinali. Questi cambiamenti sono stati associati alla soppressione dei patogeni, alla differenziazione o alla fortificazione della stimolazione della barriera intestinale, all'immunomodulazione e alla proliferazione delle cellule epiteliali [57]. Diversi studi clinici sono stati anche condotti per studiare il ruolo di alcuni ceppi benefici nelle infezioni urogenitali, nel cancro alla vescica e nella formazione di calcoli renali (Tabella 4).

Il trattamento più popolare per l'UTI è la terapia antibatterica. Tuttavia, l'uso di antibiotici ad ampio spettro può influenzare negativamente la flora batterica benefica nell'ospite e la conseguente crescita eccessiva selettiva di batteri patogeni. L'uso a lungo termine di antibiotici porta a resistenze batteriche nel 50% dei casi per antimicrobici specifici [58]. Pertanto, i probiotici sono emersi come terapia alternativa o adiuvante per la prevenzione e il trattamento delle infezioni del tratto urinario. Un effetto benefico nella gestione delle UTI è stato dimostrato per diversi ceppi di Lactobacillus come L. rhamnosus GR1, L. fermentum RC-14 e L. reuteri B-54 [[59], [60], [61], [ 62], [63], [64]]. L'attività antibatterica dei ceppi di Lactobacillus si basa principalmente sull'acido lattico escreto nell'ambiente sul metabolismo dei carboidrati nello strato glicosaminoglicano dell'epitelio vaginale. L'acido lattico fa abbassare sostanzialmente il pH (pH ≤4,5) e porta a un microambiente sfavorevole per la maggior parte dei batteri patogeni [65]. Inoltre, le specie Lactobacillus producono ulteriori metaboliti antibatterici, tra cui il perossido di idrogeno e la batteriocina [[66], [67]]. Due studi preliminari hanno valutato l'effetto profilattico di un preparato di Lactobacillus casei orale in 138 pazienti con carcinoma a cellule transizionali superficiali della vescica. I risultati hanno indicato che il ceppo L. caseir Shirota potrebbe essere efficace per la prevenzione e il trattamento di tumori della vescica non invasivi ai muscoli [[68], [69]]. Uno studio clinico condotto su 180 pazienti dal Giappone ha anche dimostrato che l'assunzione abituale di batteri lattici riduce il rischio di cancro alla vescica [70]. Diversi batteri lattici sono stati anche usati per trattare altre malattie urinarie come l'urolitiasi, con risultati contrastanti [[71], [72]]. Diversi studi hanno rivelato una relazione inversa tra colonizzazione intestinale con Oxalobacter formigenes e lo sviluppo di calcoli di ossalato di calcio [[73], [74]]. Questi batteri sono essenziali per la degradazione dell'ossalato alimentare nel corpo umano. Uno studio su 247 pazienti adulti con calcoli ricorrenti di ossalato di calcio ha scoperto che la colonizzazione con O. formogeni era associata a una riduzione del 70% del rischio di urolitiasi [75]. La ricolonizzazione gastrointestinale con O. formigenes rappresenta un trattamento valido; tuttavia, gli studi che esplorano questa strategia sono contraddittori. Uno studio pubblicato nel 2002 ha dimostrato che l'ingestione orale singola di O. formigenes HC1 (5 × 1010 unità formanti colonia) da parte di volontari adulti è stata sufficiente a ridurre l'escrezione di ossalato urinario [76]. Okombo e Liebman [77] hanno dimostrato che il consumo di un probiotico commerciale orale da parte di 11 volontari sani durante 4 settimane ha ridotto significativamente l'assorbimento di ossalato. Tuttavia, la somministrazione orale di Oxabact (O. formigenes) in 42 pazienti con iperossaluria primaria non ha determinato cambiamenti significativi nei livelli di ossalato e plasma ossalato [78]. Uno studio che utilizza la tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento e EQUC ha dimostrato che i calcoli renali sono associati a un microbioma che include specie di Enterobacteriaceae come il batterio uropatogeno E. coli [79]. Un modello murino in cui i topi sono stati inoculati con gliossalato ed E. coli ha mostrato un aumento dei depositi di ossalato di calcio di rene e nella risposta immunitaria innata rispetto ai topi inoculati con solo sodio gliossalato. Pertanto, gli autori hanno proposto che i batteri presenti nei depositi di ossalato di calcio possano contribuire alla malattia renale ossalica di calcio.

I fattori dietetici possono anche influenzare il rischio di contrarre malattie urinarie alterando le proprietà della flora batterica urogenitale. È stato ipotizzato che il succo di mirtillo e i prodotti a base di latte fermentato riducano l'incidenza delle UTI ricorrenti [[80], [81], [82], [83]]. Il succo di mirtillo contiene composti come proantocianidine e D-mannosio con attività antiadesiva batterica contro i batteri uropatogeni di E. coli che riduce la capacità dell'agente patogeno di rimanere nell'UT [[84], [85]]. Una revisione Cochrane del 2012 ha valutato l'efficacia dei mirtilli nella prevenzione delle UTI in popolazioni suscettibili, incluse donne e bambini con UTI ricorrenti [86]. La revisione comprendeva diversi studi randomizzati controllati che coinvolgono un totale di 4473 partecipanti che hanno usato succo di mirtillo / concentrato; solo compresse / capsule di mirtillo; succo di mirtilli e compresse; o capsule e compresse di mirtillo rosso. Inoltre, l'uso di D-mannosio in concentrazioni fino al 20% non ha avuto effetti collaterali sul metabolismo umano [87]. Altri studi hanno dimostrato che alcune diete possono influenzare il rischio di formazione di calcoli. L'assunzione supplementare di calcio è stata positivamente associata al rischio di urolitiasi in uno studio che ha coinvolto oltre 90.000 donne [88]. Al contrario, una dieta a basso contenuto di sodio e proteine animali ha indotto cambiamenti nell'ambiente urinario che hanno ridotto il rischio di urolitiasi [89]. In conclusione, le abitudini alimentari che possono modificare il microbioma possono essere fattori importanti associati alle patologie urologiche. Pertanto, le modifiche dietetiche potrebbero essere un primo passo nella prevenzione di alcuni disturbi urinari.

 

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Un caro saluto, Dr. Andrea Militello

 

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