Раскрытие микробиоты почек и ее влияния на формирование камней в почках

Урологические заболевания, такие как инфекции мочевыводящих путей (ИМП) и камни в почках, представляют собой серьезное бремя и считаются двенадцатой основной причиной смерти и семнадцатой — инвалидности. Недавние исследования показали, что и у здоровых людей мочевыводящие пути не свободны от бактерий (уробиом). Однако, несмотря на предположения о наличии бактерий в почках, прямых доказательств, подтверждающих эту идею, не было.

В новом исследовании ученые хотели узнать, есть ли в почках резидентные бактерии, как они влияют на здоровье почек и как на них могут повлиять антибиотики, которые часто используются для лечения заболеваний почек. В этой работе исследователи использовали модель мыши, чтобы выявить наличие бактерий в почках и понять, как на них влияют антибиотики. Они также подтвердили, что низкий уровень бактерий присутствует и в почках здорового человека. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications 12 декабря.

Исследователи выявили в микробиоте почек определенные штаммы бактерий, которые способны влиять на развитие камней в почках: одни предотвращают их появление, другие способствуют этому. Бактерия E. coli была связана с наличием камней в почках, а другой микроб под названием Lactobacillus crispatus — с их отсутствием.

Исследование показало, что неправильное использование антибиотиков, когда они применяются в ситуациях, где в них нет необходимости, может изменить микробиом почек в пользу бактерий, способствующих образованию камней.

“Урологические заболевания, такие как камни в почках, поражают 63 процента взрослого населения и становятся все хуже”, — отметил старший автор исследования Аарон Миллер, доктор философии. “Данные постоянно указывают на бактерии. Если мы не сможем преодолеть предположение о стерильности, мы не сможем разработать более эффективные методы лечения и профилактики”.

Чтобы исключить случайное загрязнение, микробиота должна обладать несколькими характеристиками: бактерии должны быть метаболически активными, микробиота должна быть стабильной, постоянной и воспроизводимой. В данном исследовании все эти характеристики были подтверждены. Бактерии в микробиоте почек и мочевыводящих путей также не были связаны с заболеваниями, отмечают авторы исследования. Они были выявлены у людей без каких-либо симптомов урологических заболеваний.

Команда также разработала систему, позволяющую выяснить, могут ли бактерии влиять на образование камней в почках. Была создана камера, имитирующая движение мочи через почки, с добавлением кальция и оксалата, из которых состоят почечные камни.

Исследователи увидели, что в камерах, где присутствовала кишечная палочка, образовывались кристаллы, похожие на камни. Эти кристаллы были похожи на камни в почках человека. Но в камерах с лактобактериями камни не образовывались.

Когда микробы объединили в аналогичной тестовой камере, образовались кристаллы, но они не были похожи на камни в почках, что позволяет предположить, что лактобактерии могут предотвращать способность кишечной палочки стимулировать образование камней.

Когда в этой ситуации были применены антибиотики, микробный баланс сместился в сторону от лактобактерий и создал среду, более благоприятную для образования камней. Это может объяснить, почему длительный прием антибиотиков может способствовать образованию камней в почках.

Теперь исследователи хотят узнать больше о том, как эта работа может быть использована для диагностики и лечения пациентов.

“Если микробиота почек может влиять на камни в почках, то, вероятно, она может влиять и на другие заболевания почек. Мы уже изучаем микробные сигнатуры для других почечных заболеваний и даже подали заявку на грант, чтобы изучить, как определенные генетические варианты влияют на почечную микробиоту и риск почечных заболеваний у разных этнических групп”, — добавляет Миллер.

Исследование Agudelo, J., Chen, X., Mukherjee, S.D. et al. Cefazolin shifts the kidney microbiota to promote a lithogenic environment. Nat Commun 15, 10509 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54432-6